— Химическая энергия пороха превращается в тепловую, энергия пороха становится энергией движения снаряда, — договаривал смышлёный мальчик.
— Беда лишь в том, что взрыв создаёт очень высокое давление и температуру до трёх тысяч градусов, хотя для плавления стали достаточно и половины этого жара. Но орудийный ствол не плавится потому, что высокая температура поднимается в короткий промежуток времени, ствол не успевает нагреться.
— При долгой стрельбе канониры ждут, пока пушка остынет, — заметил Костенька.
— Однако это не так важно. Теперь не станем жмурить глаза и посмотрим на орудие в момент выстрела. Из дула вслед за ядром вырывается длинный язык пламени. Это не успевшие сгореть в стволе газы. Они догорают на воздухе. Эти же газы давят на ствол в обратную сторону. Происходит отдача. Откат уничтожить невозможно. Поэтому и утяжеляют лафеты, ствол делают прочным, чтоб его не разорвало при взрыве. Тут-то прибегают к расчёту, находят, так сказать, золотую середину. Закладывают ровно столько пороху, чтобы ядро летело дальше, а ствол оставался в целости.
— А сколько лет живёт орудие?
— Сколько?.. Оно работает лишь во время выстрела. Чтобы вычислить продолжительность рабочей жизни пушки, надо знать время, в которое протекает выстрел, и число выстрелов, произведённых до полного износа ствола. К примеру, выстрел происходит за половину секунды, а число выстрелов зависит от могущества орудия. Чем больше калибр, тем быстрее изнашивается ствол. Двадцатичетырёхфунтовая пушка выходит из строя примерно после десяти тысяч выстрелов. Подсчитай-ка, сколько жила она?
Костенька, закатив светло-пепельные глаза, сосчитал в уме и разочарованно произнёс:
— Всего-навсего восемь с четвертью часов?..
— Но за это время сколько она разобьёт кораблей, поубивает неприятелей?!
— И то, — согласился мальчик.
— Вот смотри, как описывает Пушкин работу орудия Белогорской крепости. — Беллинсгаузен достал с полки недавно вышедшую книжку «Современника», нашёл нужную страницу. — Читай отсюда...
— «Люди, разъезжающие по степи, заметя движение в крепости, съехались в кучку и стали между собою толковать. Комендант велел Ивану Игнатьевичу навести пушку на их толпу и сам приставил фитиль. Ядро зажужжало и пролетело над ними, не сделав никакого вреда. Наездники, рассеясь, тотчас ускакали из виду, и степь опустела...»
— Будет! Что из сего видно?
— Иван Игнатьевич промахнулся.
— Но даже если бы он угодил в толпу, ядро причинило бы мало вреда. Это был просто-напросто чугунный шар чуть больше крупного яблока. Пролети он на двадцать дюймов мимо человека, то оставил бы того невредимым. А между тем уже в то время существовали разрывные гранаты и бомбы. Их делали полыми, а внутрь насыпали порох. Разрываясь, они разбрасывали осколки шагов на пятнадцать. В оставленное отверстие вставляли короткий фитиль, он загорался от пороховых газов при выстреле и горел несколько секунд. Когда огонь доходил до пороха, бомба взрывалась и поражала людей поблизости. А что действовало на ядро, пока оно летело?
— Сопротивление воздуха, собственная тяжесть... — начал перечислять Костенька.
— Точно! Потому оно и мчится не по прямой, а описывает траекторию, у канониров она называется углом бросания. Вспомни яхту. Форштевень образует волну. Она тем выше, чем больше скорость. Длинные волны бегут влево и вправо от этой носовой волны. За кормой тоже бурлит вода, тянутся такие же волны. Так и за ядром во все стороны разносятся волны. Сгущение воздуха впереди тормозит его полёт. Сопротивление растёт не пропорционально, а гораздо быстрее. Если выбросить снаряд с удвоенной скоростью, то потеря им скорости из-за сопротивления воздуха возрастёт вчетверо. Утрой скорость снаряда — замедление возрастёт в девять раз. При скоростях до полутораста саженей в час замедление полёта ядра возрастёт пропорционально квадрату скорости его полёта, а при больших скоростях — и того сильней...
На бумаге Фаддей нарисовал две пушки, принятые на вооружение флота, — 36- и 24-фунтового калибра и передал карандаш Костеньке:
— Давай рассчитаем их траектории. Начальная скорость одна и та же: двести саженей в секунду. Угол бросания тот же: двадцать градусов. Ядро двадцатичетырёхфунтовой пушки пролетит милю, а тридцатишестифунтовой — милю с половиной. Почему? Форма снарядов одинакова, скорость та же, как и возвышение.
— Но неодинаков их размер и вес, — догадался великий князь. — Что тяжелее, у того инерция движения больше. Его полёт затормозить трудней. Потому тяжёлое ядро летит дальше лёгкого! — Костенька быстро начертил траектории полёта ядер, выпущенных из обеих пушек.
Ну а дальше наступала очередь сложной математики. Её пока не освоил мальчик. Этим и занимался Беллинсгаузен, когда Жуковский увозил князя во дворец. Домой Фаддею идти не хотелось. Там не дадут поразмышлять спокойно. Работа, за которую взялся он, требовала уединения и сосредоточенности. Тут надо было учитывать множество факторов, таких, как точный замер расстояния, скорости собственного корабля и корабля противника, углы траекторий, расположение пушек в деках на корме или носу, качку судов и тому подобные слагаемые.
Адмирал припомнил конфузию франко-испанского флота при Трафальгарском сражении в октябре 1805 года, когда все орудия зарядили двумя ядрами и после выстрела они попадали в воду на полпути до английских судов.
Объясняя траекторию полёта ядра, он особое внимание уделил моменту, когда нужно дёргать штерт, спускать курок замка, как стрелять во время хода корабля и хода неприятельского судна, сколько золотников
[65] пороха нужно закладывать в ту или иную пушку и мортиру. Для восьмифунтовой мортиры, например, требовалось 12 золотников пороха. Он неё определил и составил таблицы для 36- и 24-фунтовых пушек.
Когда Фаддей закончил работу, на которую ушло больше года, по этим таблицам провели испытательные стрельбы на загородном полигоне Кронштадта. Учитывались возвышение оси орудия, число выстрелов, расстояние до первого попадания, число рикошетов, дальность стрельбы. Они подтвердили правильность теоретических выкладок. Наилучшие результаты получились у длинноствольной александровской пушки, устанавливаемой на линейных кораблях. Она попадала точно в цель с расстояний 1057—1094 сажени (2255,2—2334,1 метра).
Свою работу Беллинсгаузен назвал сухо, но точно: «О прицеливании артиллерийских орудий на море», её он представил на рассмотрение учёного комитета Морского министерства. Чисто математическая, она не нуждалась в литературном редактировании, освобождалась от медвежьих услуг Никольских, Чижовых, Голенищевых-Кутузовых, а требовала лишь проверки комиссией, назначенной генерал-фельдцейхмейстером. Комиссия не заставила себя ждать и дала высокий отзыв. Правда, Логин Иванович и тут руку приложил, но к этому его обязывала должность председателя учёного комитета. Он написал предисловие к брошюре:
