Hvorledes bestemmes Krudtgassens Spænding i Ildvaabene og hvilke midler har man hidtil anvendt for at formindske den uden at opgive Krudtets Nyttevirkning

Ildvaabnenes Opfindelse er ikke af allernyeste Datum; i flere hundrede Aar har Kanonen været anvendt, og man har kunnet overbevise sig om Krudtets store Kraftudvikling, men meget lang Tid hengik inden nogen turde give en Forklaring af, hvorledes det egenlig hang sammen med Krudtets Detonation i Ildvaabnene. Alligevel syntes Sporgsmaalet at maatte have en meget stor Interesse for A rtilleristen, saasnart han ikke længere vilde slaae sig tiltaals med at betragte de simple Kjendsgjerninger; thi Krudtgassens Udvikling betinger for en Del Projektilets Hastighed i Mundingen eller don Kraft, hvormed Vaabnet skal kunne virke, og Gastrykket paa Kanonens Sidevæg vil altid søge at sønderbryde denne, desværre ofte med Held, hvorom man fra de ældste Tider indtil vore Dage har kunnet overbevise sig. Kjendskab til Lovene for Krudtets Forbrænding synes derfor at være aldeles nødvendig for at kunne give Ildvaabnene netop den tilstrækkelige Holdbarhed.

Alle Forklaringer af Krudtets Forbrænding i Ildvaabnene, som man træffer paa inden det 18de Aarhundrede, ere imidlertid kun Kuriositeter, og det var først Belidor, som fremsatte en Theori, der fortjener nogen Opmærksomhed. Han antog, at Ildstraalen, naar den gjennem Fænghullet slog ned i Ladningen, vilde tænde de nærmest liggende Krudtkorn, disse atter de nærmest liggende og saa fremdeles igjennem hele Ladningen. Var denne f. Ex. kugledannet og Antændelsen skete i Midten, saa vilde Ilden forplante sig med voxende Hastighed ligeligt til alle Sider, og Mængden af det Krudt, som paa forskjellige Tider blev antændt, vilde voxe i noget større Forhold end Kuberne af disse Tider. Senere Iagttagelser have vist, at denne Theori ikke fjerner sig meget fra Virkeligheden, men desuagtet viste det sig ved at anvende den til Beregning af Projektilernes Hastighed i forskjellige Vaaben store Uoverensstemmelser med Virkeligheden, fordi Antændelseshastigheden var antaget meget for ringe. Bobins som senere behandlede Sporgsmaalet, antog i Modsætning til Belidor, at Krudtets Forbrænding skete øieblikkelig, inden Kuglen endnu havde sat sig i Bevægelse; Krudtgassens Spænding i det øieblik anslog han til 1000 Atmosfærer, og forresten antog han, at Spændingen derefter aftog i samme Forhold som Kummet bag Kuglen tiltog. Under denne Forudsætning vilde det være en let Sag at beregne dels Projektilets Hastighed paa ethvert Sted af Løbet, dels Krudtgassens Tryk, netop de Talstørrelser, man ønsker at kjende; thi kaldes Krudtladningens Længde l, vil altsaa Krudtgassen, naar den indtager denne Del af Løbet, have Spændingen p , og naar Kuglen er kommen til et Punkt, hvis Afstand fra Bunden er x, vil Spændingen være sunken ned til y, bestemt ved l:x = y:p eller

y = l/x*p. Den Hastighed, som Projektilet har opnaaet paa X dette Punkt x i Løbet, kan dernæst bestemmes ved Mekaniken, ifølge hvilken Akcelerationen udtrykkes ved Forholdet mellem Kraften og den bevægede Masse. Kaldes K uglens Vægt w, dens Hastighed i Afstanden xv, erholdes følgende Ligning

Denne Formels Rigtighed søgte Robins at godtgjøre ved udstrakte Pendulforsøg med Haandskydevaaben, hvis Længde og Ladning meget let varieredes, og han opnaaede ogsaa taalelig gode Overensstemmelser, fordi den lille Krudtladning Forbrænding i Haandvaabnene virkelig foregaaer saa hurtig, at Theorien netop her til Nød kunde gjøre Fyldest. Ved større Piecer, i hvilken Krudtladningen efter senere Forsøg virkelig bruger en kjendelig Tid, inden den, efter at være antændt, er gaaet over i Gasform, bristede Forudsætningen, og Spørgsmaalet laa atter en Tid hen.

Det er først den franske General Piobert, som nærmere søgte at trænge tilbunds i alt, hvad der angaaer Krudtladningers Detonation, og det skyldes hans utrættelige Forsøg, at man er kommen bort fra de høist usikkre Hypotheser angaaende Krudtets Forbrænding, som det forrige Aarhundrede havde opstillet.

Han viste saaledes, at naar en Krudtladnings Explosion ikke foregik øieblikkeligt, og derom overbevises man let, eftersom der ud af Ildvaabnene altid kastes uforbrændte eller brændende Krudtkorn, som kunne opfanges af en Skjærm, saa var Aarsagen dertil den, at der udfordredes en vis Tid til at antænde alle Krudtkorn paa Overfladen, hvad han betegnede med Antændelses hastighed, og dernæst vilde hvert Korn behøve en vis Tid for at gaae over i Luftform eller at forbrænde, hvilket forudsætter en vis Forbrændingshastighed. Kunde det lykkes at bestemme disse to Hastigheder ved selve Krudtets Explosion i Ildvaabnene, vilde man være kommen et stort Skridt videre til at kunne danne sig en Forestilling om, hvorledes Luftarterne under Explosionen udvikle sig, hvormeget der til en given Tid var forbrændt af Krudtmassen, hvilken Tæthed Luftarterne altsaa maatte være i Besiddelse af, og hvor høi en Spænding de som Følge heraf udviklede mod Projektilbunden og Sjælens Sidevæg.

Forbrændingshastigheden og Antændelseshastigheden af det almindelige Krudt kunde vanskelig bestemmes i selve Skytset, men Piobert fandt andre Veie. Hvad da Forbrændingshastigheden angaaer, saa mente han at kunne bestemme den ved at forbrænde Prismer af Krudtkage. For at Forbrændingen skulde gaae lagvis, og Ilden ikke forplante sig langs med Prismernes Sider, bleve disse indsmurte med Fedt, og de stilledes da over et Kar med Vand. Ved at gjøre mere end 300 Forsøg, fandt Piobert saaledes flere vigtige Love for Krudtets Forbrændingshastighed; den kunde antages at være jævn, uafhængig af Prismets Tversnit, men derimod afhængig af Krudtets Sammensætning og Tæthed. For almindeligt Krudt med Tætheden 1.53 fandtes Forbramdingshastigheden at være c. 0.5" i eet Sekund, var Krudtets Tæthed større, var Forbrændingshastigheden mindre. Imidlertid maatte man være forberedt paa, at Hastigheden kunde være en anden under en Krudtladnings Explosion i Skytset, da Krudtet her vilde være under et meget stort Tryk, og for at komme til Kundskab herom dannede Piobert Krudtkorn af 1.5 á 1.7" i Diameter, som antændtes i en Morter, saaledes at der fremkom en Spænding af c. 100 Atmosfærer, men han mente at kunne observere at Forbrændingshastigheden uagtet dette store Tryk, vedblev at være uforandret, og sluttede derfor, at det samme vilde være Tilfældet i Skytset. Dette synes dog lidet rimeligt, og Tvivlen i saa Henseende bestyrkes ved den preussiske General Otto’s Forsøg, idet han fandt, at under et Tryk af 100 Atmosfærer kunde Forbrændingshastigheden endogsaa voxe til næsten det tredobbelte, af hvad den er under almindelige Forhold. Endnu nyere Forsøg ere bievne anstillede af Frankland og Dufour i Lausanne med Krudtsøiler, og de fandt at indenfor de Grændser, hvorunder Forsøget anstilledes, var Forøgelsen i Forbrændingshastighed proportional med Forøgelsen i Trykket. Endelig har man i England fundet, at Forbrændingshastigheden af Satssøilen i Brandrør endogsaa varierer ret kjendelig med de smaa Forandringer i Luftens Tæthed, saa at Pioberts Antagelse, hvortil han forledtes ved det mangelfulde Forsøg i Prøvemorteren, turde ansees for feilagtig.

Ligesaa vanskeligt som det er at bestemme Krudtets Forbrændingshastighed under Forhold, der nærme sig hvad der finder Sted under Krudtets Explosion i Skytset, ligesaa svært maa det blive at bestemme dets Antændelseshastighed, da Forsøget kun kan blive mangelfuldt. Piobert har dog ikke ladet sig afskrække, men søgt at komme til et .Resultat ved at forbrænde Krudt i forskjellige Render, enten aabne tildækkede eller helt omsluttende Krudtet, og skjøndt Antændelseshastigheden var meget forskjellig under disse forskjellige Omstændigheder og varierede med Krudtkornenes Størrelse o. s. v., mente han dog at kunne antage, at Antændelseshastigheden for Krudtet i Kanoner kunde anslaaes til at være 25 á 32' i Sekundet. Forsøg anstillede af andre have givet ganske andre Resultater, saaledes fandt Prof. Otto, at Antændelseshastigheden ikke skulde være større end 12 á 16' i Sekundet, medens Major Rodman i Amerika af Tiden, som forløber imellem Ladningens Antændelse og Projektilets begyndende Bevægelse, slutter, at Antændelseshastigheden maa være c. 68' i Sekundet.

Vi see saaledes, at de Værdier for Krudtets Forbrændings- og Antændelseshastighed, som Piobert mente at have fundet ved sine Forsøg, langtfra kunne kaldes absolute; men ved de smaa Ladninger, som paa hans Tid anvendtes i Skytset, havde det mindre Betydning, om de bleve mere eller mindre noiagtig bestemte, thi i Virkeligheden var Ladningens Antændelse næsten øieblikkelig, og Tiden for et Krudtkorns Forbrænding overordenlig ringe.

Derimod er det af stor Interesse, at det lykkedes Piobert at angive Krudtgassens Tæthed under en Krudtladnings Forbrænding ved Hjælp af de saaledes fundne tvende Hastigheder. Af Forholdet mellem Krudtgassens Tæthed og dens Spændkraft blev det dernæst muligt at bestemme Krudtgassens Tryk mod Kanonvæggen og at finde et U dtryk for Projektilets Hastighed i forskjellige Punkter af Løbet, hvorved altsaa Problemet kunde siges at være løst. Herved er dog atter den Mislighed, af man skal kjende Forholdet mellem Krudtgassens Tæthed og Spændkraft, et Forhold, der vel var bleven bestemt af Grev Rumford i Slutningen af det forrige Aarhundrede, men hvis Paalidelighed man vistnok tør drage i Tvivl, ligesom ogsaa her Forsøget blev anstillet under Forhold, der fjerne sig meget fra hvad der finder Sted ved den almindelige Skydning. Saaledes opvarmede Rumford sin Morter ved Krudtets Explosion til 300° C., medens Kanoner selv ved fortsat Skydning sjelden faae en høiere Temperatur end 100° C. Kaldes x Forholdet mellem den hele anvendte Krudtladning og den Ladning Morterens Kammer kunde indeholde, blev efter Rumford Spændingen i Atmosfærer udtrykt ved følgende Formel

Ved at sammenligne de tre her opgivne Tabeller sees, at kun for x = 0.185 bliver Spændingen ved alle tre Forsøg c. 500 Atmosfærer, hvorimod der for alle andre Værdier af x finder stor Forskjel Sted.

Selv om det altsaa kan lykkes ved Hjælp af Pioberts høist fortjenstfulde Arbeide at bestemme Krudtgassens Spænding i en Kanon og Projektilets Hastighed i forskjellige Punkter af Løbet med øiensynlig temmelig stor Sikkerhed (see Herr General de Jonquiéres Beregning af disse Forhold for det danske glatløbede Skyts), saa maa man dog fastholde, at Problemet angaaende Projektilets Bevægelse i Løbet ikke ad Theoriens Vei er bleven løst, og vel neppe vil finde sin Løsning ad denne Vei, fordi det er vanskeligt at kontrollere Rigtigheden af de forskjellige Hypotheser, som man maa tye til for at bringe Problemet i Ligning. Man er derfor bleven nødt til ad praktisk Vei at erfare noget om Gastrykket i en Kanon, ligesom man alt tidligere havde fundet Midler til at bestemme Projektilets Endehastighed. Foreløbig opgav man dog at maale Gasspændingerne direkte; men Piobert havde netop ved sine Theorier angivet en Vei, ad hvilken det var muligt paa en forholdsvis nem Maade at udlede Spændingernes Størrelse af enkelte Erfaringsdata. Han havde fremsat Ligningerne for Projektilets Bevægelse i Løbet, støttet paa to bekjendte mekaniske Love, nemlig Loven for Principet om de indre og for de levende Kræfter. Derved var det lykkedes ham at finde Gastrykket mod Sidevæggen i Funktion af Projektilets og Skytsets tilsvarende Hastigheder paa de forskjellige Steder af Løbet, og man vilde altsaa ogsaa omvendt være istand til at finde Gastrykket, naar Projektilets Hastighed paa forskjellige Steder af Løbet blev maalt. De herhen hørende Formler, som senere almindelig ere bievne benyttede til at bestemme Gastrykket i Kanoner, findes smukt udviklede af General Maycvski (see Kapitain Friis’s Forelæsning ovfer Artilleriet) og ere for vel bekjendte til at jeg her nærmere skulde angive dem, desuden er her skjælnet mellem Gastrykket, naar det antages konstant i Udviklingsrummet bag Projektilets forskjellige Stillinger, og mellem de forskjellige Gastryk i Laget nærmest Stødbunden, dels i Funktion af Projektilets og dels i Funktion af Kanonens Rekylhastigheder. Hvor theoretisk rigtige disse Formler end ere, saa vil man i Praxis kunne nøies med at antage Gastrykket konstant i alle de forskjellige Lag i Udviklingsrummet, med at bestemme den alene i Funktion af Projektilets Hastighed og med at lade Spillerum og tildels Krudtladningens Vægt udenfor Betragtning. da- det ikke saa meget kommer an paa at finde Gastrykkets absolute Størrelse, som dets relative Grændseværdier. Man erholder derved langt simplere Formler, nemlig: