Сведения о том, что порох появился сначала в Китае и Индии, имеют веские основания. Современный дымный порох представляет собой механическую смесь, состоящую примерно из 75 % селитры, 15 % древесного угля и 10 % серы. Смесь селитры с углем в различных пропорциях также дает яркую вспышку. Селитра же во многих районах Китая и Индии встречается на поверхности земли в свободном состоянии.
Можно предполагать, что уголь от остывших костров со временем смешивался с селитрой, образуя легковоспламеняющуюся пороховую смесь. Стоило вторично развести костер на таком месте, как происходила вспышка, от которой угли и дрова разлетались в разные стороны.
Такие вспышки, очевидно, натолкнули китайцев и индусов на мысль о применении смеси селитры с углем — дымного пороха — в качестве метательного средства.
Несмотря на ряд упоминаний об отдельных случаях применения пороха и огнестрельных орудий китайцами и индусами, сколько-нибудь подробных и убедительных данных о боевом применении ими огнестрельных орудий в глубокой древности не имеется. Первый достоверный случай широкого применения орудий китайцами относится к 1232 г. н. э., когда китайцы, осажденные монголами в Кай-Фэнг-Фу, защищаясь, обстреливали монголов из орудий каменными ядрами, употребляли разрывные бомбы, петарды и другие огнестрельные снаряды, имевшие в своем составе порох.
Около 1350 г. огнестрельные орудия были распространены уже во всех странах Западной, Южной и Центральной Европы и окончательно вытеснили метательные машины.
Основной причиной сравнительно быстрого развития огнестрельной артиллерии было то, что новый источник энергии — порох — оказался более мощным и более выгодным, чем мускульная сила людей. Если тяжелую метательную машину обслуживали десятки человек, то огнестрельным орудием управляли всего два-три человека. Времени же для производства выстрела из орудия требовалось почти столько же.
Порох как мощный источник энергии
Нам известны многие вещества, способные при горении выделять в виде тепла большое количество энергии.
Зная свойства таких веществ, мы находим для них наиболее целесообразное применение. Так, уголь, дрова, торф, мазут мы используем в качестве источников тепла, а бензин, керосин, которые при горении, помимо тепла, выделяют большое количество газов, — в качестве источников энергии для моторов и двигателей.
Если заключить большое количество газов в сосуде малого объема, то они наподобие сжатой пружины будут обладать упругой силой. Действие сжатых газов отличается от действия сжатой пружины лишь тем, что сила пружины направлена в каком-то одном направлении (по прямой), в то время как действие упругой силы газов направлено во все стороны. Газы оказывают определенное давление на каждую единицу внутренней поверхности сосуда. Чем больше газ сжат, тем больше его упругая сила.
Допустим, что сосудом для сжатых газов является цилиндр двигателя или цилиндрическая полость орудийного ствола, у которых боковые стенки и дно неподвижны, а подвижен только поршень (в цилиндре) и снаряд (в орудии). Сжатые газы с силой продвинут поршень или вытолкнут снаряд.
Газам, кроме того, свойственно при нагревании расширяться в объеме, вследствие чего их упругая сила еще более возрастает. Следовательно, вещество, выделяющее при горении большое количество газов и большое количество тепла, способно производить большую работу.
Именно такими свойствами обладает порох. Достаточно сказать, что при выстреле из орудия давление пороховых газов в канале ствола достигает 2–3 тысяч килограммов на каждый квадратный сантиметр при температуре 2–3 тысячи градусов.
Большой силой обладает при воспламенении, например, бензин, однако если 1 л смеси бензина с воздухом выделяет при горении 32 л газов, то такой же объем дымного пороха выделяет 336 л газов.
Может возникнуть вопрос, почему мы говорим не о чистом бензине, а о его смеси с воздухом, тогда как ни о какой смеси пороха с воздухом речи не ведем.
Дело в том, что бензин, так же как уголь, дрова и другие горючие вещества, без воздуха не горит, так как ему недостает кислорода для поддержания горения. Именно поэтому в печах и топках приходится делать поддувала, а при использовании бензина в двигателях смешивать его с воздухом, беря 1 весовую часть бензина и 15 весовых частей воздуха.
Иначе обстоит дело с порохом. Он может гореть и без притока воздуха, так как имеет достаточное количество собственного кислорода. Это замечательное свойство пороха выгодно отличает его от прочих горючих веществ и позволяет пользоваться им как мощным метательным средством. Другим замечательным свойством пороха является большая скорость его горения, что позволяет получить очень большое давление газов в чрезвычайно короткий промежуток времени. А это именно и необходимо для метания снаряда с большой скоростью.
Если бы порох горел медленно, то давление газов нарастало бы постепенно, следовательно,
