Какую же мощность дает взрыв обычного двухсотграммового патрона аммонита, какие ежедневно десятками тысяч применяются в шахтах для взрывных работ?
Диаметр такого патрона 30 миллиметров, длина 0,25 метра. Если возбудить взрыв с торца патрона, то он будет распространяться со скоростью 5000 метров в секунду и длительность взрыва составит всего 0,25/5000 = 0,00005 секунды.
При взрыве одного килограмма аммонита выделяется энергия, равная 950 большим калориям. Поэтому при взрыве двухсотграммового патрона аммонита за указанный промежуток времени будет получена энергия, равная 0,2 х 950 = 190 больших калорий или в единицах механической работы 190 х 427 = 81 130 килограммометров.
Если для производства полезной работы может быть использовано только около 10 проц. этой энергии, то для получения ее в такой же короткий промежуток времени потребуется силовая установка (генератор) мощностью 0,1 х 81 130/75 х 0,0005 = 2,2 миллиона лошадиных сил (около 1,6 миллиона киловатт).
Таким образом, взрывник, несущий в сумке патрон аммонита, имеет в своем распоряжении огромную мощность. Эта мощность превосходит мощность крупнейшей американской гидроэлектростанции Боулдер-Дэм, составляющую 1 400 000 лошадиных сил (около миллиона киловатт).
Если физическую мощность среднего человека принять равной одной пятой лошадиной силы, то человек, располагающий 200 граммами взрывчатого вещества, как бы увеличивает свою физическую силу в 10 миллионов раз! О такой мощности, которую вложила в руки человека наука, могли только мечтать слагатели народных сказаний, наделявшие своих героев сверхъестественной силой.
Понятно, что использование энергии взрыва не может заменить работу электростанций и других силовых установок. Громадная мощность взрыва обусловлена, как мы видели, в первую очередь чрезвычайно малым временем выделения энергии; сама же энергия отнюдь не является чрезмерно большой.
Отсюда следует, что взрывчатые вещества целесообразно применять только в тех случаях, когда необходимы воздействия чрезвычайно большой мощности, хотя бы и очень кратковременные. Для получения таких воздействий в течение длительного времени потребовались бы громадные количества взрывчатых веществ. Так, чтобы получить в течение трех суток мощность взрыва патрона аммонита в 2 миллиона лошадиных сил, потребовалось бы взорвать около миллиона тонн взрывчатых веществ, — больше чем все годовое потребление взрывчатых веществ в горном деле во всем мире.
Таким образом, взрывчатые вещества не заменяют других источников энергии, они позволяют лишь концентрировать энергию во времени и в пространстве в такой степени, в какой это недостижимо никакими иными путями.
Ни одна машина не может при равном весе и размерах дать такую колоссальную мощность, какую дают взрывчатые вещества, и там, где эта мощность необходима, взрывчатые вещества — единственное и незаменимое средство ее получения.[5]
Большая мощность характерна не только для взрывчатых веществ, используемых при дроблении, но и для применения их в виде порохов как средства метания.
В обычных средствах передвижения — паровозе, автомобиле, самолете — двигатель сообщает им энергию во все время движения. Этим компенсируется потеря скорости из-за трения, сопротивления воздуха и т. д. Пушка тоже является своего рода двигателем. Однако двигатель этот неподвижен; снаряд с момента вылета из ствола уже не получает больше энергии. Чтобы дальность полета была значительной, снаряд в момент вылета должен иметь большую скорость, иначе говоря, большой запас энергии. Эту энергию он получает за время движения в стволе. Так как длина ствола невелика, то и время движения снаряда в нем мало. За это малое время снаряд должен получить большую энергию. Это значит, что мощность работы, совершаемой пороховыми газами и переходящей в энергию движения снаряда, велика.
Рассмотрим в качестве примера выстрел из тяжелого орудия, снаряд которого весит 917 килограммов и имеет начальную скорость 523 метра в секунду. Энергия снаряда при вылете из ствола составляет 12 770 000 килограммометров, что примерно в полтора раза больше энергии курьерского поезда весом в 300 тонн, движущегося со скоростью 90 километров в час. Эту энергию снаряд получает за время около одной сотой секунды. Отсюда мощность выстрела составит 12 770 000 : 0,01 = 1 277 000 000 килограммометров в секунду, или около 17 миллионов лошадиных сил!