ballistiek voorlaadgeschut

Over de ballistiek van rond scherp, kartetsen, granaten en bommen die werden verschoten uit gladloops voorlaadgeschut is wel het een en ander aan concrete gegevens bekend omdat deze projectielen tot in de 19e eeuw in gebruik bleven.  Anders is dat voor wat betreft lang scherp zoals knuppelkogels, kettingkogels, kneppels, lopers etc. Deze projectielen waren aan het eind van de 18e eeuw niet meer in gebruik. Over hun ballistiek is weinig bekend: grootte geschutlading, maatregelen om de ziel te beschermen, optredende krachten tijdens het vuren en vlak na het verlaten van de monding. Graag wil ik met geïnteresseerden nader verkennen of we het een en ander te weten kunnen komen, het liefst aan de hand van bronnen uit de tijd, maar ook door bestudering en inventarisatie van artefacten in musea, bij archeologische instanties etc. Op zich zoek ik geen moeilijke sommen, maar ervaringscijfers. Wat gebeurt er bij het schieten met dubbel scherp? Is er dan een verschil in aanvangssnelheid van beide projectielen en wat doen ze na het verlaten van de loop. Ik hoop dat we dan ook de uitwerking beter in beeld kunnen krijgen. 

  De eerste set vragen is simpel: dubbel projectiel. Op de tekening zijn van links naar rechts schematisch uitgebeeld: de kruitlading, de prop en twee kogels zonder tussenprop. Het is de vraag wat er precies in de ziel gebeurt na ontbranding van de kruitlading.
De kogels hebben speelruimte, die zich vooral aan de bovenzijde bevindt. De buskruitgassen zullen deels overlangs gaan, en op de holle ruimte tussen de kogels stuiten waar ze een fractie van tijd expanderen totdat er voldoende drijfkracht is opgebouwd. Hoe is in dit verband de uitwerking van de buskruitgassen: even veel of verschillend op beide projectielen. Raakt het achterste projectiel daarbij het voorste en is er sprake van verschillende snelheden van beide kogels. Zou er iets veranderen als er tussen de kogels een prop werd aangebracht? Het lijkt erop dat zo'n extra prop destructief is voor het kanon, aangezien bij de beproeving à outrance van ijzeren vuurmonden in Luik tot zes of meer kogels werden geladen met proppen en soms zelfs massieve cilinders. Nog een laatste vraag is of de kogels verschillend aanslaan.

Tot zover het gebeuren in de loop. Wat gebeurt er direct na het verlaten van de moinding?
Ik ga ervan uit dat een en ander met een heel kleine kruitlading gebeurde zodat de onderling niet verbonden kogels niet als een soort tandem de loop verlaten. Is het waarschijnlijk dat beide kogels onmiddellijk een ander vluchtpad hebben? Hoe lang zou zo' n projectiel nog uitwerkingvol zijn en wat was überhaupt de beoogde uitwerking?
Ik las dat ook de combinatie rond scherp/kartets werd toegepast en in die volgorde geladen. Welke uitwerking is hiervan te verwachten?
John

John, enige overdenkingen op mijn boerenfluitjes wijze;

 


- De prop achter de kruitlading heeft tot doel om te voorkomen dat de gasdruk weglekt langs het projectiel. Als die gasafsluiting correct werkt dan stroomt er geen gas langs de eerste kogel. Een tweede prop aanbrengen tussen de twee kogels heeft dan geen enkel nut

-Als de gasafsluiting niet perfect is stroomt er gas langs de kogel. Als er dan een tweede prop is dan zal die het gas (deels) tegenhouden. De druk tussen kogel 1 en 2 loopt dan op en die gelekte gasdruk duwt met gelijke kracht tegen zowel kogel 1 als 2 . De gasdruk van de originele explosie moet dan niet alleen kogel 1 in beweging brengen maar ook die gelekte gasdruk overwinnen. De mondingssnelheid zal daardoor dus afnemen

 - Voor de eerste kogel is de loop 1 kaliber langer dan de kogel nr 2. Kogel 1 is dus langer aan de gasdruk blootgesteld en zal een hogere mondingssnelheid hebben dan kogel 2.Kogel 1 drukt dus tegen kogel 2 aan bij het verlaten van de loop. Als we uitgaan van 2 geheel ronde kogels dan zal zolang de middelpunten van de twee kogels exact in elkaar verlengde liggen beide kogels dezelfde baan volgen.

Echter, na het verlaten van de loop is de situatie voor de twee kogels niet gelijk. Kogel 2 verlaat de loop als eerste en de zwaartekracht heeft dan al vat op hem als kogel 1 er nog uit moet komen. Daarnaast moet kogel 2 ook als eerste de turbulentie opvangen na het verlaten van de loop.Als de middelpunten van de beide kogels niet exact in elkaar verlengde liggen dan ontstaat de onderstaande situatie;




De kogels drukken elkaar weg en volgen niet meer de rechte baan.

   
Beste Henry,
(herkomst van dit plaatje is helaas onbekend)
hartelijk dank voor jouw reactie.. De functie van de prop is voor het vuren met dubbelprojectiel essentiëel. Dat geldt zeker ook cilindrische projectielen waar ik later op hoop terug te komen. Probleem in vooral de 17e eeuw en mogelijk ook in de 18e eeuw is dat de projectielen weliswaar rond zijn, maar dat het zwaartepunt niet identiek is. Dat heb je goed onderkend. Beide hier genoemde effecten hebben n.m.m. grote invloed op de volgende twee soorten lang scherp: de staafkogel (afgebeeld in het openingsstukje) en de kettingkogel. De staafkogel is gefixeerd, maar hier hebben we zeker te maken met ongelijke gewichten van de beide kogeneinden en wellicht ook het niet centrisch plaatsen van de stang in beide projectielen. Hoe zal dit projectiel zich gedragen en welke krachten treden er op in geval van gewichtsverschil, ongelijke zwaartepunten en een niet centrisch aangebrachte stang. Dit kan enerzijds worden veroorzaakt door productiefouten: het is best een moeilijk projectiel om te maken (bv. smeedijzeren staaf ingebracht in twee gietijzeren kogels). Anderzijds lijden dit soort projectielen meer dan rond scherp aan roestvorming etc. en tenslotte nog de nijvere bootsman die de matrozen aan roestbikken zet. kortom ook dit projectiel blijft boeien.

Verder constateer ik dat er verschil in lengte van de staaf is: hij wordt korter bij kleine kalibers, waardoor er een soort van "dumb-bell shot" ontstaat..Bij de VOC is langscherp tot de kleinste kalibers beschikbaar. Waarom is dit? een langere staaf is kwetsbaarder.
Waar zet je nu staafkogels tegen in en welk kaliber tegen welk doel? De kleine kalibers denk ik voor de basis van de tuigagestructuur: zwaar touwwerk kan redelijk snel worden vernield. Tegen rondhout heeft dit veel minder uitwerking.  

Hoi John,

onder ballistiek versta ik de wetenschap van de baan van een projectiel. Mijn bovenstaande antwoord en ook de hier onder gegeven antwoorden hebben daar niet veel mee te maken Dit is puur mechanica.

Als een asymertisch voorwerp versneld word dan zal dat voorwerp gaan draaien om zijn zwaartepunt. Hierboven spraken we over twee losse niet verbonden kogels nu over 2 verbonden kogels. Het zwaartepunt daarvan ligt zo'n beetje in het midden van de verbindingsstang tussen de twee kogels. de te dichter de uiteinden bij het zwaartepunt zitten des te makkelijker kan het object draaien om het zwaartepunt. Het verkorten van de verbindingsstang zorgt dus voor meer draaiing.

Een ronde kogel veroorzaakt een rond gat en een asymertich projectiel een onregelmatig gat. Een dat is van belang als je op een zeil schiet. Stel de zeilen zijn gebold door de wind en dan komt er een rond gat in door een ronde kogel. De wind fluit dan door het gat en oefent aan alle zijdes dezelfde kracht uit. het ronde gat blijft dan zo zitten.

Als een onregelmatig projectiel datzelfde zeil raakt dan ontstaat er een asymetrich gat. de kracht die de wind uitoefend op het gat is nu niet aan alle zijdes gelijk. Op het zwakste punt van het gat zal het gat vergroot worden. Oftewel je maakt een scheur in het zeil en de kracht van de wind zorgt ervoor dat die scheur vanzelf groter wordt.

Mijn conclusie; verbonden schoten zorgen voor asymetrische gaten in zeilen. Die asymetrische gaten leiden tot een scheur in het zeil en die scheur wordt vanzelf groter en groter, waardoor het zeil onbruikbaar wordt.

met groet
Henry