Может ли существовать мир с орудиями большого калибра, но без орудий малого калибра?

"Большие пушки, но не маленькие пушки" - предположим, что в вашем мире никто так и не обнаружил, что из селитры получается отличный порошкообразный окислитель. Учитывая отсутствие этого открытия, пороха нет. Могут существовать большие пушки, работающие на паре или сжатом газе, но использование любого из них подразумевает очень высокое давление и массивные контейнеры для хранения сжатого / горячего газа. Вы не можете таскать с собой гигантский баллон со сжатым воздухом, в котором газы сжаты до давления в 10 тысяч фунтов. Возможна даже своего рода «война дизайнеров» между сторонниками «паровых пушек» и сторонниками «воздушных пушек».

Удачи.

Примите предложение Пере , но переверните его с ног на голову.

Дайте вашему миру очень плотную атмосферу.

Очень густая атмосфера требует, чтобы снаряд имел гораздо больший импульс , чтобы достичь полезной дальности.

или импульс равен массе, умноженной на скорость. Сходным образом,

или кинетическая энергия равна половине произведения массы на квадрат скорости.

Каждый раз, когда снаряд сталкивается с молекулой воздуха, снаряд теряет небольшую часть скорости, которая передается молекуле воздуха. (Это закон сохранения импульса .) Более толстая атмосфера просто означает, что это происходит чаще, чем в более тонкой атмосфере, потому что при прохождении аналогичного расстояния приходится сталкиваться с большим количеством молекул воздуха.

В какой-то момент снаряд замедлился настолько, что либо не имеет необходимой пробивной способности (кинетической энергии), либо падает (либо на землю, либо настолько по баллистической траектории, что прицеливание становится очень затруднительным ) . Вот почему дульная энергия оружия является важным показателем.

Большие снаряды обычно имеют большую массу. Если вы можете заставить их двигаться, значит, потребуется гораздо больше, чтобы остановить их. Таким образом, густая атмосфера влияет на небольшой (малой массы) снаряд гораздо больше, чем на большой (большой массы) снаряд. Поэтому густая атмосфера благоприятствует снарядам с большой массой.

Поскольку существуют ограничения на то, насколько плотные материалы могут быть использованы для создания снарядов, это оставляет нам возможность делать снаряды физически больше, чтобы упаковать больше массы. Это делает огнестрельное оружие малого калибра очень сложным в изготовлении и использовании.

Вам не нужно менять гравитацию вашего мира, чтобы сделать его более плотной атмосферой. Посмотрите не дальше, чем на Венеру , атмосферное давление которой составляет около 93 бар (по сравнению с чуть более 1 баром на Земле), но гравитация на поверхности составляет всего около 0,9 г (по сравнению с земным 1 г).

Я думаю, что лучший способ приблизиться к этому — исключить полезность стрелкового оружия, особенно его способность эффективно убивать на расстоянии. Если ранние пушки недостаточно полезны, то исследования, необходимые для того, чтобы сделать их полезными, не будут проводиться в пользу других военных достижений.

С этой целью я бы посоветовал иметь какой-нибудь легко доступный материал со свойствами, аналогичными кевлару, то есть: способный поглощать и распределять энергию пуль (или режущего оружия), но при этом оставаться уязвимым для колющих снарядов, таких как стрелы. Если бы все носили этот материал до того, как были изобретены пушки, то стрелковое оружие было бы в принципе бесполезным с самого начала, в то время как двухкилограммовый шар, начиненный порохом, все равно сможет нанести серьезный урон. Это оттолкнет технологические инновации от стрельбы из огнестрельного оружия к другим способам убийства (более тяжелые стрелы, более смертоносные боеприпасы для пушек), и в результате гонки вооружений между оружием и доспехами легкое огнестрельное оружие будет полностью игнорироваться.

Если вы также соедините это с неэффективным легированием металлов для снижения надежности стрелкового оружия, вы можете полностью затормозить разработку огнестрельного оружия, сделав надежное оружие слишком тяжелым для ношения. К этому нужно относиться осторожно, так как это также изменит вес металла, необходимого для эффективной пушки.

Итак: вездесущая броня, способная защитить от пуль (желательно изобретенных до пушек) и хитроумное легирование, делающее пушки слишком тяжелыми.

Тяжелая часть оружия - это металлургия. Это относится как к пушкам, так и к мушкетам, так что просто плохой металлургии недостаточно, чтобы объяснить это.

Однако, если бы существовал альтернативный источник крупнокалиберной артиллерийской технологии (труба, достаточно прочная, чтобы выдержать взрыв), то металлургия не понадобилась бы для ее объяснения. Вместо этого тот факт, что в альтернативном источнике представлены только крупнокалиберные, а не мелкокалиберные стволы.

Представьте себе растение, которое производит невероятно прочную трубку, как сверхсильное дерево, в котором можно просверлить середину.

Сверхсила дерева или растения может не развиться, пока растение не достигнет определенного размера. Стрелковое оружие так вырастить нельзя, а крупнокалиберное можно. Возможно, волокнистая структура дерева не позволяет вырезать меньшие отверстия из более крупной пушки и при этом оставаться достаточно прочной.

Возможно, эти растения выведены, чтобы быть сильнее, чем раньше, с почвами, легированными металлами, и особыми породами. Со временем растение окрепло, и были выведены более мелкие версии. Но они все еще далеки от создания портативного огнестрельного оружия.

Вы можете выбросить пулю через воздух, но вы не можете выбросить частицу пыли, потому что инерция пули и сопротивление (или вязкость воздуха) масштабируются по-разному. Если люди в вашем мире достаточно малы — скажем, один миллиметр в высоту или меньше — пули из ручного оружия не будут иметь полезной дальности, но они могут построить огромные пушки — калибра 1 мм или 1 см — с достаточно большой дальностью стрельбы. быть практичным.

Металлургия терпит неудачу

Сделайте так, чтобы в вашем мире не было металлургии для производства стволов размером с стрелковое оружие неизменного качества и надежности. Ствол стрелкового оружия должен быть относительно тонким и легким по сравнению со стволом артиллерийского орудия, чтобы стрелковое оружие могло работать. В результате он менее устойчив к металлургическим дефектам: дефект данного размера будет иметь большее влияние на ствол мушкета или пистолета, чем на ствол пушки, где достаточное количество металла вокруг дефекта минимизирует его влияние.

Кроме того, даже кремневый или колесный замок на огнестрельном оружии требует возможности изготовления небольших надежных деталей, которые взаимодействуют друг с другом в движении. Хотя фитильным замкам не нужны детали, работающие друг против друга, они сильно ограничены необходимостью поддерживать горение спички, что делает невозможной маскировку и ограничивает их использование во влажных условиях или вблизи пороховых складов. Тем не менее, матч гораздо более жизнеспособен в контексте артиллерийских орудий, где условия лучше контролируются.

В дополнение к ответу Джо Блогга: подумайте о том, чтобы ваши мастера не могли изготавливать мелкие и точные детали. Может быть, их нынешних технологий недостаточно, чтобы изготовить, например, кремневые механизмы для мушкетов или сделать длинный пещерный ствол.

Может быть, и были попытки сделать какие-то тяжелые, громоздкие прототипы мушкетов, но они были настолько плохи, что никто не стал их улучшать. Распространите стрельбу из лука и другие дальнобойные приемы: учтите, что почти все быстрее, чем перезарядить мушкет... особенно, если вы не умеете правильно запаивать патроны (может быть, опять же, потому что вы должны очень хорошо уметь крафтить мелкие составные части).

Без патронов мушкеты обычно заряжаются с дульного среза - внутрь надо засыпать порох, следом пулю, а затем придавить металлическим стержнем. И даже после всего этого оружие может дать осечку (или ударить вам в лицо, или взорваться, или потребовать дальнейшего ухода и всяческой помощи). Сделайте их такими плохими, чтобы все быстро потеряли к ним интерес, так как лучник может перезаряжаться быстрее и не рискует, что лук оторвет ему лицо.

Если вы не можете изготовить мушкет, маловероятно, что вы когда-нибудь будете производить оружие.

Заставьте каждого ремесленника в мире думать: «Ну, пока мы не сможем решить X, никакого стрелкового оружия», где X может быть «отсутствие подходящего металла для изготовления стрелкового оружия», «отсутствие инструментов для изготовления и улучшения мелкого металлического оружия». частей» или просто «отсутствие правильных методов точного изготовления огнестрельного оружия».

Через некоторое время война, вероятно, пойдет в нужном вам направлении. Большие пушки для разрушения укреплений или больших частей армии, солдаты, вооруженные луками, мечами и пиками, для рукопашного боя.

Представьте себе, что разработка началась с больших пушек и так и не сделала каких-то скачков, которые принесли бы пользу пистолетам.

• Пусть большие пушки стреляют каменными шарами вместо железных. (Почему? Возможно, металл в несколько раз дороже, чем в реальном мире.) Уменьшение размера этих ружей обнаружит «естественный предел» в размере поворотного ружья, а не ручного ружья, из-за расхода маленького круглого камня. пули.
• Никаких замков, кроме пушечных замков, открываемых перемычкой или фитильными замками. Возможно, металлургия недостаточно хороша для пружин. Не большая проблема для больших орудий, но опять же, дизайн не уменьшается.
• Большинство больших орудий - это затворы со съемными патронниками. Они менее невыгодны для больших орудий, чем для маленьких.

Ситуация может созреть для изобретателя, совершившего множество прорывов. Что ж, давайте соорудим пушку поменьше и будем отливать пули из свинца. Свинцовые пули и пистолеты идут рука об руку, любое изобретение само по себе бесполезно. Но закоснелые, привязанные к традициям мастера-оружейники будут настаивать на одном изменении за раз — они отчаиваются в массовом производстве каменных пуль калибра .50 или стреляют свинцовыми патронами из своих 24-фунтовых ружей.

« Это вообще реальная перспектива? » Нет, потому что пушки начинались как малокалиберное ручное оружие. IOW, вы начинаете с малого, с небольшим количеством порошка, а затем расширяетесь по мере того, как ваша металлургия становится лучше.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ручная_пушка

Вот один из 800-летней давности:

Снизить эффективность пороха.

Вам нужно большое количество пороха, чтобы произвести достаточно сильный взрыв, чтобы запустить пулю.

Личное оружие становится слишком тяжелым, поэтому его используют только в фиксированных положениях.

Фактически, в Европе некоторые из первых «мушкетов», кулеврины, были небольшими фальконетами (пушками), которые люди носили, даже если они были очень тяжелыми.

Строгий (как у самураев?) кодекс чести, который требует боя один на один и запрещает стрелять в людей, а единственные нечеловеческие противники, которых нужно защищать от гигантских монстров, был бы, на мой взгляд, лучшим объяснением. .

Причиной может быть сильный, очень сильный ветер. Например, на планете, где то, что мы называем штормом, является нормальным состоянием в солнечный день. Более крупные калибры из-за своей массы меньше страдали бы от бокового ветра.
С другой стороны, конечно, в таком мире воздух, естественно, был бы наполнен смертоносными «снарядами» весь день, каждый день, и никому не понадобилось бы оружие, чтобы кого-то убить. Просто подожди и посмотри.

Невозможность построить стволы/камеры достаточно высокого давления также может быть причиной, но это кажется маловероятным.

Можно подумать, что скрытность также является важным фактором, поскольку огнестрельное оружие по какой-то причине используется исключительно с глушителями. Однако использование глушителя действительно имеет смысл только в том случае, если снаряд дозвуковой. А это значит, что для передачи требуемой энергии нужен снаряд большей массы. Длина снаряда ограничена практическими средствами, и масса объекта в основном цилиндрической формы растет только линейно с его длиной (в отличие от квадратичного с его диаметром). Таким образом, калибры обязательно были бы больше. Это, однако, не объясняет, почему малых калибров вообще
не существует .

В разумных пределах и без учета малозаметности малые калибры всегда лучше. Импульс снаряда и, следовательно, отдача орудия линейно растут либо со скоростью, либо с массой. Однако кинетическая энергия снаряда растет линейно с его массой, но квадратично с его скоростью.

Наивно полагая, что меньший калибр волшебным образом более эффективно использует энергию заряда, разгоняя снаряд до более высокой скорости. Это действительно так, например, с луком, арбалетом или рельсотроном. Однако не так обстоит дело с огнестрельным оружием. Причина проста: хотя масса снаряда уменьшается вместе с его калибром, с той же скоростью уменьшается и поверхность его поперечного сечения, а значит, и сила, действующая на него (при условии равного давления в патроннике). Например, в луке сила действительно остается неизменной независимо от того, выпущена более сильная и тяжелая стрела или нет. Таким образом, физика требует, чтобы более легкая стрела набирала большую скорость (и, следовательно, кинетическую энергию) и меньше энергии терялось в окружающую среду.

Несмотря на заблуждение в предыдущем абзаце, меньший калибр можно легко разогнать до гораздо более высокой скорости при наличии заряда, создающего более высокое давление, и патронника, выдерживающего более высокое давление. Заряд не проблема, ограничивающим фактором является патронник.
Это обеспечивает более высокую кинетическую энергию с такой же или меньшей отдачей и лучшие баллистические характеристики (большая скорость на расстоянии, более прямая траектория).

Например, .440 Cor-Bon работает лучше, чем .50AE, с гораздо меньшей отдачей. Точно так же .416 Barrett по своим характеристикам превосходит .50 BMG (не по дульной энергии, а по реалистичной дистанции стрельбы), хотя снаряд имеет лишь чуть более половины массы, да и заряд заметно меньше.

Лучший и простой способ — предвидеть исследования стекловолокна/углеродного волокна/пластика-полимера/керамики в эпоху вашего мира (это было бы возможно в доиндустриальном обществе), которые используются для создания брони из составных материалов. Этот вид защиты очень хорош против режущего оружия или крошечного огнестрельного оружия.

По сути, если вы включите это в свою сюжетную линию, все ручное оружие дальнего боя будет почти бесполезным. Только оружие размером с пушку способно убивать людей.

Единственная проблема может заключаться в том, что даже белое оружие будет бесполезным, но я думаю, что лезвие из углеродного волокна или керамики может быть достаточно хорошим, чтобы пробить композитную броню. В любом случае, колющее и сокрушающее белое оружие (молоты, топоры и пики) было бы фаворитом в индустрии развития войны, как предлагается в следующей ссылке: Будет ли меч, сделанный из углеродного волокна, эффективным.

В частности, молотки могут быть изготовлены из «стандартной» стали (что менее дорого, чем лезвия из керамики / углеродного волокна) и ломать кости без необходимости пробивать композитную броню благодаря эффекту ударной волны, создаваемому ударом.
Это позволяет вам иметь простую пехотную армию с эффективным оружием для рукопашного боя и пушками, которая защищает города или корабли.

Еще одна полезная ссылка: Может ли лезвие из углеродного волокна перерезать то, что может лезвие из стали?

Металлургия: их металл слаб (возможно, из-за примесей, о которых они не знают), и поэтому вам нужно больше его, чтобы сдержать выстрел из пушки. Хотя вы могли бы сделать там орудие малого калибра, в этом просто нет смысла, потому что оно слишком тяжело для солдата.

В вашем мире нет взрывчатых веществ или, по крайней мере, полезных для запуска снарядов.

Так как же работают пушки? Силой пара! Вы можете создавать большие огневые точки на зубчатых стенах и кораблях с котлами и паровыми (или другими сжатыми газами) трубами, но не можете создавать персональные/переносные котлы. Пар создает огромное давление позади снарядов, которые затем выпускаются через защелку в стволе. Это не слишком отличается от того, как работают «пушки».

В таком сценарии нет необходимости, чтобы сами снаряды были взрывоопасными. При условии, что снаряды имеют достаточный вес и скорость, они продырявят корабли, разорвут паруса и сломают мачты (особенно в сочетании с цепями) и сломают каменные стены.

В качестве дополнительного бонуса они не будут очень эффективны против пехоты, что может быть полезно для вашего сеттинга. С другой стороны, если ваш уровень науки достаточно высок, то паровые пулеметы тоже не будут нереалистичными (это действительно имело место в книгах Riverworld).

Как заявляли другие, в том числе некоторые экологические причины, которые ограничивают эффективность стрелкового оружия: во многих морских сражениях в эпоху парусного спорта использовались главные корабельные пушки и рубящее оружие (ножи, топоры, абордажные сабли) во время абордажных действий, где время перезарядки пистолетов и мушкетов ограничивало их эффективность в ближнем бою. Если бы ваш мир был преимущественно основан на воде, это было бы возможно. Точно так же сделайте дирижабли основным видом транспорта; пушки и авиационные орудия будут использоваться для уничтожения дирижабля, а при абордаже могут использоваться арбалеты или рогатки с резиновыми боеприпасами, чтобы не повредить газовые ячейки.

Как насчет того, чтобы сделать их технически осуществимыми, но крайне обескураживающими? Представьте себе мир, в котором владение и ношение огнестрельного оружия полностью запрещено. Нечто похожее на несколько периодов в истории Японии, когда мечи были запрещены, может стать историческим прецедентом: Охота на мечи . Несмотря на запрет на гражданское оружие, крупным корпорациям по-прежнему разрешается вооружать свои торговые и военные корабли, чтобы ограничить пиратство или рейды со стороны конкурирующих компаний. Набеги на затопление законны, но абордаж и пиратство запрещены международными и корпоративными соглашениями: стрелковое оружие становится технически возможным, но излишним.

В качестве альтернативы, пойдите совершенно другим путем: лазерные пушки могут быть практичными для пистолетов, но не масштабируются должным образом, поэтому большие пушки все еще используют порох.

Атмосферные условия всегда очень влажные или влажные, поэтому такие вещи, как черная сила, промокают и перестают работать. Единственный способ остановить это - разместить их в больших водонепроницаемых башнях, подобных корпусам, где погрузка может выполняться всухую. Для ручного оружия это непрактично.

Нитрат калия и серу труднее найти по сравнению с нашим миром, и они, как правило, встречаются в разбавленных формах, которые необходимо концентрировать, а также, как правило, содержат больше примесей, которые труднее отделить. Это делает процесс изготовления пороха намного более трудоемким и дорогостоящим. Следовательно, развитие огнестрельного оружия идет медленно, и когда это происходит, порох зарезервирован для престижного оружия большого оружия и не «тратится впустую» на обычных солдат и ручное оружие.

Стекло — единственный доступный жителям твердый материал, пригодный для литья под давлением.

Вы упомянули мир, похожий на Землю. Маленькое огнестрельное оружие Земли было исторически возможно из-за металлургии железа, как указано в других ответах. Это стало возможным, потому что железо является четвертым по распространенности элементом в земной коре. 5% состава. (И в меньшей степени, потому что алюминий является третьим наиболее распространенным элементом с содержанием около 8%, хотя он не используется для изготовления основных компонентов стрелкового оружия, таких как патронники и стволы.) Если бы в вашем земном мире была другая кора состав из-за несколько иной планетарной эволюции, то вполне возможно, что в земной коре не может быть значительных источников металлических элементов, таких как железо, алюминий, магний и т. д., или, по крайней мере, не может быть достижимо неметаллическим поверхность. Это значительно ограничило бы доступность материалов, подходящих для обработки и машинного оборудования, за одним заметным исключением: стекло. Основным компонентом стекла является кремнезем, который состоит из кислорода и кремния, первого и второго наиболее распространенных элементов земной коры.

Вполне возможно, что машиностроительная цивилизация могла бы развиваться, используя только стекло в качестве основного промышленного материала, чему способствует тот факт, что стекло имеет температуру плавления, достижимую при сжигании органических материалов, и что оно легко отливается под давлением для массового производства высококачественных деталей машин. Он также обладает некоторыми полезными качествами в отношении производства оружия. Он жесткий и устойчивый к коррозии, что необходимо, в частности, для оружейных стволов. Но он будет страдать заслуживающими внимания недостатками материала, несущего давление, а именно его низкой устойчивостью к механическим ударам (хрупкость) и температурным градиентам, что делает его проблематичным для оружейных патронников и стволов.

Таким образом, маловероятно, что взрывоопасные нитраты можно будет использовать в качестве топлива для снарядов, как на Земле. Например, обычно используемая нитроцеллюлоза имеет скорость волны давления около 21 Маха, что в 1,6 раза превышает скорость звука стекла, и температуру воспламенения 170 градусов C. Потребуются пороха с более низкой скоростью детонации и более низкой температурой газа, чтобы избежать разрушения само оружие.

Проблема будет заключаться в том, что существует несколько практических газов, соответствующих этим критериям. Этот автор знает только один: пар. Его скорость расширения под давлением может быть легко отрегулирована, а его температура находится в диапазоне известных пределов теплового удара стекла.

Таким образом, в мире, где стекло является наиболее практичным материалом для обработки, ружья, использующие газ для продвижения снаряда через ствол, будут ограничены устройствами, прикрепленными к источникам пара. Казалось бы, это исключает использование оружия малого калибра, поскольку оно было бы просто непрактичным. Они имели бы больше смысла для больших паровых пушек или минометов, используемых для стрельбы относительно большими снарядами, такими как бомбы, гранаты или картофель. Гугл Холман Проектор.

Это зависит от того, для чего вы хотите использовать оружие.

Ранние ручные ружья имели небольшую дальность, низкую надежность и ужасную точность, а также (для дульнозарядных ружей) очень низкую скорострельность. Даже в 19 веке "не стрелять, пока не увидишь белки глаз врага" было практическим советом, а не просто демонстрацией бравады! Раннее ручное огнестрельное оружие было не очень эффективным способом убивать людей.

С другой стороны, бросить пушечное ядро ​​или картечь в укрепление было очень хорошим способом убить или ранить многих людей одним выстрелом. Даже незначительные ранения, которые временно обездвиживали людей, могли иметь большое влияние на способность противника дать отпор. Учитывая примитивную медицинскую практику того времени, медленное убийство врага от раневых инфекций и т. д. было столь же эффективным в среднесрочной перспективе, как и его убийство. быстро.

И вы могли бы использовать ту же пушку, чтобы пробить дыры в стенах и дверях, не говоря уже об уничтожении деревянных мостов, лодок и т. д. Эти способы не требовали высокой скорости огня или высокой точности.

Так было сначала. Были пушки, а позже и большие винтовки, но совсем недавно не было маленьких пушек. Просто сделайте так, чтобы маленькие пушки не были достаточно мощными в первый раз, когда они были сделаны, чтобы все перестали их исследовать и не хотели рисковать вкладывать деньги в новые исследования о стрелковом оружии.