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Thomas Jackson Rodman (etwa 1861 bis 1865)

20-inch Rodman Gun, Sandy Hook, NJ. These were the largest cannons produced in the United States during the Civil War representing the highest development of cast-iron, muzzle-loading gun technology. Only two were employed for the coastal defenses: one at Fort Hamilton and another at Fort Hancock, Sandy Hook, where they are currently displayed.

Eine konvertiertes 8-inch Geschütz mit einer gezogenen Einlage

Thomas Jackson Rodman (31. Juli 1816,​ Salem (Indiana) - 7. Juni 7 1871 at Rock Island (Illinois)) war ein US-Amerikanischer Offizier und Erfinder. Er ist bekannt für den bei großen Geschützen angewendeten gekühlten Hohlguss, die von ihm konstruierten Rodman-Geschützen sowie das progressive Treibladungspulver.

Leben

Rodman erfuhr auf der Farm seiner Eltern zunächst nur eine einfache Schulbildung. Als er in die United States Military Academy als Kadett am July 1, 1837 eintratt, war er im höchstzulässiges Alter. Er absolvierte die Akademie und wurde am 1. Juli 1841 als Second Lieutenant in das Ordnance Department der United States Army aufgenommen und dem Allegheny Arsenal bei Pittsburgh zugeordnet. Er lernte dort über Produktionstechniken, die Produktionsmaschinen, Metallurgie und Artillerie. Verschiedene Abordnungen führten ihn an verschiedene Standorte; nach Richmond um Prüfmaschinen für Geschützmetal vorzubereiten, nach Boston um Produktion von Geschützen zu überwachen oder zur Gießerei Fort Pitt Foundry in Pittsburgh um Lafette für schwere Columbiaden zu konstruieren.

Am 27. Februar 1844 ereignte sich auf der USS Princeton (1843) ein Unglück. Es befanden sich viele einflußreiche Gäste, darunter der amerikanische Präsident John Tyler an Board. Bei einem Salutschuß riss eine moderne schmiedeeiserne Kanonone und tötete bzw. verletzte viele Gäste. Das Unglück spornte Rodman an, eine Lösung für das Versagen so vieler großkalibriger Geschütze zu finden. Rodman wandte sich dem Gusseisen zu und etnwickelte ein Konzept eines gekühlten Hohlgusses. Voller Enthusiasmus versuchte er die Armee, unter anderem den Chef des Ordnance Departments George Bomford und dessen Vorgesetzten General George Talcott zu überzeugen. Doch die Armeeführung hatte kein Interesse an seinen Plänen aber es wurde ihm freigestellt seine Idee privat weiter zu verfolgen. Trotz nur eines kleinen Solds, konnte er die Beantragung des Patents finanzieren; dieses wurde ihm am 14. August 1847 erteilt.

Am 3. März 1847 wurde er zum First Lieutenant befördert. Während des Mexikanisch-Amerikanischer Krieg (1846-1848), hatte er 1848 das Kommando über zwei Nachschubdepots an der Grenze zwischen Mexico und Texas.

1849 ging er mit der Gießerei Fort Pitt eine Partnerschaft ein. Er erlaubte dem Unternehmen sein Patent zu nutzen, wenn diese Umsetzung des Systems an einem Prototyp finanzierte. Außerdem handelte er einen Vertragsgebühr für jedes verkaufte Geschütz, das mit seinem Prinzip gegossen wurde. Der neue Giessprozess war ein Erfolg und das Ordnance Department bestellte in den nächsten Jahren verschiedene Columbiaden nach Rodmans's Entwurf, deren Produktion Rodman beufsichtigte.

Als Rodmans Geschütze immer größer wurden, erkannte er dass das bisherige Treibladungspulver zu Anfang einen sehr starken Gasdruck erzeugte, der aber als das Geschoss im Lauf vorwärtsgetrieben wurde abfiel. Er entwickelte deshalb ein progressiv abbrennentes Treibladungspulver, welches erst langsam und dann stetig schneller verbrannte.

Am 1. Jul 1855 wurde Rodman zum Captain befördert. Am 12. May 1859 wurde ihm das Kommando über das Watertown Arsenal übertragen. Er fuhr mit seinen Experimenten bezüglich Material und Form der Geschütz sowie dazugehörigem Treibladungspulver. Die Ergebnisse publizierte er 1861, als "Reports and Experiments on the Properties of Metals for Cannon, and the Qualities of Cannon-powder."

Während des Sezessionskrieg (1861 - 1865) verantwortete er die Produktion dringen benötigten Artilleriegeschütze, der von ihm entwickelten aber auch anderen Geschützen, und dazugehöriger Geschosse. Er arbeitete sehr viel und in dieser Zeit verschlechterte sich seine Gesundheit. Am 1. Juni 1863, wurde er zum Major befördert, am 13. März 1865 wrurde ihm der Brevet-Rang eines Brigadegenerals verliehen.

Trotz seiner Verdienste kam er in den Verdacht der Kriegsgewinnlerei und Illoyalität und wurde er gegen Ende des Krieges von Senators Benjamin Wade Komitee "Joint Committee on the Conduct of the War" geprüft. So soll er zum Tod von Abraham Lincoln nur wenig Trauer gezeigt und und zum Ende des Krieges keinen Salutschuss angeordnet haben. Auch da seine Mutter aus Virginia stammte, machte ihn vertdächtigt. Die Verdächtigungen resultierten wahrschscheinlich aus Neid über die Lizenzgebühren, die Rodman durch die Regierungsaufträge zur Herstellung von Geschützen unter Verwendung seines gekühlten Hohlgusses zustanden. Auch wenn er von den Vorwürfen freigesprochen wurde, musste er sich auch später dafür immer wieder rechtfertigen.

Rodman wurde am Aug. 4, 1865 die Leitung des Rock Island Arsenal übertragen. Er sollte den Standort zu einer modernen Einrichtung für Entwicklung und Fertigung von Geschützen umbauen. Als Mitglied des Verwaltungsrat des Ordnance Corps beaufsichtigte er zudem verschiedene neue technische Entwicklungen. Er wurde am 7. März 1867 zum Lieutenant Colonel befördert. Sein Gesundheitszustand verschlechterte sich zunehmend und er stab am 7. Juni 1871 mit nur 53 Jahren. Er wurde auf dem Rock Island National Cemetery begraben.

gekühlte Hohlguss

Da Schmiedeeisen und Bronze den hohen Belastungen großer Geschütze nicht stand hielten, wandte sich Rodman dem Gusseisen. Zwar gab es auch mit großen Geschützen aus Gusseisen Probleme, doch Rodman glaubte dass es nicht am Material, sonderm am Gießprozess lag.

Zu Rodamns's Zeit wurden Geschützrohre in Vollgus gegossen, danach wurde der Lauf auf das gewünschte Kaliber aufgebohrt. Rodman erkannte, dass beim Vollguss, wenn die Aussenseite erkaltete und fest wurde, Spannungen in das Innere des Gusslings getragen wurden. Diese Spannungen verusrachten Materialfehler, die beim Abfeuern des Geschütztes katastrophale Konsequenzen haben konnten. Um 1847 entwickelte Rodman seine Idee von gekühlten Hohlguss, d.h. den bisherigen Prozess umzudrehen und Innere dess Gusslilngs durch ein Metallrohr mittels Wasser oder Luft gekühlt wurde. Hohlguss an sich war schon lange bekannt gewesen wurde dann aber von Vollguss abgelöst. Das Hinzufügen der aktiven Kühlung war die Inovation Rodmans. Während die Innenseite langsam erkaltete, wurde die Außenseite mit glühenden Kohlen heiß gehalten, damit sie flexibel bleibt. Somit kühlte der Gussling von innen nach außen und jede neue Schicht schrumpfte entwas und und stärkte zu die Innenseite.

1849 wurde dieser Prozess zum ersten mal erprobt. Zum Vergleich wurde eine zweite Kanone auf konventionellem weg aus dem gleichen Eisenwerkstoff gegossen. In nachfolgende Schussversuchen, zeigte sich dass die mit dem gekühlten Hohlguss gegogessene Kanone viel dauerhafter war. Das Meterial an der Laufinnenseite war härter und homogener und widerstand somit dem großen Druck, den heißen Gasen und der Bewegung des Geschosses besser.

Ab Ende 1863 war Rodmans gekühlter Hohlguss Stanard für Columbiaden aber auch andere große Geschütze z. B. die Dahlgrenkanone. Das Verfahren wurde von anderen US-amerikanischen Gießereien übernommen. Außerdem verkürzte die aktive Kühlung die Zeit bisherige Wartezeit, bis der Gussling abkühlt war erheblch, so dass die Giesserein mehr Produktionskapazitäten hatten.

Der gekühlte Hohlguss für Güschützrohre war jedoch schnell veraltet als Ende der 1860er Geschützrohre aus Schmiedeeisen und nur wenig später Stahl sich etablieren konnten.

Rodman-Geschütz

Rodman next applied himself to correcting the immemorial practice of placing the trunnions of guns so as to give a breech preponderance of weight, instead of through the centre of gravity of the piece, thus preventing shocks on the elevator. Notwithstanding the sneers of his seniors that his balanced-gun idea was the result of an unbalanced brain, he persevered till he successfully accomplished an entire change of our system.

Eine weitere Änderung betraf die Außenseite der Geschützrohre. Rodman gestaltete diese ohne Kanten möglichst glatt, da er erkannt hatte, dass Risse häufger in diesen Bereichen vorkommen.

Das experimentelle 20-inch Geschütz war mit 53 Tonnen die bis dahin größte gusseiserne Geschütz weltweit. Diese großen Geschütze wurden zu einem Symbol der industriellen Stärke der Nordstaaten.

In those days all muzzle-loading cannons were cast with a rear projection known as the knob. Ropes were attached to the knob to lift ordnance during manufacturing and mounting operations. When Fort Pitt was experimenting with the 10-inch gun they broke a number of knobs making it difficult to move and mount the cannon. Rodman developed a knob that was almost as large as the base of the piece and had only a narrow grove to accommodate lifting tackle. The button-shaped knob, with its lifting notches, is a distinctive feature of the large Rodman cannons and makes them easy to recognize.

At least 240 8-inch, 1291 10-inch, 322 15-inch, and 2 20-inch Rodmans were cast. Wahrscheinlich wurde kein einziges von ihnen je in im Sezessionskrieg im Kampf eingesetzt. Die Nordstaaten verwendeten die Geschütze fast ausschließelich als Festungsartillerie und die Südstaaten griffen diese im Krieg nicht an.

Die Konföderierte Staaten von Amerika stellten ähnliche Columbiaden nach Rodmans Enwurf. Jedoch waren sie nicht mit dem gekühlten Hohlguss gefertigt, also waren und waren daher nicht so leistungsfähig.

Compared to the smoothexternal finish of the Rodmans, the Confederate columbiads typically had a rough appearance. Confederate manufacturers correctly reasoned that the effort to turn the gun off in a lathe was an unnecessary step which did nothing to enhance the performance of the weapon.

Rodman's Geschütze bildeten den Höhepunkte der Glattrohrgeschütze; die Zukunft gehörte Waffen mit gezogenen Läufen. In den 1870ern und 1880er gab es verschiedene Versuche diese entsprechend zu konvertieren. Doch alle Experimenten mit Gezogenen Einsteckläufe aus Schmiedeeisen oder Stahl scheiterten und Rodmans Glattrohrgeschütze blieben bis zum Ende des 19. Jahrhunderts in gebrauch.

Progressives Treibladungspulver

Rodmans Gasdruckmesser

Bei seinen Versuchen mit den größeren Geschützen erkannte Rodman, dass er die herkömmliche Treibladung aus Schwarzpulver nicht weiter steigern konnte, da da das Schwarzpulver sehr schnell verbrannte und sogar für seine Geschütze einen gefährlichen Gasdruck entwickelte.

Diese Körner waren mit etwa 2,5cm ziemlich groß. To make the powder burn more thoroughly and predictably, he formed cylindrical and hexagonal cakes of compressed powder, which he pierced through with wires. This perforated cake powder would burn progressively to ensure that internal pressures would remain within the safe range while imparting maximum propellant force to the projectile.

Um 1857 konstruierte Rodman einen Gasdruckmesser. Dadurch war es ihm möglich die Druckvorgänge beim Abschuss eines Geschützes zu studieren. Das bisher genutzte Schwarzpulver hatte eine Körnung in gleichmäßiger Kugelform. Dadurch hatte das Pulver bei der Zündung die größte Oberfläche und erzeugte gleich am Anfang den größten Gasdruck. Als das Pulver abbrannte wurde die Oberfläche und somit die Brandrate sowie auch der generierte Gasdruck geringer. Als das Projektil durch den Lauf getrieben wurde, vergrößerte sich der Raum hinter dem Geschoss. Das führte zunehmend zum Absenken des Gasdrucks im Lauf. Rodman erkannte, dass ein optimales Treibladungspulver zunächst langsam abbrennt und dann die Brandrate zunimmt. Dieses würde den gefährlich großen Druckanstieg am Anfang reduzieren aber dann den Gasdruck halten und so das Geschoss gleichmäßig über die ganze Länge des Laufs beschleunigen.

Rodmans Lösung war ein Pulver welches in länglichen zylindrischen oder hexagonalen Formen gepresst und mit. In diese wurden dann mit sieben länglichen Löchern versehen wurde. With that configuration, the powder cakes burned simultaneously from the outside in and from the inside out. As the material around the holes burned, the holes got bigger. Thus, the powder’s exposed surface area increased, and with it the rate of burning. All of this happened in less than a second, of course, but it made a significant difference. The key point is that what Rodman called “prismatic powder” did not really increase the overall chamber pressure during firing. What it did was maintain pressure behind the projectile at a constant level as it moved down the bore. The result was greater muzzle-velocity without increasing the pressure on the tube.

1857 7 perforated grain

Veröffentlichungen

• "Improvement in casting ordnance", Patentnummmer 5236 vom 14. August 1847
• Reports of Experiments on the Properties of Metals for Cannon, and the Qualities of Cannon Powder, 1861