Александр Волков - Артиллерия

Во времена Петра I скорость полета ядра доходила до 200 метров в секунду.

Современные же артиллерийские снаряды летят значительно быстрее. Скорость полета современного снаряда в первую секунду равна обычно 600–800 метрам, а некоторые снаряды летят еще быстрее, – со скоростью 1000 и более метров в секунду. Эта скорость так велика, что снаряд, когда он летит, даже не виден: глаз не успевает его уловить.

Следовательно, современный снаряд летит со скоростью, в 40 раз превышающей скорость курьерского поезда и в 8 раз превышающей скорость самолета.

Впрочем, здесь речь идет об обыкновенных пассажирских самолетах и об артиллерийских снарядах, летящих со средней скоростью.

Если же взять для сравнения, с одной стороны, самый "медленный" снаряд, а с другой, – современный реактивный самолет, тогда разница будет уже не так велика, и притом – не в пользу снаряда: реактивные самолеты делают в наше время около 900 километров в час, то есть около 250 метров в секунду, а очень "медленный" снаряд, например снаряд 152–миллиметровой гаубицы, при наименьшем заряде пролетает в первую секунду всего лишь 238 метров.

Получается, что реактивный самолет не только не отстанет от такого снаряда, но и перегонит его. Летя на таком самолете, можно было бы ясно увидеть попутный снаряд.

А если взять для сравнения мину современного 120–миллиметрового миномета, то она пролетит при самом маленьком заряде всего лишь 119 метров в секунду. Реактивный самолет летит в два с лишним раза быстрее этой мины!

Пассажирский самолет пролетает за час около 500 километров. Сколько же пролетит за час снаряд, летящий в 8 раз быстрее самолета?

Казалось бы, снаряд должен пролететь за час около 4000 километров.

На самом деле, однако, весь полет артиллерийского снаряда продолжается обычно меньше минуты, снаряд пролетает 15–20 километров и лишь у некоторых орудий – больше.

В чем же тут дело? Что мешает снаряду лететь так же долго и так же далеко, как летит самолет?

Самолет летит долго потому, что воздушный винт тянет или реактивный двигатель толкает его все время вперед. Двигатель работает несколько часов подряд, – пока хватит горючего. Поэтому и самолет может лететь непрерывно несколько часов подряд.

Снаряд же получил толчок в канале орудия, а дальше летит уже сам по себе, никакая сила больше не толкает его вперед. С точки зрения механики, летящий снаряд будет телом, движущимся по инерции. Такое тело, – учит механика, – должно подчиняться очень простому закону: оно должно двигаться прямолинейно и равномерно, если только к нему не приложена больше никакая сила.

Подчиняется ли снаряд этому закону, движется ли он прямолинейно?

Представьте себе, что за километр от вас находится какая–либо цель, например неприятельский пулемет. Попробуйте навести орудие так, чтобы ствол его был направлен прямо в пулемет (рис. 130), потом произведите выстрел.

Рис. 130. Как летел бы снаряд при выстреле из орудия, ствол которого направлен прямо в цель, и как надо направить ствол, чтобы снаряд попал в цель

Рис. 131. Так представляли себе полет снаряда артиллеристы XVI века

Сколько бы раз вы так ни стреляли, в цель вы не попадете никогда: всякий раз снаряд будет падать на землю и разрываться, пролетев всего лишь метров 200–300. Если вы будете продолжать опыты, то скоро придете к такому выводу: чтобы попасть, надо направить ствол не в цель, а несколько выше ее (см. рис. 130).

Рис. 132. Брошенный камень летит по кривой

Выходит, что снаряд летит вперед не по прямой линии: в полете он опускается. В чем дело? Почему снаряд летит не прямолинейно? Какая сила тянет снаряд вниз?

Ученые–артиллеристы конца XVI и начала XVII веков давали этому явлению такое объяснение: снаряд, летящий наклонно вверх, теряет силу, подобно человеку, взбирающемуся на крутую гору. И когда снаряд окончательно потеряет силу, он на миг остановится в воздухе, а затем "камнем" упадет вниз. Путь снаряда в воздухе казался артиллеристам XVI века таким, как изображено на рис. 131.

В наши дни каждый школьник, зная законы, открытые Галилеем и Ньютоном, даст более верный ответ: на летящий снаряд действует сила тяжести и заставляет его опускаться во время полета. Ведь всякий знает, что брошенный камень летит не прямо, а описывает кривую и, пролетев небольшое расстояние, падает на землю (рис. 132). При прочих равных условиях камень летит тем дальше, чем сильнее он брошен, чем большую скорюсть он получил в момент броска.

Поставьте на место человека, бросающего камень, орудие, а камень замените снарядом; как и всякое летящее тело, снаряд будет притянут при полете к земле и, следовательно, отойдет от той линии, по которой он был брошен; эта линия так и называется в артиллерии линией бросания, а угол между этой линией и горизонтом орудия – углом бросания (рис. 133).

Если предположить, что на снаряд при его полете действует только сила тяжести, то под действием этой силы в первую секунду полета снаряд опустится приблизительно на 5 метров (точнее – на 4,9 метра), во вторую – почти на 15 метров (точнее – на 14,7 метра) и в каждую следующую секунду скорость падения будет увеличиваться почти на 10 метров в секунду (точнее – на 9,8 метра в секунду). Таков закон свободного падения тел, открытый Галилеем.

Рис. 133. Так понижался бы снаряд под линией бросания при стрельбе в безвоздушном пространстве

Поэтому–то линия полета снаряда – траектория – получается не прямой, а точно такой же, как и для брошенного камня, похожей на дугу.

Теперь попытайтесь ответить на такой вопрос: нет ли связи между углом бросания и расстоянием, которое пролетает снаряд?

Попробуйте выстрелить из орудия один раз при горизонтальном положении ствола, другой раз – придав стволу угол бросания 3 градуса, а в третий раз – при угле бросания 6 градусов.

В первую же секунду полета снаряд, как мы уже знаем, должен отойти вниз от линии бросания на 5 метров. И значит, если ствол орудия лежит на станке высотой 1 метр от земли и направлен горизонтально, то снаряду некуда будет опускаться, он ударится о землю раньше, чем истечет первая секунда полета. Расчет показывает, что уже через 6 десятых секунды произойдет удар снаряда о землю (рис. 134).