В существующей уже теме "задачки" около 70 страниц. Навигация по такой теме - работа для энтузиастов.
Поэтому позволил себе создать новую тему в которой для затравки предлагаю обсудить следующий вопрос:
Почему нарезное стрелковое оружие имеет большую дальность и точность по сравнению с гладкоствольным?
Честно говоря, у меня самого нет полного понимания физики явления. Возможно, кто-нибудь здесь подскажет.
Пример крымской войны 1853-56 гг. на практике продемонстрировал преимущество нарезного оружия.
Точнее, продемонстрировано было преимущество унитарного патрона.
Нарезные ружья к тому времени уже существовали, в том числе и в России.
У Пушкина в "Капитанской дочке" читаем примерно такую фразу: "...в его избе на стене висела ВИНТОВКА...". То есть во времена Пугачева винтовка уже была.
Нарезными ружьями вооружались специальные воинские соединения - егеря. Обычно они стреляли из засады, укрытия. Точность стрельбы обеспечивали более высокую.
Но поскольку ружья заряжались с дульной части, время зарядки было нарезного ружья было заметно бОльшим.
Унитарный патрон решил сразу несколько проблем:
- заряжание с казенной части - существенное увеличение скорости зарядки.
- надежность выстрела - кремниевый запал менее надежен, чем механизм ударного действия:
- надежность и простота хранения - порох не отсыревает, не надо хранить пули отдельно от пороха.
И все-таки, за счет чего улучшаются баллистические характеристики нарезного оружия?
Тут на память приходит "эффект гироскопа".
Упрощенный ответ, ориентированный на аудиторию старших школьников таков: за счет гироскопического эффекта (или эффекта волчка) пуля в полете не кувыркается. Поэтому и ....
Этот ответ не устраивает по следующим основаниям:
- для пули шарообразной формы проблемы "кувыркания" нет. А мы знаем, что именно шарообразные заряды были распространены в гладкоствольную эпоху.
- что именно стабилизирует "эффект гироскопа", каковы пределы его возможностей?
Эффект гироскопа - это техническое название. Теоретическая механика называет его "закон сохранения момента количества движения"
Момент количества движения (МКД) - величина векторная.
Направление вектора совпадает с направлением оси вращения.
А скалярное значение (модуль) зависит от момента инерции вращающегося тела и угловой скорости вращения.
Исходя из названия закона - вектор МКД должен сохраняться.
Эффект сохранения его величины мы наблюдаем когда вращающийся на льду фигурист сжимаясь, ускоряет вращение. Когда фигурист прижимает к телу расставленные руки, его момент инерции относительно вертикальной оси уменьшается. Соответственно, увеличивается угловая скорость вращения - чтобы МКД оставался постоянным.
Для вопроса о баллистике нарезного оружия существенным является направление вектора МКД снаряда, которое совпадает с осью его вращения. А поскольку вращение было задано винтовой нарезкой канала ствола, направление вектора МКД совпадает с продольной осью канала ствола.
Благодаря этому пуля (снаряд) будет сохранять направление оси своего вращения, совпадающее с продольной осью ствола.
На самом деле эти оси не вполне совпадают - снаряд имеет прецессию и нутацию. Но для понимания сути явления этим можно пренебречь.
Таким образом, снаряд летит носиком вперед, не кувыркаясь.
Но закон сохранения МКД не препятствует параллельному переносу - например вбок. Ведь направление вектора МКД при параллельном переносе не изменится. То есть, к примеру, снаряд может сноситься боковым ветром.
Здесь мы подходим к интересному вопросу: почему во времена Пушкина мастера стрельбы делали из туза десятку выстрелом из пистолета, а на дуэли не попадали с 10 шагов?
Неумеха Пьер Безухов попал, а профессионал Долохов промахнулся.
Дело в том, что у каждого гладкоствольного пистолета тех времен был свой норов. Пулю уводило в сторону. Для каждого пистолета индивидуально но всегда на тот же угол. Эта системная ошибка была связана с качеством изготовления - каверны на выходе из канала стола, нарушение формы выходного отверстия.
Выбивая десятку из туза гусар использовал пристрелянный пистолет, с известным ему уводом пули. Дуэлянты стрелялись неизвестными им пистолетами. Иногда – совсем новыми - из магазина. Куда уведет пулю – заранее не известно. В этом была высшая справедливость – Божий суд.
Продолжение следует.
Ответить с цитированием
