Техника-молодежи: Занимательная физика на войне

В. ВНУКОВ, «Физика и оборона страны»

Так можно было бы озаглавить недавно переизданную книгу В. П. Внукова «Физика и оборона страны». Написанная знатоком дела, автором курса физики для военно-учебных заведений, книга эта — ценный вклад в нашу научно-популярную литературу. Читатель почерпнет из нее много ценного и поучительного не только в области военной техники, но и в области физики вообще.

«Трудно найти такую отрасль военной техники, — пишет автор в предисловии, — которая в той или иной мере не была бы связана с физикой, в которой нельзя было бы найти подтверждения и иллюстрации элементарных законов физики». Поэтому материал книги расчленен соответственно разделам курса физики. Вышедшая в свет первая часть (представляющая собой, впрочем, вполне самостоятельную книгу) охватывает механику, жидкости, газы и теплоту. Оптика, звук и электричество будут рассмотрены во второй части.

Автор мастерски владеет искусством популяризации. Книга его должна быть в этом отношении признана образцовой. Материал предлагается читателю в такой интересной обработке (лишенной при этом каких-либо внешних прикрас), что чтение книги не представляет ни малейшего труда, несмотря на полную серьезность и основательность изложения! Начав читать книгу, читатель незаметно для себя втягивается в чтение и не оставляет книги, пока не прочтет ее всю.

Полезным дополнением к тексту являются умело подобранные задачи для самостоятельных упражнений и самопроверки.

Наглядное представление о манере автора излагать материал может дать, например, следующий отрывок:

«У всех, кто немного знаком с работой пороха в оружии, создается впечатление о необычайных свойствах этого горючего вещества. Несколько граммов пороха с громадной скоростью выбрасывают из винтовки пулю, заставляя ее лететь 3—4 км. 1 кг пороха бросает снаряд весом в 6—7 кг на 8 км. Подумать только, какая при этом выделяется энергия и в каком малом количестве пороха эта энергия заключена! Невольно приходит мысль, что, вероятно, и теплотворная способность пороха исключительно большая. Ведь о мощности всякого горючего мы судим прежде всего по теплотворной его способности. Нефть, например, сгорая в количестве 1 кг, выделяет около 10 500 больш. кал., а кокс при тех же условиях даст лишь 7 тыс. больш. кал. Исходя из этого, мы говорим, что нефть выгоднее кокса: меньшее количество ее дает то же количество тепла. Вот и интересно узнать, каковы в этом отношении, свойства пороха. Выгодное ли это топливо?

Но тут прежде всего многие усомнятся в возможности самой постановки подобного вопроса. Разве можно говорить о топке печей порохом, коль скоро порох — взрывчатое вещество. Порох взорвется и разрушит печь, вместо того чтобы гореть в ней. Пусть сомневающиеся возьмут щепотку пороха (безразлично дымного или бездымного), насыплют его на лист бумаги и спокойно подожгут его на открытом воздухе. Никакого взрыва при этом не произойдет, и порох сгорит быстро, но вполне спокойно, Еще лучше можно показать это свойство пороха, если имеются ленты орудийного пороха. Такие ленты поодиночке или целым пучком отлично горят на открытом воздухе, и при этом горение протекает настолько спокойно и медленно, что можно держать ленту в руке, пока она не догорит до конца. Горение бездымного пороха очень похоже на горение целлулоида, из которого часто делают гребни для волос.

Как видим, с этой стороны препятствия к топке печей порохом (особенно бездымным) как будто бы нет, достаточно лишь обеспечить свободный приток воздуха к горящему пороху и большой объем печи; тогда порох может служить обычным топливом, лишь очень быстро горящим и, конечно, опасным в обращении. Вот теперь и спросим себя: а выгодно ли было бы топить печи порохом? Какова теплотворная его способность? Представьте себе, что она не только больше обычных видов топлива, но даже во много раз меньше, чем у них. Бездымный (пироксилиновый) порох имеет теплотворную способность 900, т. е. 1 кг этого пороха, сгорая, выделяет 900 больш. кал. тепла, а дымный военный порох — и того меньше: его теплотворная способность всего лишь 700 больш. кал. Иначе говоря, и тот и другой порох более чем в 11 раз хуже нефти. Если бы паровоз вместо нефти топить порохом, понадобилось бы возить его с собой в количестве, в 11 раз превышающем нужное количество нефти.

Оказывается, что и после победы социализма во всем мире, когда войны станут немыслимы, запасы пороха (а их во всех странах много миллионов тонн) едва ли удастся использовать в качестве топлива. Слишком это было бы невыгодно и в то же время опасно. Но в чем же тогда дело? Почему же в оружии, несмотря на малую теплотворную свою способность, порох оказывается таким мощным и не может быть заменен ни нефтью, ни бензином, ни любым другим горючим? Секрет мощности пороха, конечно, не в теплотворной его способности, а в способности очень быстро гореть в замкнутом пространстве без доступа воздуха. Вот этими свойствами не обладает ни один из видов топлива: каждое из них и медленно горит и обязательно требует притока кислорода извне. Порох же содержит в своем составе кислород и, быстро разлагаясь при горении, продолжает это горение за счет собственного своего кислорода. Нефть в закрытом помещении гореть не может, а на воздухе, сгорая, превращается в большое количество газов; но эти газы образуются медленно и спокойно расходятся в атмосфере. Порох, сгорая, превращается в газы, но громадное количество этих газов образуется почти мгновенно и в закрытом помещении, поэтому газы эти, естественно, оказывают громадное давление на дно снаряда (пули), на затвор и на стенки ствола оружия.

Таким образом порох не мог бы заменить собой ни нефть, ни уголь, ни даже дрова (теплотворная способность их 3—4 тыс. больш. кал.), но само собой разумеется, что и, обратно, никакое топливо не может заменить пороха в огнестрельном оружии»!.

Заслуживает внимания и другая работа того же автора «Можно ли стрелять на сто километров». В ней увлекательно рассказывается о том, как немцы к концу империалистической войны обстреливали Париж с расстояния 115 км. Брошюра содержит много интересных подробностей, неизвестных широкому читателю.

Вот как описываются в этой брошюре знаменитые немецкие сверхдальнобойные пушки:

«Их было всего три. Они стояли на расстоянии около 1 км друг от друга. Каждая гигантская пушка представляла собой чудо техники. Громадный ствол длиною около 34 м стальными канатами и особыми упорами удерживался на вращающейся платформе, врытой в землю. Если бы ствол не поддерживался стальными канатами (тросами), то он прогнулся бы благодаря свой тяжести. И даже при такой установке после каждого выстрела ствол пушки в течение 2 минут колебался подобно тонкому удилищу обыкновенной тростниковой удочки.

Все установки орудия были электрифицированы, т. е. почти все нужные действия при орудиях производились с помощью электрических моторов. Все было очень прочно и точно прилажено, все было обдумано до самых мелочей. Понятно, что такие орудия имели огромный вес. Само орудие на железнодорожной платформе весило около 150 т, а бетонная установка его — более 200 т. Чтобы понять, насколько тяжелы были орудия, достаточно вспомнить, что наиболее распространенные обыкновенные дивизионные и корпусные орудия весят всего 2—3 т и что целый железнодорожный двухосный крытый товарный вагон вместе с грузом весит не более 22 т и поднимает 15 т груза всего. Иначе говоря, чтобы перевезти это орудие в разобранном виде, понадобилось бы 10 вагонов; для перевозки его установки — около 14 вагонов, а всего — целый товарный поезд из 24 вагонов».