Может ли плавать танк?
Из физики известно, что вес плавающего тела равен телу вытесненной им воды (закон Архимеда). Значит для плавающего танка достаточно лишь сделать нижнюю его часть водонепроницаемой и так рассчитать его вес, чтобы при погружении в воду несколько более чем на половину (иначе танк не будет устойчив на воде), он вытеснил воды по весу столько же, сколько весит сам. Решить эту задачу совсем нетрудно.
Для упрощении допустим, что нижняя часть танка имеет форму прямоугольной коробки с дном размером 4 на 1,5 метра, т. с. с площадью в 6 квадратных метров. Нетрудно подсчитать, что такая коробка, погрузившись в воду на 1 метр, вытеснит 6 кубических метров воды, которые весят 6 тонн. Значит, при данных размерах нижней части танка для того, чтобы плавать, он должен иметь общий вес, равный также 6 тоннам.
Это нетрудно осуществить, так как есть танки и легче, например, танкетка весит около 2 тонн, а сверхлёгкий танк-разведчик Виккерса — 4,5 тонны. Но это и не так просто. Танк должен не только плавать, но и быть хорошей боевой машиной на суше, устойчиво держаться на воде, легко вылезать на берег.
Над этим бились много лет, и лишь в 1930 г. появился первый боевой плавающий танк-амфибия Карден—Ллойд (Англия). Этот танк весит в боевом положении около 3,5 тонн, двигается по суше со скоростью до 50 километров в час, а по воде — до 10 километров в час. Размеры его 4 на 2 на 1,8 метра. Для движения по воде он имеет винт, вращаемый обычным танковым мотором, и специальный руль. Кроме того, по бокам танка-амфибии имеются деревянные брусья, обшитые железом, обеспечивающие лучшую устойчивость танка на воде.
 |
| Плавающие танки "амфибии" |
Скорость и прочность
В физических кабинетах иногда показывают любопытный опыт. На вал электромотора укрепляют бумажный круг, который при очень быстром вращении становится настолько прочным, что режет дерево.
Нечто подобное наблюдаем мы постоянно в отношении воды. Обычно «мягкая» вода безболезненна для прыгающего в нее, и с небольшой высоты (до 1 метра) можно упасть в воду даже плашмя. Но та же вода становится «прочнее» и «твердеет» при большой скорости ее движения или движения встречающегося с нею тела. При быстром движении на автомобиле, мотоцикле, самолете — капли дождя очень больно бьют в лицо и в руки пассажиров и водителей, если они не защищены козырьком из стекла или слюды.
Также больно бьет струя воды, независимо от ее толщины, если вода в струе движется очень быстро. При этом струя как бы твердеет, и можно сломать палку, пытаясь ею перебить такую струю. С большой высоты, когда падающее тело приобретает, значительную скорость, упасть в воду уже не безопасно, и прыгуны, отлично зная это, уменьшают удар об воду, входя в нее небольшой поверхностью тела (ногами или сложенными над головой руками). При неудачных прыжках и случайных падениях в воду с большой высоты нередко разбиваются.
Очень быстро летящая пуля пробивает слой воды всего лишь в 80 сантиметров, меньше, чем например слой сосновых досок (87 сантиметров), глины (100 сантиметров) и утрамбованного снега (350 сантиметров).
Все это показывает, что прочность тел, как и многие другие их свойства, иногда резко изменяются со скоростью.
Особое значение приобретают эти свойства с появлением бронированных машин, одно из основных свойств которых — защита их команд броней от пуль и осколков снарядов. Борьба с этими машинами прежде всего должна свестись к средствам, разрушающим броню Поэтому и появились специальные бронебойные пули со стальным сердечником вместо свинцового. Но самая лучшая бронебойная пуля современной винтовки калибром около 7 миллиметров пробивает прочную броню лучшей стали толщиной всего лишь в 7 миллиметров на расстоянии не дальше 400 метров.
Стремление повысить бронебойность пуль привело инж. Герлиха к интересному открытию. Добившись в своей винтовке «Хальгер-Ультра» громадных начальных скоростей полета пули — 1600-1700 метров в секунду, вдвое больше обычной (800-900), Берлин наблюдал любопытное явление. Его ультра-пуля калибром в 7 миллиметров, очень легкая, с обычным свинцовым сердечником, пробивала броню толщиной в 20 миллиметров (расстояние не указано, но, видимо, превышало 50 метров). Пуля с мягким свинцовым сердечником оказалась при этих сверхскоростях достаточно прочной и даже более бронебойной, чем специальная бронебойная пуля.
Конечно, от увеличения скорости увеличивается и энергии удара, а имеете с тем и пробивное действие пули. Но самое интересное в опытах Герлиха — «отвердение» пули, необычное разрушительное действие на броню в силу того, что скорость ее в момент удара превысила некую «критическую» для этого случая величину. Явление это до конца еще не изучено и требует дальнейших опытов, но уже сейчас можно сказать, что этот путь борьбы с бронемашинами заслуживает самого пристального внимания.
Чем же все-таки объясняется во всех описанных явлениях связь между скоростью и прочностью? Для проявлении всех обычных свойств тела — упругости, пластичности, вязкости требуется время. Когда мы медленно входим в воду, частицы ее свободно раздвигаются и дают нам место. Когда же пуля попадает в ту же воду, частицы не успевают раздвинуться и пуле приходится разбивать их, на что и уходит ее энергия. При сравнительно медленном ударе обычной пули в броню свинцовый сердечник сначала сминается, а затем и расплавляется от сильного нагревания. В то же время броня успевает проявить свои упругие свойства и не ломается, а лишь вдавливается. При ударе сверхскорой пули, раньше чем свинец успеет расплавиться и смяться, нуля уже пробьет броню, упругие свойства которой так и не успеют проявиться. И, видимо, поэтому ультра-пули пробивают в броне отверстия в 2 раза больше своего калибра, выкалывая целые куски стали, на что обычные пули не способны.
Всегда ли ствол винтовки имеет цилиндрический канал?
Посмотрите в канал ствола любой винтовки — малокалиберной, охотничьей или боевой. Вы всегда увидите правильную цилиндрическую поверхность от места, где начинаются нарезы и до дульного среза, т. е. на всем протяжении канала ствола, за исключением патронника, имеющего форму гильзы. Это естественно.
Ведь пуля тоже всегда представляет собой цилиндр и закруглена лишь ее головка. Если расширить канал в какой-либо части, то пуля, очевидно, будет болтаться в расширенной части, не пойдет в ней по нарезам и потеряет свою меткость. Кроме того, в этом месте пороховые газы прорвутся вперед, и напрасно израсходуется часть их силы, что уменьшит дальность полета пули.
Если канал где-то сузить, то пуля задержится в этом месте, давление пороховых газов, резко увеличившись, либо разорвет ствол, либо испортит винтовку. Не напрасно запрещена стрельба из загрязненного оружия. Даже тонкого слоя нагара и ржавчины достаточно. чтобы испортить оружие.
При обычной пуле никакое изменение формы канала ствола не имеет абсолютно никакого смысла, неизбежно ухудшая свойства оружия. И все же вопрос, поставленный в заголовке заметки, вполне уместен. Винтовка Герлиха, которая стреляет ультра-пулями, сообщая им небывалую скорость полета, имеет частично-конический канал ствола. В этом и заключается один из секретов Герлиха, позволивший ему добиться ультра-скорости. Но, конечно, при этом и пуля Герлиха имеет совершенно своеобразную форму, позволяющую использовать оружие такого устройства. На пуле есть выступы и выемки. Рассчитаны они так, что пуля плотно прилегает к поверхности расширенной части канала ствола, а по мере продвижения пули вперед в сужающуюся часть канала ствола выступы вдавливаются и заполняют соответствующие выемки. Вылетая из ствола, пуля Герлиха имеет уже обычную цилиндрическую форму.
Но что же дает такая форма канала ствола и пули? Надо вспомнить закон зависимости силы давления от поверхности, на которую данная сила действует. Обычное давление пороховых газов в канале ствола боевой винтовки достигает примерно 1500 атмосфер, и действует это давление на дно пули, поверхность которого грубо можно считать равной 0,5 см². При таких условиях, учитывая, что 1 атмосфера есть давление, равное 1 килограмму на 1 квадратный сантиметр, можно считать, что на пулю действует сила в 750 килограммов.
Посмотрим, какова будет при тех же условиях сила, движущая ультра-пулю, если поверхность ее дна в первый момент равна, положим, квадратному сантиметру (для этого достаточно увеличить калибр пули за счет выступа всего лишь на 4 миллиметра). Тогда при давлении в 1500 атмосфер, очевидно, и сила, движущая пулю, окажется равной 1500, т. е. вдвое больше обычной. Если при всем этом пуля будет иметь тот же вес (ту же массу), то, очевидно, и скорость она получит вдвое большую, т. е. не 800, а 1600 метров в секунду.
Конечно, все наши расчеты здесь упрощены и округлены, но суть дела они выражают верно. Благодаря коническому каналу ствола винтовки Герлиха можно получить значительно большую скорость полета пуль за счет увеличения движущей силы пороховых газов на расширенном участке канала.
Надо не забывать, что изготовление таких винтовок и пуль очень сложно, в десятки раз сложнее, чем обычных, поэтому трудно ожидать массового применения подобных винтовок. Есть и другие непроверенные опытом и сомнительные сведения о действий этих винтовок. Очевидно, в лучшем случае в ближайшие годы они найдут себе применение лишь как специальное противотанковое оружие пехоты.
Комментариев нет:
Отправить комментарий