|
Редактор Р. Я. Штейнман. Подписано к печати 12/VIII 1943 г. 23.6 а. л. 211/4 печатн. лист. 48 000 тип. зн. в печ. л. Тираж 50 000 экз. Л58333. Цена 10 руб. Заказ № 1025 Отпечатано с матриц в 18 тип. треста «Полиграфкнига». Москва, Шубинский пер., д. 10 |
| {2} |
Военная техника, как и вся техника вообще, основана прежде всего на достижениях физических наук. Поэтому полное и глубокое освоение военной техники требует знания законов физики.
Эта книга и имеет своей целью показать читателю, на каких физических законах основана военная техника. Тем самым она будет способствовать более глубокому пониманию принципов устройства и действия средств военной техники. Книга предназначена для младшего и среднего комсостава, курсантов военных училищ, красноармейцев, учащихся спецшкол и средних школ Наркомпроса.
В основном материал книги требует от читателя знания физики и математики в объеме семи классов средней школы; лишь отдельные очерки требуют знания полного курса физики средней школы (8—10 классов).
Книга построена в виде отдельных, большей частью самостоятельных очерков, читать которые можно в любой последовательности и вне связи друг с другом. Лишь для более полного усвоения каждого из вопросов и во избежание повторений одного и того же в очерках даны ссылки на те места книги, где смежный материал разобран более подробно.
Расположены все очерки соответственно общепринятым разделам физики. Это, во-первых, облегчает пользование книгой всем, кто обратится к ней при изучении физики, а во-вторых, соответствует основному назначению книги — раскрыть физическую суть достижений современной военной техники. Книга не претендует на полноту освещения всех средств военной техники ж тем более на систематическое их описание. Все же автор старался во всех случаях показать, хотя бы в виде иллюстраций, все, что относится к разбираемому вопросу,— основы {3} боевого применения упоминаемых средств техники и важнейшие средства защиты от них.
Для облегчения пользования книгой по частям, т. е. чтения ее отдельными очерками, в оглавлении указано, какие именно вопросы затрагиваются в каждом из очерков.
Исправление книги к настоящему изданию заключалось, в основном, в добавлениях, освещающих новейшие средства военной техники, в исправлении отдельных мелких недочетов и в незначительном сокращении книги за счет исключения некоторых наименее существенных или не оправдавших себя на практике проектов новых средств борьбы.
Автор
| {4} |
Стр. |
||
Физика выстрела (Вместо введения). . . . . . . . . . . . . . . . | 11 | |
| ||
1. Инерция на службе артиллерии. . . . . . . . . . . | 13 | |
Закон инерции (первый закон Ньютона). Понятие об устройстве и действии основных снарядов (шрапнель и граната), дистанционных трубок, взрывателей, пристрелочных (разрывных) пуль и авиабомб замедленного действия. | ||
1а. Часовой механизм в снаряде и бомбе. . . . . . . | 19 | |
2. Почему тяжелый снаряд летит дальше легкой пули?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 20 | |
Тяжелые пули и поперечная нагрузка снарядов. Второй закон Ньютона. | ||
3. Некоторые секреты меткой стрельбы из ружей . | 22 | |
Сложение сил. Равнодействующая. Пара сил и ее действие на тело. | ||
4. Как падают бомбы с самолета. . . . . . . . . . . . . | 25 | |
Свободное падение тел. Сопротивление воздуха падающим телам и зависимость его от формы тела. Сложение сил, направленных по одной прямой. | ||
5. Куда упадет авиабомба?. . . . . . . . . . . . . . . . . | 29 | |
Закон независимости действия сил. Сложение двух движений в пустоте и в воздухе. Бомбометание с пикирования и его особенности. | ||
6. Стрельба из ружей и пушек. . . . . . . . . . . . . . . | 36 | |
Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Влияние сопротивления воздуха на полет пуль и снарядов. | ||
7. Борьба с сопротивлением воздуха . . . . . . . . . | 39 | |
Зависимость сопротивления от скорости движения. Скорости движения различных боевых машин, пуль, снарядов и целей (диаграмма). Удобообтекаемая форма снарядов и пуль. | ||
8.Тайна стрельбы на сотню километров. . . . . . . . | 42 | |
Плотность воздуха на различных высотах и влияние сопротивления воздуха,на дальность полета снаряда. | ||
9. Когда сопротивление воздуха спасает. . . . . . . | 45 | |
Парашют и его свойства. Предельная скорость падения человека в воздухе. | ||
10. Стрельба по самолетам и с самолетов. . . . . . | 47 | |
Сложение скоростей. Относительное движение. | ||
11. Можно ли рукой поймать пулю и погибнуть от неподвижной пули?. . . . . . . . . . . . . . . . . . | 53 | |
Относительное движение. Зависимость энергии удара встречающихся тел от скорости их движения. Проблема стрельбы в воздушном бою при современных скоростях самолетов. | ||
12. Снаряд и поезд. Броня и пуля. . . . . . . . . . . . | 59 | |
Энергия движения. Техническая единица массы. Бронебойные пули. Пробивное действие пуль и снарядов в зависимости от энергии движения их и от угла встречи. Разложение сил. | ||
13. Скорость и прочность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 65 | |
Зависимость прочности тел от скорости их движения. Ультрапули. Критическая скорость и прочность. Сопротивление воздуха при различных скоростях движения в нем тел. | ||
14. Песок вместо брони. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 68 | |
Пробивное действие пуль и зависимость его от энергии движения и формы пуль. | ||
15. Волчок и пуля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 73 | |
Сложение сил. Пара сил. Вращательное движение тел. Гироскоп и его применение в военной технике. | ||
| ||
16. Танк на снегу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 79 | |
Понятие об удельном давлении. Единица давления. Повышение проходимости машцн. | ||
17. Сила пороховых газов. . . . . . . . . . . . . . . . . | 85 | |
Давление газов. Работа пороховых газов. | ||
18. Всегда ли ствол винтовки имеет цилиндрический канал?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 87 | |
Зависимость силы от площади, на которую действует давление. Ствол винтовки Герлиха и форма ультрапули. | ||
19. Воздух вместо пружины. . . . . . . . . . . . . . . . . | 89 | |
Упругость воздуха. Закон Бойля-Мариотта. Пневматики на военных повозках. Тормоза и накатники в орудиях. | ||
20. Воздух на смену пороха. . . . . . . . . . . . . . . . | 95 | |
Пневматическое оружие, идея его устройства и действия. Живучесть огнестрельного оружия. Кривая давления в канале ствола. | ||
21. От сегнерова колеса до ракетного стратоплана. | 101 | |
Явление реакции при истечении жидкостей и газов. Ракеты как снаряды и другие проекты ракетных метательных аппаратов. Ракетный мотор и принцип его действия. Дульный тормоз в оружии. | ||
22. Поплавки и лодки из „воздуха”. . . . . . . . . . . . . | 107 | |
Закон Архимеда. Плавание тел. Переправочные войсковые средства — надувные поплавки и лодки, понтоны. | ||
23. Амфибии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 113 | |
Закон Архимеда. Плавание тел. Танк-амфибия. Плавательный костюм для бойцов. Высота погружения (осадка) плавающего тела. | ||
24. Закон Архимеда в боях на море. . . . . . . . . . . | 117 | |
Водоизмещение. Плавание тел. Закон Архимеда. Принцип устройства подводной лодки. Давление внутри жидкости. Средства и приемы спасения с затонувшей лодки. | ||
25. Закон Архимеда и война в воздухе . . . . . . . | 126 | |
Плавание тел в воздухе. Подъемная сила. Аэростаты заграждения и змейковые дирижабли. | ||
| ||
26. Ствол пушки и колесо телеги. . . . . . . . . . . . . | 131 | |
Расширение твердых тел при нагревании и сжатие при охлаждении. Молекулярные силы при расширении и сжатии. Скрепление стволов орудий. Автофреттаж. Предел упругости и повышение его обработкой металла. | ||
27. Жидкость и газы в артиллерийских снарядах и тормозах отката. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 134 | |
Расширение жидкостей и газов при нагревании. Упругость пара при изменении температуры. | ||
28. Газовый баллон. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 138 | |
Газобаллонная атака. Сжижение газов. Критическая температура. Давление паров при различных температурах. | ||
29. Выгодно ли топить печи порохом?. . . . . . . . . | 140 | |
Теплотворная спосоГность вещества вообще и взрывчатых веществ в частности. Свойства порохов и взрывчатых веществ. Зажигательные снаряды, авиабомбы и пули. Термит и электрон. Огнеметы. | ||
30. Вода и снег в пулемете. . . . . . . . . . . . . . . . . | 148 | |
Теплоемкость вещества. Скрытая теплота кипения н плавления. Охлаждение стволов пулеметов. | ||
31. Огнестрельное оружие — тепловая машина. . . . | 152 | |
Превращение энергии. Коэффициент полезного действия оружия. Механический эквивалент теплоты. Мощность. Идея и расчет центробежного пулемета. | ||
32. Снова в теплоту. . . . . . . . . . . . . . . . . . ., . . | 160 | |
Превращение механической энергии в тепловую. Расплавление пуль в полете и при ударе в броню. Тепловой эквивалент работы. | ||
| ||
33. Звуки войны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 163 | |
Распространение звука в атмосфере. Преломление и отражение звуковых волн. Зона молчания. Акустические облака. | ||
34. Свист пули и шипение снаряда. . . . . . . . . . . . | 166 | |
Источник звука. Скорость распространения звука в воздухе. Принцип Допплера. Происхождение свиста пуль, снарядов и авиабомб. Воющие авиабомбы. | ||
35. Звуковые дальномеры. . . . . . . . . . . . . . . . . . | 171 | |
Скорость распространения звука в воздухе и в воде и зависимость ее от температуры. Акустика орудия и снаряда. Дульная и баллистическая (снарядная) волны. Явление звуковой детонации. Частота колебаний. Инфразвуки. Интерференция звуков. Графическая регистрация звуков манометрическими звукоприемниками. Звукоглушители. Дальность распространения звуков. | ||
36. Орган слуха на войне. . . . . . . . . . . . . . . . . | 182 | |
Чувствительность уха,острота слуха, слуховое внимание. Бина-уральная способность человека. Антифоны, танкофоны, сигнальные приборы. Изоляция ушей от слишком сильных и посторонних звуков. Переговорные трубы. Рупоры. | ||
37. Звук — предатель самолета. . . . . . . . . . . . . . | 186 | |
Звукоулавливатели (акустические пеленгаторы и подслушива-тели). Глушители авиамоторов. | ||
38. Борьба под землей и под водой . . . . . . . . . . | 192 | |
Геофоны (стетоскопы) и гидрофоны (шумопеленгаторы). Определение направления (пеленгация) на источники звуков под землей и под водой. Ультразвуки, подводнозвуковая связь, ультразвуковые средства поражения и ультразвуковые аппараты для рассеивания тумана. Шкала звуковых колебаний. | ||
| ||
39. Прозрачны ли воздух, вода и стекло?. . . . . . . | 201 | |
Прозрачность тел. Потери света от поглощения и отражения. Дымовые завесы. Ядовитые дымы. Светомаскировка и меры ее обеспечения: синие лампы, черный свет и „биккеровский свет”. | ||
40. Плоское зеркало в помощь войскам. . . . . . . . | 206 | |
Отражение света от плоских зеркал. Изображение в зеркале. Параллельные зеркала. Гелиограф. Перископ (зеркальный). Понятие о поле зрения глаза и приборов. | ||
41. Вогнутые зеркала в военной технике . . . . . . | 209 | |
Отражение света от вогнутых сферических зеркал. Зависимость освещенности от расстояния и вида пучка лучей. Прожекторы и светосигнальные аппараты (лампы). | ||
42. Когда глаз не справляется с боевой задачей. | 213 | |
Дальность зрения. Стереоскопическое зрение (двумя глазами). Предельный угол зрения. Аккомодация. Прицеливание. | ||
43. Стробоскоп на танке и видимая пуля. . . . . . . | 216 | |
Продолжительность зрительного впечатления в глазу. Стробоскоп. Пуленепробиваемое стекло („триплекс”). Трассирующие пули и снаряды. | ||
44. Прорезь прицела, мушка и цель в одной точке. . | 222 | |
Наземная (подзорная) труба. Оптический (снайперский) ружейный прицел. Увеличение и поле зрения прибора. Призмы полного внутреннего отражения. Пулеметные оптические прицелы. Орудийная панорама. | ||
45. Дальше и лучше видеть цель. . . . . . . . . . . . | 228 | |
Призменный бинокль. Бинокль-очки. Бинокль дли наблюдения в противогазе. Бинокли дальнего действия. Пластичность прибора. Стереотрубы. Бинокулярные зрительные трубы. | ||
46. Призмы на смену зеркал. . . . . . . . . . . . . . . | 235 | |
Астрономическая труба. Окопные перископы и перископы подводных лодок. Омпископы на подводных лодках и танковые. Танковый перископу геоскоп и прицел. | ||
47. Как измеряют расстояния, не сходя с места . . . | 241 | |
Оптические дальномеры (монокулярные и стереоскопические). Простейшие способы измерения расстояний по угловой величине видимых предметов. Деления угломера (тысячные). „Сетка” в военных приборах. | ||
48. Оптический обман лучше прочного щита . . . . | 24S | |
Видимость тел в зависимости от освещенности и цвета фона. Маскировка. Фотография и аэрофотография. Телеобъективы. Перископические и панорамные фотокамеры. | ||
| ||
49. Элемент, который заряжают водой. . . . . . . . . | 256 | |
Сухие, водоналивные и сухоналивные элементы типа Лекланше. | ||
50. Как изолируют провода на войне. . . . . . . . . . | 258 | |
Проводники и изоляторы. Сопротивление проводников. Полевой телефонный и телеграфный кабель. | ||
51. Хороший ли проводник земля? . . . . . . . . . . . . | 261 | |
Полупроводники. Проводимость земли и растворов солей. Распространение токов в земле. Заземление полевых телефонных линий. | ||
52. Телефон без звонка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 263 | |
Фонический вызыватель телефонного аппарата. Зуммер. Электромагнетизм. Особенности устройства полевых телефонных аппаратов. | ||
53. Электрический шпион. . . . . . . . . . . . . . . . . | 266 | |
Распространение токов в земле и индукция токов. Перехватывание телефонных переговоров и средства борьбы с этим. Индукция токов в параллельных проводниках. Телеграф через землю. | ||
54. Микрофоны — разведчики. . . . . . . . . . . . . . . . | 272 | |
Микрофоны: угольный, тепловой, динамический. Подслушивание с помощью микрофона. Зависимость проводимости (сопротивления) проводников от температуры. Звукометрическая станция. Мост Уитстона. Электроакустические пеленгаторы и подслушиватели. | ||
55. Говорящие кости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 28$ | |
Борьба с помехами применения телефонов на шумных машинах (танки и самолеты). Остеофоны и ларингофоны. Антишумовой микрофон. | ||
56. Ручные магнитоэлектрические машинки. . . . . | 283 | |
Электромагнитная индукция токов. Индуктор телефонного аппарата и подрывная машинка. Тепловое действие тока. Запал накаливания. Магнитоэлектрические карманные фонари. | ||
57. Опасная проволока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 286 | |
Физиологическое действие тока. Закон Ома. Электризация проволочных заграждений и земли, борьба с этим. | ||
58. Электричество в заграждениях на морей на суше. | 290 | |
Гальванический элемент (Грене). Морские мины заграждений: гальваноударные, станционные, антенные и магнитные, борьба с ними. Подземные и противотанковые мины. Торпеды. | ||
59. Электропушка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 301 | |
Соленоид и взаимодействие магнитных полей. Электромагнитная индукция. Модель электропушки. | ||
60. Электрификация войны . . . . . . . . . . . . . . . . | 304 | |
Электромотор. Синхронная связь. Центральные приборы управления огнем. Тепловое, световое и механическое действия тока. Подвижные электростанции. | ||
| ||
61. Радио — друг и предатель войск. . . . . . . . . . . . | 310 | |
Основные свойства радиосвязи. Радиопеленгация. Радиопропаганда. | ||
62. Как борются с пороками радиопередачи . . . . . . | 315 | |
Радиопрожекторные станции. Короткие и ультракороткие волны. Шифровальные машины. Приндип передачи на переменной длине волны. Аналогичный принцип борьбы с перехватыванием телефонных переговоров. | ||
63. Самолет без пилота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 318 | |
Управление механизмами на расстоянии — радиотелемеханика, Телеторпеды и торпедные катеры. | ||
64. Можно ли слышать луч света?. . . . . . . . . . . . | 323 | |
Оптический телефон. Фотоэлемент. Связь инфракрасными лучами. Фотография инфракрасными лучами. Видение в темноте и в тумане. | ||
65. Электрический глаз над полем боя. . . . . . . . | 329 | |
Телевидение. Диск Нипкова. | ||
66. „Лучи смерти”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 332 | |
Поражающее действие электрических лучей. Электронный поток в воздухе. Трубка Кулиджа. Электронный снаряд (шаровая молния). Передача электроэнергии по слою ионизированного воздуха. Поражение ультракороткими волнами, ультрафиолетовыми и световыми лучами. | ||
67. Еще некоторые случаи применения невидимых лучей в военном деле. . . . . . . . . . . . . . . . | 337 | |
Лучи Рентгена. Тепловые лучи и термоэлемент как средство ближней разведки. Блокировка инфракрасными лучами и фотоэлементами. | ||
| {10} |
Что заставляет пулю двигаться? Вот первый вопрос, который, естественно, приходит в голову всякому, впервые взявшему в руки винтовку. Когда мы бросаем камень или ручную гранату, то всем понятна причина их движения. Гранату заставляет двигаться мускульная сила бросившего ее человека. И чем более силен и ловок человек, тем дальше может он забросить гранату. Однако, даже самый сильный и ловкий боец не может забросить ручную гранату дальше, чем на 40—50 м, а пуля летит на 31/2 км, причем, стреляя, человек делает лишь ничтожное усилие, нажимая на спусковой крючок. Очевидно, что это усилие нисколько не толкает пулю, оно лишь освобождает сжатую боевую пружину, позволяя ей толкать вперед ударник. Но и ударник тоже не касается пули, он лишь разбивает капсюль в гильзе патрона. При этом происходит вспышка: порох в гильзе загорается и очень быстро (почти мгновенно) превращается в газы. Пороховые газы, стремясь расшириться, давят вовсе стороны, а значит, и на пулю, вставленную в гильзу. Они-то и толкают ее, заставляя двигаться и с громадной скоростью вылетать из ствола винтовки. Таким образом, непосредственную причину движения пули при выстреле мы нашли. Это — сила давления пороховых газов на пулю,
Но откуда взялась эта сила?
Вытащим из гильзы пулю и высыпем из гильзы порох. Перед нами будут небольшие кусочки (крошки или зерна) желтовато-коричневого вещества, похожего на кусочки рога. Соберем их вместе и подожжем спичкой. Порох вспыхнет и быстро сгорит. Но никакого взрыва при этом не произойдет, и никакой особой силы мы при этом у пороховых газов не заметим. Это и понятно. Ведь при сгорании пороха на открытом месте образующиеся газы свободно расходятся во все стороны. В канале же ствола порох заперт в маленькой гильзе: пороховым газам некуда деваться. Поэтому они, быстро расширяясь, все сильнее и сильнее давят на пулю, пока ле вытолкнут ее сначала из гильзы, а потом и из ствола. {11}
Но ведь и другие горючие вещества, сгорая, тоже превращаются в газы. Почему бы не попробовать стрелять хотя бы нефтью? Не стоит и пробовать,— заранее можно сказать, что ничего не выйдет. Во-первых, нефть не будет гореть в закрытом месте,— ей для горения нужен кислород, который имеется в воздухе, а во-вторых, даже если бы мы сумели подвести к ней воздух и образовать горючую смесь, нефть, горела бы значительно медленнее, чем порох. Медленно образующиеся газы медленно выталкивали бы пулю, и у нее не было бы нужной скорости движения, чтобы лететь на тысячи метров вперед.
Следовательно, особенность действия пороха объясняется прежде всего большой скоростью его превращения в значительное количество газов.
Всякое превращение вещества из одного вида в другой связано с превращениями энергии, которой обладает любое вещество. Частицы пороха обладают огромной химической энергией, которая при сгорании пороха и превращении его в газы переходит в тепловую форму энергии или, короче, в теплоту. Частицы раскаленных пороховых газов беспорядочно движутся с громадными скоростями, сталкиваясь и разлетаясь в разные стороны. Такое движение и характеризует тепловую форму энергии. Ударяясь о дно пули, частицы пороховых разов сообщают ей поступательное движение. А так как превращение пороха в раскаленные газы происходит почти мгновенно, то давление газов на пулю громадно, и под действием этого давления пуля летит на несколько километров. Таким образом, беспорядочное движение молекул пороховых газов превращается в перемещение пули, т. е. теплота превращается в механическую энергию. А в случае удара пули (например, о броню танка) механическое движение пули вновь превращается в теплоту (пуля расплавляется).
Физика, как известно, изучает строение вещества и различные виды энергии, а также превращения ее из одного вида в другой. После всего сказанного должно быть ясно, что военное дело теснейшим образом связано с физикой,
Почему и как движутся пуля и снаряд? Отчего происходит отдача при выстреле? Почему ствол станкового пулемета надо охлаждать водой? На все эти и на множество других подобных вопросов отвечает физика. Чтобы полностью овладеть военной техникой, надо изучить основные законы физики, на которые техника опирается. Военная техника в свою очередь дает чрезвычайно яркие и убедительные примеры практического применения законов физики.
| {12} |