Глава 2. Движение снаряда в воздухе.

1. Движение снаряда в воздухе. Деривация причины её возникновения и учет.

Выстрел из орудия длится какие-нибудь сотые доли секунды, но за это короткое время в стволе протекают сложнейшие физико-химические процессы. После вылета из канала ствола снаряд движется свободно в атмосфере значительно большее время – иногда до нескольких десятков секунд, но процессы, которые при этом имеют место, тоже достаточно сложны и разнообразны. Чтобы артиллерия могла точно стрелять и тем самым эффективно выполнять свои боевые задачи, необходимо знать и понимать, как движется снаряд в стволе и в атмосфере, научиться управлять ходом упомянутых физических и химических процессов. Этими вопросами занимается баллистика – наука о движении снарядов, мин и ракет. Она разделяется навнутреннюю баллистику, изучающую движение снаряда внутри ствола, и навнешнюю баллистику, изучающую движение снаряда от момента вылета до окончания полёта, то есть до попадания в цель, разрыва в воздухе и т. п. В данной главе будут рассмотрены некоторые понятия внешней баллистики.

В безвоздушном пространстве, при отсутствии силы тяжести, снаряд будут двигаться равномерно и прямолинейно (Рис. 2.1.).

Рис. 2.1. Рис. 2.2.

При наличии же силы тяжести траектория полета в безвоздушном пространстве приобретает форму параболы, у которой восходящая ветвь траектории по своей форме и протяженности равна нисходящей (Рис.2.2).

При движении снаряда в воздухе на него кроме силы тяжести действует сила сопротивления воздуха.

Воздействие силы сопротивления воздуха приводит к тому, что снаряд теряет свою скорость, увеличивается кривизна траектории и сокращается дальность стрельбы. (Рис. 2.3.)

В прошлом артиллерийские орудия вели стрельбу ядрами. Однако ядро в полете испытывает большое сопротивление воздуха и поэтому дальность стрельбы была невелика.

В настоящее время для стрельбы в артиллерии используют снаряды и мины удлиненной, аэродинамической формы, так как они обладают большой мощностью и лучше преодолевают сопротивление воздуха.

Однако из-за того, что сила тяжести приложена к центру масс снаряда, а сила сопротивления воздуха к его центру давления, в полете возникает опрокидывающий момент. Если не принять каких-либо мер снаряд будет в полете кувыркаться.

При стрельбе из минометов для стабилизации мины в полете ее оснащают стабилизатором. Стабилизатор смещает центр давления далеко назад за центр масс и возникающий момент сил постоянно разворачивает мину головной частью вперед, стабилизируя ее.

Другим способом придания устойчивости продолговатому снаряду в полете является сообщение ему быстрого вращательного движения вокруг продольной оси. Вращательное движение снаряду придают посредством устройства на снаряде ведущего пояска и нарезов в канале ствола. Благодаря вращательному движению снаряд, подобно волчку или гироскопу, стремится сохранить неизменным направление своей продольной оси в пространстве, траектория искривляется и направление продольной оси начинает отставать от касательной траектории, образуя с ней некоторый угол. В этом случае встречный поток воздуха будет стремиться опрокинуть головную часть снаряда назад. Но благодаря гироскопическим свойствам (при этом возникает известное в механике Кориолисово ускорение) головная часть отклоняется не назад, а в сторону вращения (вправо - при правой нарезке ствола). Так как траектория непрерывно искривляется вниз, то преобладает отклонение головной части снаряда вправо.

Боковое отклонение снаряда от плоскости бросания, вызываемое вращательным движением снаряда в воздухе, называется деривацией.

Величина деривации зависит от дальности стрельбы и от вида траектории.

Отклонение снаряда вправо вследствие деривации необходимо учитывать при определении установок для стрельбы, вводя поправку направления. Эта поправка берется из таблиц стрельбы по исчисленной дальности и вводится со знаком минус (влево) в доворот на цель.

Насколько значительна деривация снаряда показывает такой пример. При стрельбе на дальность 10 км из 122 мм гаубицы Д-30 на заряде 2-м, деривация при табличных условиях составляет -0-16, т.е. если не вводить поправку в направление, то снаряд отклонится вправо примерно на 160 м от намеченной точки (см. расчёт по формуле “тысячной”).