Деривация

отклонение продолговатого вращающегося снаряда от плоскости стрельбы, т. е. вертикальной плоскости, проходящей через ось канала оружия. Д. является результатом сопротивления воздуха и вращения продолговатого снаряда вокруг оси фигуры вследствие нарезов в канале; явление Д. не имело бы места в безвоздушном пространстве. Продолговатый, вращающийся вокруг оси фигуры снаряд может быть уподоблен волчку, которого ось под влиянием силы тяжести описывает вокруг вертикальной линии, проходящей через точку опоры его, коническую поверхность в направлении вращения волчка. В нарезном оружии у нас снаряд по вылете вращается слева направо, если смотреть на него по направлению полета, т. е. от дна к вершине. В применении к снаряду точкой опоры является его центр тяжести; вертикальной линии, около которой ходит ось волчка, соответствует касательная в любой точке траектории снаряда. Если бы сила сопротивления воздуха была постоянно направлена по оси снаряда, то центр тяжести его все время оставался бы в плоскости стрельбы и ось снаряда описывала бы коническую поверхность около касательной к траектории. Вследствие же несовпадения оси фигуры снаряда с направлением движения сила сопротивления воздуха не проходит через его центр тяжести, а пересекает ось фигуры в точке, лежащей между центром тяжести и вершиной снаряда, называемой центром сопротивления.

Черт. 1.

На прилагаемом чертеже OV есть направление поступательной скорости, выраженное касательной к траектории; О — центр тяжести снаряда и (О' — центр сопротивления воздуха (точка приложения равнодействующей сопротивления воздуха); отрезок O'L выражает графически силу сопротивления воздуха, для упрощения принятую перпендикулярной к оси

фигуры снаряда. В действительности угол L0'X отличен от прямого.

Сила L, действуя на плече ОО', стремится (как показывает стрелка) повернуть снаряд головной частью назад около оси, перпендикулярной к плоскости чертежа и проходящей через центр тяжести снаряда. Продолговатый снаряд действительно при сказанных условиях стал бы кувыркаться в полете, если бы он не вращался быстро вокруг оси фигуры, что придает оси фигуры снаряда устойчивость; одним словом, происходит подобное тому, что с вращающимся волчком. Не входя в теоретическое рассмотрение условий сложения двух указанных одновременных движений, обстоятельства, сопровождающие полет продолговатого снаряда, можно наглядно воспроизвести на гироскопе, изображенном на чертеже 2, отличающемся от изображенного при статье Гироскоп (см.) только тем, что внутри кольца В помещена модель снаряда А.

Черт. 2.

У вершины снаряда находится катушка К, на которую можно навить шнур и сообщить снаряду быстрое вращение в ту или другую сторону.

Для воспроизведения условий вращательных движений продолговатого снаряда в воздухе устанавливают ось модели снаряда под некоторым углом к горизонту и приводят снаряд в быстрое вращение слева направо, как вращается снаряд при выстреле, и на кольцо В у дна снаряда навешивают гирьку m, которая стремится опрокинуть снаряд вершиной назад (как бы действие сопротивления воздуха). Снаряд, продолжая быстро вращаться, вершиной станет отходить в правую сторону от первоначальной вертикальной плоскости, проходившей через ось снаряда. То же должно иметь место в первые же моменты движения продолговатого снаряда в воздухе, выстреленного из нарезного оружия; при этом уклонении оси снаряда, однако, центр тяжести остался бы в вертикальной плоскости, проходящей через касательную к траектории, если бы сопротивление воздуха было параллельным касательной к траектории. На самом деле этого не бывает, а потому снаряд подставляет действию сопротивления воздуха левую половину, и потому центр тяжести из первоначальной вертикальной плоскости отклоняется вправо. Величина отклонения увеличивается с увеличением расстояния, но не пропорционально, а несколько быстрее. Если придать снаряду вращение в обратную сторону (справа налево) или же, не изменяя направления вращения, устроить снаряд так, чтобы центр сопротивления находился между центром тяжести и его дном, то в обоих случаях Д. происходила бы в левую сторону, что легко проверить на гироскопе, изменив соответствующим образом условия опыта. Величина Д. на данное расстояние зависит от скорости вращения вокру оси а от длины снаряда, так как с удлинением его увеличивается момент опрокидывающей силы сопротивления воздуха. Общий характер рассматриваемого движения продолговатого снаряда представлен чертежом 3.

Черт. 3.

Надо представить перед снарядом некоторую плоскость М, перпендикулярную к касательной траектории и движущуюся вместе со снарядом; k есть точка пересечения касательной к траектории с плоскостью М; линия kM представлет собой пересечение плоскости стрельбы с плоскостью М. Во все время полета вершина снаряда, b, описывает на плоскости M кривую, указанную на рисунке. Вершина снаряда то подымается над касательной, то опускается, оставаясь всегда правее; она производит ряд качаний около касательной так, что описываемая осью снаряда коническая поверхность правее начальной касательной, т. е. правее плоскости стрельбы. Нижний рисунок представляет собою план траектории продолговатого снаряда. Описанное отклонение снарядов может быть принято в расчет перед выстрелом. Для этого артиллерийские орудия снабжены прицелами с поперечной трубкой, по которой перемещается прорезь целика влево так, чтобы плоскость стрельбы (при прицеливании) отклонить от точки поражения на угол, соответствующий Д. на данное расстояние. Вышеозначенное перемещение, называемое боковым отклонением целика, заранее вычислено для каждого орудия и для различных расстояний и помещено в таблицах стрельбы. Что касается до стрельбы из ружей, то Д. пуль вправо на всякую дистанцию почти парализуется влиянием примкнутого штыка, благодаря которому дуло оружия при выстреле до вылета пули несколько отклоняется влево. Это отклонение объясняется тем, что примкнутый штык с правой стороны перемещает центр тяжести ружья вправо от оси ствола и равнодействующая давления пороховых газов, направленная по оси ствола, не проходит через центр тяжести ружья. При стрельбе из нарезных ружей без штыка, в особенности на значительные расстояния, для попадания в желаемое место необходимо прицеливаться в точку лежащую левее последнего.

А. Якимович.