Деривация по Магнусу. Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска

Деривация по Магнусу. Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска

Физические эффекты присутствуют в нашей жизни повсюду; иногда они заметны невооруженному глазу, а порой их можно обнаружить лишь с помощью специального оборудования. «Лента.ру» уже рассматривала наиболее интересные явления, с которыми сталкиваются военные пилоты и моряки. Теперь настала очередь сухопутных войск.

Деривация

При подготовке снайперов бойцам объясняют, что после выстрела пуля отклоняется не только вниз под действием силы тяжести, но и в сторону. Причем способствует этому, помимо возможного бокового ветра, так называемая деривация. После выстрела из нарезного оружия на пулю действуют силы вращательного движения и сопротивления воздуха. При этом вращающаяся пуля или снаряд представляют собой гироскоп, который под действием набегающего потока воздуха начинает отклоняться перпендикулярно его плоскости. При этом поворот происходит в сторону вращения. Это означает, что направление смещения траектории пули совпадает с направлением нарезки ствола; в большинстве стран нарезка выполнена по часовой стрелке по спирали ─ значит, пуля отклоняется вправо. Такое отклонение и называется деривацией.


Деривация по Магнусу. Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска

Деривационное отклонение пули


При стрельбе на большие дистанции, на которых деривация становится наиболее заметной (для снайперской винтовки СВД этот параметр составляет до 60 сантиметров при стрельбе по цели на дистанции в 1 километр), стрелков учат учитывать отклонение пули. Многие современные прицелы для стрелкового оружия конструктивно учитывают деривацию. В частности, ПСО-1 для СВД специально монтируется так, чтобы после выстрела пуля уходила несколько левее. В артиллерии же это явление либо закладывается в таблицы стрельбы, либо также учитывается конструктивно.

Эффект Магнуса

Непосредственно с вращением пули или снаряда связано еще одно физическое явление, которое называется эффект Магнуса. Этот эффект проявляется при ведении огня при боковом ветре. Его особенность заключается в том, что с той стороны пули, где вращение совпадает с направлением обтекающего потока воздуха, скорость движения воздуха возрастает, а с противоположной — уменьшается. В итоге возникает разница давлений с разных сторон пули, из-за чего появляется сила, направленная перпендикулярно движению газового потока и отклоняющая боеприпас в сторону.

На практике это означает, что при боковом ветре слева пулю начинает сносить несколько вверх, и наоборот. Поскольку на небольших дистанциях эффект Магнуса заметного влияния на траекторию полета пули не оказывает, его как правило не учитывают. Однако, стрелки, подготовленные для поражения целей на значительных дистанциях, как правило пользуются специальным прибором — анемометром, измеряющим скорость ветра.



В начале января 2013 года американская компания Tracking Point представила компьютеризованный снайперский комплекс PGF, оборудованный цифровым прицелом. Комплекс работает на базе операционной системы Linux и оборудован модулем Wi-Fi. Снайперская система позволяет значительно повысить точность стрельбы за счет автоматического слежения за перемещением цели, а также учета деривации и эффекта Магнуса. При нажатии спускового крючка выстрел производится не сразу. Сначала компьютер перейдет в боевую готовность и потребует вручную скорректировать прицел. Выстрел будет произведен, когда перекрестие прицела совпадет с целью.

Акустический удар

Иногда на поле боя бойцам доводится слышать громкий хлопок. Это означает, что мимо прошла пуля, которая летит на скорости, превышающей скорость звука. Бывает, что и после того, как над головой пролетит самолет, боец вдруг слышит звук, напоминающий взрыв. Это явление называется акустическим ударом. Суть его заключается в том, что летящий объект создает впереди и позади себя серию волн. При полете на сверхзвуковой скорости эти волны сталкиваются друг с другом, сжимаясь в одну ударную волну, движущуюся на скорости звука.

Образование акустической волны происходит постоянно — это означает, что объект, летящий быстрее скорости звука, оставляет за собой конусообразный акустический след. Размеры конуса зависят от высоты и скорости полета объекта — пули или самолета. Поскольку объект летит быстрее звука, а ударная волна движется со скоростью звука, боец на земле слышит хлопок или взрыв уже тогда, когда пуля или самолет отлетели от него на значительное расстояние. Хлопок происходит из-за резкой смены давления на фронте акустической волны.



В среднем давление акустического удара составляет около пяти тысяч паскалей. В начале 1970-х годов во время военного конфликта с Сирией и Египтом Израиль использовал акустический удар в качестве одного из методов психологического воздействия. В 1969 году ВВС Израиля получили от США истребители F-4 Phantom II, способные совершать полеты на скорости, в два раза превышающей скорость звука. На этих машинах израильские летчики выполняли сверхзвуковые полеты над вражескими городами на малых высотах.

Свисток Гальтона

Современные военные научились использовать для своих целей и другие виды звуковых колебаний. Например, не слышимый для человеческого уха ультразвук, с помощью которого можно дрессировать животных и отдавать им различные команды. Для получения ультразвука используется так называемый свисток Гальтона — акустическое устройство, которое способно генерировать звуковые колебания. Частота колебаний, как правило, составляет 170 килогерц, однако существуют и свистки, позволяющие получать инфразвук с частотой колебаний от 0,001 до 16 герц.

Конструкция свистка Гальтона может различаться. Обычно он представляет собой полый цилиндр со встроенным клином и расположенным рядом с ним акустическим резонатором. Воздушный поток в этом устройстве рассекается клином-«губой», в результате чего возникают колебания, частота которых зависит от размера «губы» и сопла. Как правило, военные кинологи используют свистки Гальтона при проведении боевых операций, когда собакам необходимо отдавать «неслышные» приказы, чтобы не выдать свое местоположение. Военные кавалеристы также иногда используют такие свистки.

Деривация по Магнусу. Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска

Схема свистка Гальтона с изменяемой частотой звука

Конструкция свистка Гальтона с кольцевым соплом и регулируемым объемом резонатора. 1 ─ сопло; 2 ─ кольцевая щель сопла; 3 ─ резонатор; 4 ─ регулировочный поршень.


Деривация по Магнусу. Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска

Свисток Гальтона


Гидродинамический клин

Военным водителям, как и обычным гражданским автомобилистам, знаком эффект потери управления машиной на мокрой поверхности при езде на большой скорости. Речь идет об аквапланировании — явлении, при котором при проезде автомобиля по луже возникает так называемый гидродинамический клин между твердой поверхностью и шиной. Фактически это означает, что на скорости колеса автомобиля в луже начинают буквально всплывать.

При попадании быстро едущего автомобиля в лужу под колесами резко увеличивается давление воды и сопротивление движению. Шина в этом случае не успевает вовремя удалять воду из под колеса, в результате чего под ним образуется водяная пленка толщиной в несколько миллиметров. Машина при этом теряет управление. В среднем, эффект аквапланирования проявляется на мокрых участках дороги при движении на скорости в 70-100 километров в час. Для борьбы с аквапланированием используются шины с особым глубоким рисунком протектора.

Деривация по Магнусу. Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска

Процесс образования гидродинамического клина
Автор: Василий Сычев
Первоисточник: http://lenta.ru/


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 13
  1. Комментарий был удален.
  2. crambol 17 августа 2013 10:34
    Отличная идея - простыми словесами рассказывать о физических законах, которые буквально валяются под ногами, а мы пользуемся ими, не замечая и не задумываясь о их существовании. Если бы автор статьи или его собратья по перу, засучив рукава, продолжили эту серию, широкая общественность стала бы более просвещенной и возблагодарила автора за столь щедрый презент.
    Большой плюс !!!
    1. абырвалг 19 августа 2013 11:09
      Про ультразвуковой свисток есть роман Фрэнсиса "Последний барьер". Там им пользовались жулики от индустрии скачек.
      абырвалг
  3. Su-9 17 августа 2013 10:41
    Статья действительно отличная. Жаль только что не обязательное чтение для всех на топворе. Куда полезеней было бы это читать чем многое другое.
    Su-9
  4. 6216390 17 августа 2013 10:56
    Автору огромное спасибо, желаю Вам чаще размещать свои статьи.
    hi
    6216390
  5. кобальт 17 августа 2013 11:49
    Спасибо, было интересно ознакомиться с сутью этих явлений
  6. crambol 17 августа 2013 13:37
    Эффект Магнуса ...

    Существует еще один эффектик - ускорение Кориолиса, проявляющееся в отклонении движущихся тел под действием вращения земли. В северном полушарии все реки смещаются вправо - правый берег всегда выше левого. Правые рельсы истираются больше левого. В прошлом веке эта сила сыграла злую шутку. Какая-то из латиноамериканских республик заказала в Англии пушки. Орудия были изготовлены, пристреляны, составлены артиллерийские таблицы. Заказчики тщательно все проверили на полигоне и повезли домой. Стали дома стрелять - всё в молоко, да с жутким отклонением. Оказалось, что не учли силу Кориолиса, а республика была в южном полушарии, где эта сила действует в обратном направлении !
    1. Лопатов 17 августа 2013 14:01
      Явление имеет место быть. Хотя описанная Вами ситуация скорее всего красивая легенда
      1. crambol 17 августа 2013 16:10
        Случай имел место между первой и второй мировыми, кажется, в Аргентине. За место не ручаюсь, но факт описан в литературе по артиллерии, сам читал.
        1. Лопатов 17 августа 2013 18:25
          Думаю, это была легенда от популяризаторов науки. В артиллерии есть понятие поправок на вращение Земли, однако в наших средних широтах при стрельбе на обычные дальности их расчётом не заморачиваются. Вот в районе экватора, да при стрельбе в сторону севера (юга), да на большие дальности...
          Может речь шла о какой-нибудь Бразилии, большой дальности и о неучёте этой поправки?
  7. Прапор Афоня 17 августа 2013 16:08
    Цитата: Su-9
    Статья действительно отличная. Жаль только что не обязательное чтение для всех на топворе. Куда полезеней было бы это читать чем многое другое.

    Читать под руководством инструктора и подкреплять практикой, а изучение этого было бы очень полезно в стрелковых подразделениях и нетолько снайперских!
  8. Des10 17 августа 2013 16:55
    Для тех, кто стреляет практически - в этой статье нет ничего нового. Акустический удар,ультразвук, гидропланирование, гидроудар - ну известно всё это - давно.
    Может сказывается - учился в СССР и сейчас - служу :) !
    1. crambol 19 августа 2013 21:08
      Доброго здоровья и отличной службы!
      Вам повезло, что в Вас заложили элементы классики, а Вы их восприняли, переварили и успешно используете, может даже не замечая их. Но не всем так повезло, а интерес к наукам был, есть и будет.
  9. audentes 18 августа 2013 23:56
    Жалкий плагиат статей с ленты(lenta.ru) недельной давности!!!!!!!!!!!
    audentes

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня