Наука и техника в современных войнах
Шрифт:
Рассмотрим несколько подробнее значение различных областей физики в военном деле.
Обычно в качестве первого, вводного раздела физики рассматривают механику, или, точнее, физические основы механики. История показывает, что в течение многих веков взаимодействие механики и военного дела было плодотворным. Начиная с XVI–XVII веков решение артиллерийских задач было одним из основных приложений механики и давало многочисленные импульсы к развитию этой науки. Механика имеет своей задачей исследование и практическое приложение различных форм механического перемещения тел в пространстве. В частности, к механике относятся такие военно-технические науки, как внутренняя и внешняя баллистика. Внутренняя баллистика, как известно, исследует способы
Очень большое значение для метания тел имеет реактивное движение и теория реактивных двигателей и ускорителей, тесно связанная с механикой тел переменной массы. В настоящее время различные области баллистики совместно с таким разделом астрономии, как небесная механика, стали находить очень широкое применение при создании и освоении ракет дальнего действия. Эти ракеты поднимаются уже при современных условиях на высоту в сотни километров и в течение некоторого времени движутся в космическом пространстве, уподобляясь небольшим небесным телам, а потом, наподобие метеоритов, с огромной скоростью возвращаются через атмосферу земного шара обратно к поверхности земли.
Сейчас человечество стоит на заре завоевания космического пространства, как полвека тому назад оно стояло перед проблемой завоевания атмосферы. Прошедшие полвека с полной очевидностью показали, что борьба за воздух стала одной из основных задач вооруженных сил. Несомненно, что главнейшие усилия авиационных ученых и конструкторов были направлены при этом не на решение задач гражданской авиации, а на развитие средств вооруженной борьбы за господство в воздухе.
Громадные научные проблемы связаны прежде всего с вопросом о создании скоростей движения тел, равных нескольким километрам в секунду. Так, например, для устойчивого полета вокруг земного шара требуется получить на высоте в несколько сотен километров над поверхностью земли скорость 8 километров в секунду. Для ухода в космическое пространство необходима скорость 11,2 километра в секунду.
Обычная артиллерия может обеспечить начальные скорости примерно до двух километров в секунду. Одноступенчатая ракета с жидкостным реактивным двигателем может иметь максимальную скорость порядка нескольких километров в секунду. Если ракета многоступенчатая, то есть состоит из нескольких частей, каждая из которых выбрасывается вперед, когда предыдущее звено достигло заданной скорости, то максимальная скорость может достигнуть 8—11 километров в секунду, то есть окажется достаточной для космических полетов (рис. 3).
Рис. 3. Принципиальная схема четырехступенчатой межконтинентальной ракеты.
Этим путем, как известно, была создана первая советская межконтинентальная ракета, успешно прошедшая испытания в августе 1957 года (см. сообщение ТАСС от 27 августа 1957 года).
Эта ракета успешно применялась для вывода на орбиту первых советских искусственных спутников Земли.
Другим путем получения сверхвысоких скоростей является кумулятивный взрыв. При помощи кумулятивного взрыва возможно получить в технически сравнительно простых условиях очень высокие скорости, доходящие до десятков километров в секунду, далеко превосходящие те пределы, которые необходимы для космических полетов. Однако метание взрывом связано с появлением в метаемой массе огромных напряжений. Поэтому такой путь непригоден для направления в космическое пространство объектов, несущих на себе более или менее сложные приборы и устройства. Во всяком случае, очевидно то, что в настоящее время наука располагает всеми предпосылками, необходимыми для проникновения человека в космическое пространство, и его завоевание уже началось. Перспективы этого завоевания могут
Более сложными разделами механики являются гидродинамика, изучающая движение жидкостей, и газовая динамика, изучающая движение газов с учетом их сжимаемости при изменении давления и соответствующего изменения температуры. Разделом газовой динамики является аэродинамика, то есть наука о движении воздуха и тел в воздухе. В аэродинамике в настоящее время имеют огромное значение так называемые зазвуковые движения, то есть такие, когда тело движется в воздухе со скоростью, превышающей скорость звука, которая равна примерно 1200 километрам в час. Научное исследование такого движения было начато более полувека тому назад С. А. Чаплыгиным и рядом других ученых. Но только теперь, в послевоенное время, выявилось в полной мере значение этих исследований, когда боевые реактивные самолеты достигли на практике скоростей, превосходящих скорость звука.
В современной военной авиации происходит необычайно быстрое развитие скоростей полета. Если несколько лет тому назад перед авиацией встала так называемая проблема звукового барьера, то теперь эта проблема решена. Теперь, по данным советской и иностранной печати, вполне реальны самолеты, летающие примерно в полтора — два раза быстрее звука, теперь полет самолетов со скоростью 2000 километров в час — уже не научное предположение, а реальность.
Чтобы правильно разбираться в перспективах воздушного боя и воздушных операций в таких условиях, необходимо отлично разбираться в динамике полета самолетов и аэродинамике зазвуковых движений.
Например, характерной особенностью движения самолета на больших скоростях являются громадные инерционные силы, возникающие в самолете при виражах. Конструкция же самолета не может быть чрезмерно массивной и имеет ограниченную прочность, поэтому очень крутой вираж оказывается невозможным. Еще более ограничивает маневренность скоростного самолета то, что люди, находящиеся ка самолете, могут переносить инерционные силы только в определенных пределах. Следовательно, воздушный бой на высоких скоростях существенно отличен от боя при меньших скоростях. Это приводит к изменению всей тактики и стратегии военно-воздушных сил при росте скоростей самолетов. Правильное понимание этого важнейшего вопроса невозможно без анализа физических основ полета на высоких скоростях и на больших высотах.
Не меньшее значение аэродинамика и газовая динамика имеют и для оценки дальнейших перспектив развития артиллерии. Вопрос о возможных дальностях стрельбы, а особенно о точности стрельбы требует анализа тех физических основ, которые определяют движение снаряда в воздухе.
В журнале «Арми информэйшн дайджест» за 1957 г. указывается, что следует в дальнейшем предвидеть наряду с прогрессом ствольной артиллерии быстрое развитие реактивной артиллерии и минометов, метающих оперенные снаряды. Сочетание этих средств зависит от физических особенностей каждого из них, и решение всех тактических и оперативных проблем, связанных с боевым использованием артиллерии, невозможно без учета соответствующих разделов физики.
Важным разделом физики является раздел, который занимается строением материи в целом, в частности строением вещества. Успехи в этой области физики за последние десятилетия совершенно исключительны.
Несколько десятков лет тому назад в тиши лабораторий на основе очень тонких и точных экспериментов было открыто атомное ядро и предсказано, что оно может служить источником громадных количеств энергии. И вот теперь весь мир является свидетелем того, как быстро и точно реализуется это научное предвидение.