Страница 9 из 44
Настроив установку, можно экспериментировать:
— менять диаметр капилляра и расстояние между воронкой и точкой «взрыва», наливая в капилляр разное количество воды;
— устанавливать в капилляре на тонких ниточках «линзы» из пластилина, меняя форму фронта УВ, воздействующей на воронку.
— не ставить в капилляр бумагу и сделать мениск выпуклым — тогда КС не образуется, а от капилляра в разные стороны полетят брызги.
Полезно знать выводы теории кумуляции:
— бронепробитие зависит не от скорости КС, а от ее длины;
— оно же зависит от соотношения плотностей брони и КС.
Но, понятно, не все выводы теории описывающей столкновение «текущих» металлов надо воспринимать как истину в последней инстанции и переносить их на «водяную» модель: неудача попытки пробить фольгу будет обусловлена не неблагоприятным соотношением плотностей, а тем, что водяная струя установки слабовата для ожижения алюминия…
…Вот и в Германии и кумуляция и другие полезные явления исследовались — тщательно, с немецкой педантичностью. Потому и имена «пионерских» образцов оружия в большинстве — немецкие. В германских оружейных фирмах существовала эффективная система поощрения сотрудников, «генерировавших новые идеи». Зарплата таких специалистов достигала 11000 райхсмарок (4500$ по тогдашнему курсу)[9], что было выше, чем у дирекции в институтах, где они работали. Конечно, суетились вокруг неутомимые бойцы невидимого фронта, случались и аресты (понятно, необоснованные, но ведь «бдительностью дела не испортишь!»), но о том, что стимулом был не страх, а поощрение, свидетельствует ряд новаторских решений, многие из которых не потеряли актуальности и сейчас.
Еще несколько десятилетий после войны исследования развитых стран базировались на заделе, созданном немецкими учеными. Так, в плане исследований на 1947 г., представленном на утверждение президенту США, до 80 % разделов содержали аннотации результатов, полученных германскими учеными в соответствующих областях. В Германии насчитывались десятки научно-исследовательских учреждений и полигонов, таких как Luftfahrtforschungsanstalt (LFA).
LFA располагал несколькими видами аэродинамических труб, в том числе — обеспечивающими сверхзвуковой режим течения. Даже в самые последние недели войны продолжалось строительство еще одной, самой крупной.
Неудивительно, что в стране, где «жил, учился и боролся» первооткрыватель названного его именем излучения[10] это явление было поставлено «на службу науке». Оно стало важным инструментом, позволяющим понять, как функционируют сложные механические системы (рис. 2.28).
В баллистических исследованиях важное значение приобрел метод теневой фотографии. Основой его является тот факт, что, с увеличением плотности газа, растет и показатель его преломления, поэтому ударная волна вызывает смещение лучей света, и на снимке она будет выглядеть, как две чередующиеся полосы: черная и белая. Источник света располагают за рассеивающей свет преградой и получают снимки ударных волн, образующихся при полете с высокой скоростью (рис. 2.29), например — подкалиберного снаряда. Поскольку характеристики ударных волн в воздухе хорошо изучены, по углу раствора конусной головной ударной волны не составляет труда определить и скорость полета.
С методом теневой фотографии связана одна из историй, свидетелем которой пришлось быть автору. Началась она с прибытия в институт комиссии из министерства. Вскоре выяснилось, что расследуется «фальсификация научных результатов». В одном из «бронебойных» отделов наметилось отставание по важнейшей характеристике — скорости снарядов. Метод для исправления ситуации был выбран кардинальный: теневые снимки, полученные при стрельбах на испытательной трассе, заменялись другими, которые изготавливал у себя на даче охочий до научной славы энтузиаст. Ударную волну он моделировал натянутыми под нужными углами нитками, а турбулентное движение воздуха — искусно сминаемой бумагой. Вначале энтузиаст отпирался, но, после того, как кто-то из комиссии обнаружил на вклеенном в отчет снимке ворсинки, выступающие из нити — «во всем признался». Из этой поучительной истории следует вывод для тех, кто вознамерился карабкаться по «извилистым тропам науки»: не стоит быть чересчур уж аккуратными. Если бы тот злополучный снимок был слегка расфокусирован — улик в виде выступающих ворсинок не осталось бы…
…Но вернемся в Германию военных лет. Помимо методики теневой съемки, там была создана и уникальная для своего времени установка интерферометрии, позволявшая визуализировать распределение плотности в обтекающем тело воздушном потоке (рис. 2.30). Наложение световых волн от двух источников приводило к чередованию максимумов и минимумов освещенности, а изменение плотности нарушало эту картину, поскольку менялся показатель преломления. Получить такой снимок в дачных условиях значительно сложнее, чем теневой…
…К концу войны число самолетовылетов люфтваффе неуклонно снижалось, росли потери, поэтому эффективности боевой нагрузки уделялось повышенное внимание. Результаты в области прикладной аэродинамики явились базой для создания класса кассетных боеприпасов. Боевые элементы (рис. 2.31) при снаряжении бомбовых кассет, вставлялись «один в другой», что позволяло с высокой эффективностью использовать объем боеприпаса — носителя. Закон их рассеяния после раскрытия кассеты, был согласован с формируемыми при разрывах осколочными полями.
Но превосходство в воздухе люфтваффе утрачивала день ото дня и артиллерия оставалась наиболее действенным огневым средством, которое германская армия могла противопоставить наступательным замыслам противника. Замена или существенная модернизация наиболее массовых полевых артиллерийских систем требовала, помимо материальных затрат, значительного времени на переучивание расчетов и перестройку системы снабжения, а именно этого Германия уже не могла себе позволить, поэтому основные усилия в области повышения эффективности были связаны с разработкой новых боеприпасов. Научные исследования в этой области касались прежде всего внешней баллистики. На рис. 2.32 видны свидетельства этого поиска — изыскивались оптимальные аэродинамические формы фугасных, оперенных, подкалиберных и надкалиберных снарядов для ствольных и реактивных систем. Процесс полигонных испытаний «поджимало» время, поэтому новые снаряды небольшими партиями поступали во фронтовые части сразу после ограниченного числа отстрелов. Но и на фронте определение эффективности было затруднено: противник наступал.
9
С учетом инфляции, этот уровень превышает и современную оплату профессора в университете США (12000$). В послевоенные годы потенциал поиска новых ярких решений был в значительной мере утрачен. Автор убедился в этом, посещая по приглашениям известные германские и австрийские оружейные фирмы к 90-е годы, где его собеседники придерживались сходной точки зрения. На вопрос о причинах, один из них упомянул утрату преемственности (оккупационными властями все оружейные разработки были прекращены) и низкий социальный статус специалистов-оружейников в настоящее время: с их зарплат (примерно 3 тыс. евро) взимаются все налоги, в то время как живущие на пособия налоги не платят и пользуются многочисленными льготами, из-за чего реальные доходы исследователя немногим превышают таковые деклассированных лиц
10
Излучение, которое открыл В. Рентген генерируется в трубке, где ускоряются электроны: достигнув мишени, они тормозятся другими электронами, составляющими оболочки ее ядер. Движущийся с ускорением или замедлением заряд излучает — это явление будет упомянут еще много раз. Энергия квантов такого электромагнитного излучения — десятки — сотни килоэлектронвольт (электронвольт — единица энергии в ядерной физике равная той, которую приобретает электрон, ускоренный потенциалом в 1 вольт). Излучение рентгеновской трубки — направленное