Файл: Савкин Л.С. Метеорология и стрельба артиллерии.pdf

Центробежная сила, влияющая на движение воздуха, появляется, как известно, в случае криволинейного дви­ жения. Сила трения возникает вследствие вязкости (сцепления частиц) воздуха. Она проявляется сильнее

Север

всего у поверхности земли, а с высотой ее влияние по­ степенно убывает. Уже на высоте 2000 м ее влиянием можно пренебречь.

Воздушный поток в приземном слое, встречая на своем пути любое препятствие, меняет в этом месте ско­ рость и направление движения. На практике оказывает-

24

ей, что скорость и направление ветра непостоянны, ветер дует как бы порывами, а скорость наземного ветра на­ ходится в сильной зависимости и от высоты над почвой. Поэтому при определении наземного ветра необходимо правильно выбирать место для установки приборов изме­ рения ветра. Это место должно быть совершенно откры­ тым и ровным; с наветренной стороны не должно быть различного рода преград (хотя бы на расстоянии 100 ж ); вблизи приборов не должно быть мелких местных пред­ метов (например, кустов) и т. п.

Структура воздушного потока представляет собой скопление мелких вихрей различных размеров, постоянно зарождающихся, исчезающих и появляющихся вновь. Та­ кое явление называется т у р б у л е н т н о с т ь ю атмосфе­ ры. Вследствие турбулентности скорость и направление ветра часто меняются и на больших высотах. Поэтому знания лишь наземного ветра недостаточно для опреде­ ления его скорости и направления в верхних слоях ат­ мосферы. С этой целью должны производиться непосред­ ственные измерения ветра в верхних слоях.

3.ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

■НА ПОЛЕТ СНАРЯДА

Если бы артиллерийский снаряд двигался в безвоз­ душном пространстве, то траектория его полета и даль­ ность стрельбы определялись бы только начальной ско­ ростью, углом к горизонту, под которым снаряд вылетел из ствола орудия (углом бросания), и силой тяжести. В действительности же полет снаряда происходит в атмосфере, т. е. в физической среде, которая оказывает сопротивление полету снаряда. Насколько велико это сопротивление, можно судить по тому факту, что даль­ ность полета снаряда даже при самых благоприятных условиях составляет не более 80% той, которая бы име­ ла место при отсутствии атмосферы. Помимо уменьше­

Об изменении дальности полета снаряда вследствие сопротивления воздуха дает представление табл. 6.

Вылетевший из ствола орудия снаряд, встречая ча­ стицы воздуха, начинает расталкивать их вперед и в

25

Та б лица 6

кон Ньютона: действие равно противодействию). В ре­ зультате частицы воздуха наталкиваются друг на друга и перед головной частью снаряда их накапливается больше, чем в окружающем воздушном пространстве. Следовательно, перед головной частью снаряда возни­ кает область повышенного давления воздуха (область сжатия). С другой стороны, частицы воздуха, оказавшие­ ся у стенок снаряда, движутся вдоль них и обтекают снаряд. В конце своего пути у дна эти частицы отрыва­ ются от стенок снаряда. Поэтому в донной части сна­ ряда происходят разрежение воздуха и уменьшение дав­ ления на дно снаряда. Таким образом, головная часть снаряда и его дно испытывают разные давления воз­ духа. Разность этих давлений приводит к возникновению с ил ы с о п р о т и в л е н и я д а в л е н и я , уменьшающей скорость движения снаряда.

Вытеснение воздуха головной частью снаряда приво­ дит и к другому эффекту. Частицы воздуха, столкнув­ шиеся со снарядом и выведенные из равновесия, пере­

духе возникают колебания, скорость которых, как изве­ стно, называется скоростью звука а. Звуковым волнам передается часть энергии снаряда, поэтому их образо-

26

ванне можно рассматривать как результат сопротивле­ ния воздуха движению снаряда. Возникнув же, звуковые волны изменяют состояние среды, в которой движется снаряд, а именно: упругие свойства воздуха становятся иными. Это сказывается на условиях полета снаряда. Сопротивление, обусловленное возникновением звуковых

из-за трения в определенной степени затормаживает сна­ ряд, т. е. уменьшает его скорость. Сопротивление воз­ духа вследствие его трения о стенки снаряда называется с о п р о т и в л е н и е м т р е н и я . Абсолютная величина этого сопротивления особенно возрастает при больших скоростях снаряда. Удельный вес (относительная вели­ чина) каждого из отмеченных сопротивлений по отно­ шению к суммарному сопротивлению в зависимости от скорости снаряда представлен в табл. 7.

тирующей силы, оказывающей сопротивление движению снаряда в атмосфере. Эта сила называется силой сопро­ тивления воздуха или п о л н о й а э р о д и н а м и ч е с к о й

в пространстве. В общем случае вектор полной аэроди­ намической силы не совпадает с плоскостью стрельбы. Для удобства изучения влияния этой силы на полет сна­ ряда ее (в соответствии с законами механики) разлагают на составляющие Rx, Ry, Rz, т. е. находят проекции век­ тора В. на оси пространственной (трехмерной) системы координат. Составляющие Rx,Ry,Rz называют силой ло­

27

бового сопротивления, подъемной силой и боковой си­ лой соответственно.

Таким образом, изучение влияния сопротивления воз­ духа на полет снаряда можно рассмотреть путем иссле­ дования каждой из составляющих полной аэродинами­

у

R

г

Рис. 4. Полная аэродинамическая сила Л и ее составляющие Rx, Rv, Rz

ческой силы. На рис. 4 показаны эти составляющие Rx,

Ry, Rz-

Анализ физических причин возникновения сопротив­ ления воздуха показывает, что величина полной аэроди­ намической силы и ее составляющих определяется рядом факторов, влияющих на полет снаряда. Расчет величин Rx, Rv, Rz (при отсутствии ветра) на практике произво­ дят по формулам:

(1.4)

28

ние воздуха на полет снаряда. Определение этих коэф­ фициентов производится опытным путем.

Как было отмечено, сила сопротивления воздуха воз­ никает как результирующая всех элементарных сил (трения, давления воздуха и волнового сопротивления), распределенных по поверхности снаряда. Ее точка при­ ложения, так называемый ц е н т р д а в л е н и я (Ц.Д.), расположена на продольной оси снаряда, но не совпа­ дает в общем случае с его ц е н т р о м м а с с (Ц.М .), т.е. точкой приложения силы тяжести. Центр давления мины

Рис. 5. Положение центров масс и давления:

а — для мины; б — для снаряда

29