ПОПЕРЕЧНАЯ НАГРУЗКА

Однако в действительности дело обстоит еще сложнее.

Вес, масса, инерция у более крупного снаряда больше. Но зато и поверхность, на которую действует сопротивление воздуха, у него тоже больше. А чем эта поверхность больше, тем, разумеется, больше и сопротивление воздуха полету такого снаряда: в этом случа.е воздух давит на большую площадь (рис. 148).

Получается так: с одной стороны, большой снаряд тяжелее маленького, поэтому его инерция больше, он лучше сохраняет свою скорость; с другой же стороны, он подставляет действию воздуха большую поверхность и поэтому испытывает более сильное сопротивление воздуха.

Выходит, что способность снаряда сохранять свою скорость зависит не просто от его веса, а от отношения веса к площади, встречающей сопротивление воздуха,— иными словами, от той нагрузки, которая приходится на каждый квадратный сантиметр площади поперечного сечения снаряда.

Вес, приходящийся на квадратный сантиметр площади поперечного сечения снаряда, называют его «поперечной нагрузкой». При одинаковой форме, скорости и угле бросания дальше летит тот снаряд, у которого поперечная нагрузка больше: такой снаряд лучше сохраняет свою скорость во время полета, получает меньшее замедление.

Сравним теперь наши три снаряда.

37-миллиметровый снаряд весит почти 0,5 килограмма, а площадь его поперечного сечения сечения — около 11 квадратных сантиметров. Значит, его поперечная нагрузка — 500 граммов, деленные на 11 квадратных сантиметров, или около 45 граммов на 1 квадратный сантиметр.

А поперечная нагрузка 76-миллиметрового снаряда — 142 грамма на 1 квадратный сантиметр, вчетверо больше.

152-миллиметровый снаряд имеет самую большую поперечную нагрузку — около 226 граммов на 1 квадратный сантиметр.

Вот почему он и летит дальше, чем остальные.

Выгоднее всего, значит, увеличить вес снаряда, не увеличивая в то же время площади его поперечного сечения, то-есть площади, на которую давит воздух.

Для этого достаточно сделать снаряд длиннее.

Так на деле и поступают: на смену шаровым снарядам пришли продолговатые; и эти продолговатые снаряды делаются, по мере своего совершенствования, все длиннее и длиннее.

В артиллерии принято измерять длину снаряда не только в обычных линейных мерах, но и в калибрах; если длина снаряда вдвое больше его диаметра, то говорят: снаряд имеет длину 2 калибра.

Так вот, круглая граната, длина которой, разумеется, один калибр, сменилась продолговатой, в два калибра длиной. Это был снаряд начала шестидесятых годов XIX века. 10 лет спустя граната достигла длины 3 калибров. Ко времени первой мировой войны снаряд вытянулся еще больше и достиг 4 калибров в длину. А современная граната имеет в длину примерно уже 5 калибров (рис. 149).

Заметно «подросли» снаряды за последние 100 лет!

Однако, если это так выгодно, почему бы не сделать снаряд еще длиннее, например в 10 калибров длиной? Почему бы не создать очень длинный снаряд — снаряд-копье?

Оказывается, этому мешает все тот же воздух.

Вглядитесь в рис. 150,— снаряд выброшен из орудия головной, частью вперед: сила сопротивления воздуха только тормозит движение снаряда. Но под действием силы тяжести он стал опускаться все ниже под линией бросания (рис. 151). И чем больше он опускается, тем больше подставляет сопротивлению воздуха уже не только головную часть, но и боковую поверхность корпуса. Площадь, на которую давит воздух, становится, больше, и сила сопротивления воздуха стремится уже не только тормозить, но и опрокинуть снаряд головной частью назад (рис. 152), снаряд начнет кувыркаться (рис. 153).

Кувыркающийся снаряд подставляет воздуху то одну сторону, то другую, то дно; он быстро теряет скорость и падает на землю.

Мы старались сделать снаряд подлиннее для того, чтобы он лучше преодолевал сопротивление воздуха. А оказывается: чем длиннее снаряд, тем легче его опрокинуть. Кувыркаясь же, снаряд, конечно, будет испытывать большее сопротивление воздуха.

Неужели тут нет выхода?