"Наука должна быть весёлая, увлекательная и простая. Таковыми же должны быть и учёные" (П.Л. Капица)... и преподаватели. Но более всего наука должна быть честная... и "Ни один человек не должен покидать стены наших университетов без понимания того, как мало он знает" (Р. Оппенгеймер)... и как мало знают учёные. А что нам мешает и даже не позволяет быть честными и весёлыми в науке?.. Правильный и исчерпывающий ответ: всё. Что ж, попробуем обойтись без науки.
Сейчас каждый знает, какое значение имеет дальнобойная артиллерия. А можно ли значительно увеличить дальность стрельбы обычных пушек и гаубиц?.. Оказывается, можно. Причём легко. Однако без стакана – лучше гранёного – тут не обойтись.
Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Вот и мы начнём с гаражного эксперимента. В столешнице старого стола делаем отверстие и снизу вставляем в него двухжильный провод с оголёнными концами. Насыпаем на эти торчащие кончики провода половину чайной ложки дымного пороха, а другие концы этого провода замыкаем на клеммы аккумулятора. В электрической цепи, в которой единственным сопротивлением являются токопроводящие крупинки пороха, происходит короткое замыкание, от искры которого порох загорается. Мы видим красную вспышку и облачко сизого дыма, а также слышим звук «пшик».
Ничего интересного, возможно, скажете вы. Конечно, ведь мы же забыли про стакан! Теперь берём стакан, переворачиваем его и накрываем им такое же количество пороха. Снова замыкаем цепь… и видим яркую вспышку и дырку от стакана в потолке, а от оглушительного звука выстрела звенит в ушах. Вот это да!..
Математики считают, что при сгорании при разных условиях одного и того же количества данного вида пороха всегда выделяется равное количество энергии. Эта глупость им необходима для умных расчётов. Однако энергия – это не только количество теплоты, света и чего-то там ещё, но и сила, способная производить работу. А чему равна сила взрыва? А она равна суммарному напряжению взаимного отталкивания возбуждённых и равноудалённых вибрирующих частиц. Это состояние вещества называется "самоорганизованная плазма". Представили? Запомнили? Хорошо. Но ещё лучше - самостоятельно посмотреть по запросу "Мгновенная самоорганизация высокотемпературной плазмы". Захотите - найдёте.
В первом опыте частицы газов при горении пороха свободно разлетаются, не успев сильно возбудиться, и мы видим красную вспышку. Во втором опыте внутри тяжёлого и инертного стакана создаётся большое напряжение взаимного отталкивания частиц газа, частицы сильно возбуждаются (иначе говоря, нагреваются), а мы видим ослепительную вспышку. О большом давлении внутри стакана нам говорит и оглушительный звук выстрела.
Математики утверждают, что ракету и пушку толкает закон сохранения импульса. Нет, никакой математический закон ничего и нигде не двигает и не толкает. Природа даже не знает, что такое «сила», так как в каждом конкретном случае это что-то конкретное. Ракету тоже толкают не произведения масс на квадраты скоростей, а асимметричное давление непрерывного взрыва в асимметричной камере сгорания, и эта камера сгорания очень даже походит на наш перевёрнутый стакан. Вот почему наш стакан "полетел": его толкнуло давление.
Давление в камере сгорания наших космических кораблей 252 атмосферы; давление пороховых газов в канале ствола пушки до 2000 атмосфер (а может, и больше). В момент прохождения снарядом дульного среза ствол пушки мгновенно превращается в очень длинную камеру сгорания или в очень длинный стакан, и давление пороховых газов в нём становится асимметричным. В этот момент и происходит мощнейший удар давлением газов в дно гильзы, что и является причиной очень сильной отдачи. Всё просто.
А математики считают, что отдача, то есть откат ствола, начинается с началом движения снаряда. Но если бы это было действительно так, то ни один бы снайпер не смог произвести точный выстрел в цель. А у артиллеристов не было бы приёма прямого наведения на цель через открытый канал ствола, тогда как сам ствол от отдачи подпрыгивает на метр и больше. Например, у зенитных пушек нет панорамного прицела, как на обычных пушках, но из них очень даже успешно уничтожали фашистские танки прямой наводкой по каналу ствола. Впрочем, тут нечему удивляться, ведь математик всегда начинает считать, не успев подумать.
Вот школьный опыт к теме «Реактивное движение и отдача», которого ещё нет в учебниках. Берём и смешиваем в равных пропорциях небольшое количество сухой лимонной кислоты и пищевой соды. Эту смесь высыпаем в высокую пробирку. Пробирку крепим на штативе в наклонённом положении. Наливаем в пробирку небольшое количество воды. Затыкаем пробирку тугой пробочкой из лёгкого пенопласта, протолкнув её почти до реактивов. Всё, осталось только смотреть. А для кухонных экспериментов очень подходит одноразовый шприц.
При реакции замещения в пробирке образуется большое количество углекислого газа, в результате чего давление в пробирке увеличивается, а пробка начинает своё движение. Вот пробка уже чуть выдвинулась из пробирки… В следующий момент происходит настоящий выстрел, и учитель едва успевает поймать тяжёлый падающий штатив. Продолжаем веселые опыты на свежем воздухе и убеждаемся в том, что полая пробка в форме стаканчика летит значительно дальше цельной...
Этот простой опыт позволил нам как бы растянуть время обычного выстрела и увидеть все его фазы. Но возвращаемся к нашему вопросу... и даём утвердительный ответ: дальность стрельбы пушки или гаубицы можно значительно увеличить, если к задней части снаряда приварить стальной стакан. Да, тогда асимметричное давление пороховых газов в 2000 атмосфер возникнет в момент прохождения снарядом дульного среза и внутри стального стакана. То есть у нас получится, что та же самая причина, что отбрасывает тяжёлую пушку, станет причиной дополнительного ускорения и снаряда. Усекли? Да? Тогда немного истории.
Как-то в журнале «Охота и охотничье хозяйство» в рубрике «Охотники предлагают» я прочитал крохотную заметку. В ней двумя братьями-охотниками с Дальнего Востока говорилось о парадоксальном результате стрельбы пулей «Кировчанка». Эта пуля заряжается прямо на порох, то есть без применения пыжей, и в задней части имеет углубление для уменьшения веса, заполненное полиэтиленом или пластмассой. Братья удалили из пуль эти «затычки» и произвели отстрел. Эта пуля пробивала всё, во что бы они ни стреляли. Тогда они стали стрелять просто в шар земной. Оказалось, что эта пуля уходит в землю глубже в два раза, чем штатная, то есть заводская. Вот они и просили оружейников им этот эффект объяснить. Но ответа не последовало. А я для себя объяснил и запомнил, а через несколько лет, вспомнив "эффект двойного выстрела", сделал идеальную пулю для своего нового гладкоствольного ружья. С такой пулей винтовка мне стала не нужна. Извините, но это мой маленький секрет. Да и зачем вам эта пуля? А вот снаряды дальнобойные нам нужны. А то пушки дальнобойные есть, а снарядов дальнобойных нет - непорядок.
Думаю, нам ещё один раз удалось доказать, что "Наука - это то, чего быть не может. А то, что может быть, это - технология" (П.Л. Капица). Имеется ввиду математическая лженаука. А физика у нас сейчас именно математическая. И я бы сказал так: "Наука - это то, чего не должно быть... ". Знание без понимания, знаете ли, - это признак дундуковости и худший вид невежества.
Запомните, "Умных учёных не бывает; умными и разумными бывают только опыт и эксперимент". Кто сказал? Галилей. Но сказал не всем.
Фотографию пули "Кировчанка" пока разместить не удалось ("ошибка сети"). Извините. При желании можете посмотреть сами.