Волчок и применение его свойств - Краснов Александр Иванович (читать бесплатно книги без сокращений .txt) 📗
Другое дело, когда стрельба ведется из пушки с нарезным стволом. Снаряд, выпущенный из нее, вращается вокруг оси с довольно большой скоростью, совершая несколько сот оборотов в секунду.
«Поведение» такого снаряда зависит от среды, в которой совершается полет. На высоте более двадцати километров, где сопротивление воздуха из-за его малой плотности ничтожно, снаряд ведет себя подобно быстро вращающемуся гироскопу, стремящемуся точно сохранить направление своей оси (рис. 22, Б).
В обычных же атмосферных условиях снаряд летит головной частью вперед, точно описывая центром тяжести траекторию (рис. 22, В). Такому полету вращающегося снаряда в описываемом случае способствует сопротивление воздуха.
В общем вращающийся снаряд приобретает большую устойчивость, что повышает точность стрельбы. При одинаковом весе заряда, длине ствола и т. п. дальнобойность нарезной пушки значительно выше, чем гладкоствольной.
Торпеда и гироскоп
Наиболее грозный современный подводный снаряд — самодвижущаяся торпеда. Создал ее известный русский изобретатель Иван Федорович Александровский. Впервые в мире торпеда прошла успешные испытания в 1857 г. вблизи Кронштадта. Торпеда, созданная Александровским, несмотря на успешные испытания, к сожалению, не привлекла внимания военных чиновников, признававших только «заграничное». Для русского флота за огромные деньги приобрели «секрет» торпеды у английского промышленника Уайтхеда.
Торпеда, выпущенная с корабля, двигалась к цели — судну противника, в которое производился выстрел. Однако торпеда очень часто сбивалась с заданного направления волной или течением. Этот недостаток торпеды был устранен лишь в 1898 г., когда австрийский офицер Обри предложил применить гироскоп для автоматического управления ее вертикальными рулями.
Принцип действия устройства, предложенного Обри, несложен. В момент выстрела ось гироскопа автоматически устанавливается по ходу торпеды, а струя сжатого воздуха, попадая в лункообразные углубления на окружности ротора, приводит его в быстрое вращение (рис. 23, 1).
Рис. 23. Схема действия гироскопа в торпеде. 1 — торпеда идет на цель; 2 — торпеда отклонилась от заданного курса; 3 — торпеда снова легла на прежний курс.
Кольцо гироскопа связано с клапаном — золотником, через который подается воздух к механизму управления вертикальным рулем. В тот момент, когда торпеда под влиянием внешних сил, изменив направление, как бы поворачивается вокруг гироскопа, сохранившего свое первоначальное положение (рис. 23, 2), в механизм управления вертикальным рулем поступает сжатый воздух. Под влиянием его вертикальный руль устанавливается таким образом, чтобы торпеда «возвратилась» на установленный курс. Когда торпеда начинает двигаться в прежнем направлении, руль возвращается в нейтральное положение (рис. 23, 2 и 3). На таком принципе основаны и другие, более сложные устройства, например так называемый гирорулевой, осуществляющий автоматическое управление кораблем.
Замечательное свойство быстро вращающегося гироскопа сохранять неизменным свое положение в пространстве широко применяется и в авиации.
Слепой полет
Пройти по прямой линии с завязанными глазами невозможно. Идущий постепенно заворачивает в сторону. На одном большом аэродроме в 1926 г. летчики пытались с завязанными глазами управлять автомобилем. Совершив в пути несколько поворотов, автомобиль начинал двигаться по спирали.
Разумеется, никто всерьез не станет управлять автомобилем или самолетом с завязанными глазами. Но представим себе полет в тумане, в сплошной облачности, когда самолет словно погружен в молоко или окутан непроницаемой пеленой. Чем отличается такой полет от путешествия человека с завязанными глазами? Полет в тумане, сплошной облачности недаром называют слепым полетом.
Даже птицы не могут летать, не видя Земли. Они не обладают какими-то особыми «летными качествами». Выпущенная в полет с завязанными глазами или в сплошном тумане, птица немедленно переходит в штопор либо беспорядочно падает.
Что же получится, если самолет встретит на своем пути сплошную облачность или туман и будет вынужден в таких условиях продолжать полет? Отличается ли человек от птицы, оказавшись в таких условиях? Может ли он руководствоваться своими ощущениями?
Чтобы получить ответ на эти вопросы, обратимся к нескольким примерам.
В некоторых парках культуры и отдыха имеется аттракцион «вертящаяся комната». Любители острых ощущений, входя в такую комнату, садятся на качели. Качели слегка раскачиваются, после чего включается двигатель, вращающий стены комнаты. Сидящим в качелях кажется, что вращаются не стены, а они сами и что в некоторые моменты времени качели занимают положение Б, показанное на рисунке 24.
Рис. 24. Вращающаяся комната.
На самом деле посетители не совершают головокружительного переворота ногами к потолку, а спокойно сидят в почти неподвижных качелях. Просто комната расположилась иначе, чем было до этого (положение В на рис. 24).
Еще более сильное ощущение можно испытать в непрозрачном вращающемся шаре. Предположим, что в нем находятся два человека, как изображено на рис. 25, А.
Рис. 25. Что происходит в действительности и что кажется людям в закрытом вертящемся шаре.
К немалому изумлению находящихся в шаре, каждому кажется, что его сосед прилип где-то на вертикальной стене, словно муха (рис. 25, Б).
Приведенные примеры наглядно показывают, что доверять ощущениям нельзя. Но, может быть, к летчикам это не относится?
Обратимся к рассказу одного американского летчика о том, что случилось с ним при полете в облаках.
«Оторвавшись от аэродрома, мы поднялись на высоту тысяча восемьсот футов (550 м), где вошли в грозовые тучи, сквозь которые я намеревался пройти вверх. Я попытался это сделать и, поднявшись приблизительно в пять минут на высоту около трех тысяч восьмисот футов (1160 м), считал, что нахожусь примерно над Голливудскими холмами. В это время я почувствовал струю воздуха на левой щеке, что означало для меня, что я скольжу на левое крыло. Посмотрев на указатель крена и поворота, я, к своему изумлению, увидел, что стрелка и шарик переместились направо; другими словами, прибор показывал, что правое крыло опущено и что самолет делает поворот направо. Так как мой компас указывал правильный курс, а этого, как мне казалось, быть не могло, что подтверждалось и струей воздуха, ударяющей в мою левую щеку, то я немедленно попытался выровнять самолет, подняв левое крыло, но безуспешно. Тогда, думая, что самолет потерял скорость и потому не слушается рулей, я немедленно дал ручку от себя, чтобы увеличить скорость. В это время мне показалось, что я скольжу на хвост влево; я выключил мотор и попытался перевести самолет в нормальное планирование. Когда же и это не удалось, я крикнул своему спутнику: „Выбрасывайся!“ и выпрыгнул сам».
Доверять ощущениям в слепом полете ни в коем случае нельзя. Единственное средство для успешного слепого полета — специальные приборы.
Безошибочно совершать полеты в любую погоду, уверенно управлять самолетом в любой обстановке, точно знать положение самолета в пространстве помогают многие приборы. Принцип действия большинства из них основан на замечательных свойствах гироскопа. Одним из таких приборов является авиагоризонт. Без него даже в ясную ночь, когда видна Земля, недопустим полет на скоростном самолете. Этот прибор совершеннее обычного искусственного горизонта и устроен несколько иначе.
