空气会阻碍子弹的自由飞行,这个事实,是大家都知道的,但是空气的这个阻滞作用究竟大到什么程度,恐怕只有很少人清楚。大多数的人大概有这样的想法,以为象空气这样我们平常几乎不觉察的柔软的介质,对于飞过的步枪子弹一定不会有多大妨碍的。
但是,看一看右图就会明白,空气对于子弹的确有极大的妨碍。这张图上的大弧线表示没有大气的时候子弹飞行的路线;这颗子弹从枪口射出以后(用每秒620米的初速度依45度角的方向射出),在空中划出高10公里、长40公里的很大的弧线。实际上呢,这颗子弹这样射出以后,在空气里一共只能够划出4公里长的弧线。在这张图上,这条4公里长的弧线跟那条大弧线相比,几乎看不到什么了:空气的阻力竟是这么大!假如没有空气,步枪就可以从40公里远的地方把子弹射向10公里的高空再落到敌人的头上了!
有一次,德国炮兵一门大口径炮以很大的射角射击,意外地发现,本来应该落到20公里远的地方的炮弹,竟落到40公里的地方去了。原来,用极大的初速度依大角度向上射出的炮弹,到达了空气稀薄的高空大气层,那儿的空气阻力非常小;炮弹在这阻力极弱的介质里,飞过了极长一段路,最后,陡急地落到地面上。上图清楚地表示了:改变发射角度,会使炮弹飞行路线产生多么大的差别。
这个现象的观察,给德国人奠立了设计从115公里外轰击巴黎的超远程大炮的基础。这炮制造成功以后,在第一次世界大战中,1918年的夏天,德国军队向巴黎发射了300颗以上的炮弹。
关于这种大炮的情况是这样的,这是一根很大的钢筒,全长34米,粗1米;炮筒下部壁厚40厘米。炮重750吨。炮弹重120公斤,长1米,粗21厘米。装药要用150公斤的火药,可以产生5000气压的大压力,因此能够把炮弹用每秒2000米的初速度发射出去。炮弹是依52度的射角射出去的;炮弹射出去以后,划出了一个很大的弧线,弧线的最高点离地大约40公里,早已进了平流层。炮弹从它的阵地射到巴黎——全程115公里——所需要的时间是3.5分钟,里面有2分钟是在平流层里飞行的。
第一座超远程炮就是现代超远程炮的祖先。
枪弹(或炮弹)的射出初速度越大,那么空气的阻力也就越大。这个阻力并不跟射出初速度成简单的比例增加,而是增加得快得多——是跟初速度的二次方或更高次方成比例地增加的,至于究竟跟几次方成比例,那要看这个速度的大小来决定了。
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