Физик на войне

Будучи преданным своему делу артиллеристом, я все же оставался в душе и физиком. И это, естественно, расширяло диапазон моих интересов или, проще сказать, любопытства. Многое из того, с чем приходилось сталкиваться, воспринималось мною с точки зрения рационально (и отчасти творчески) мыслящего физика. Как-то пришла в голову мысль, что к военным событиям на локальном уровне применим сугубо физический принцип Ле Шателье — Брауна. Смысл этого принципа состоит в том, что, если какая-либо физическая система находится в состоянии равновесия и на нее начинает, действовать внешняя возмущающая сила, то она, эта система, стремится перейти в другое состояние так, чтобы влияние возмущения снижалось. На войне происходит нечто подобное. Когда после равновесного затишья разворачиваются возмущающие, активные боевые действия, погода частенько портится. Взрывы, выбросы туманообразуюших продуктов — аэрозолей нарушают квазистационарное состояние атмосферы. Сгущаются облака, начинаются дожди. В результате видимость ухудшается, действия авиации парализуются, движение транспорта в прифронтовой полосе затрудняется. «Система» переходит в новое состояние, «стремясь» как бы помешать продолжению дальнейших активных операций. В числе прочих эту мысль, иллюстрированную соответствующими формулами, я изложил в письме в свой родной Физико-технический институт, эвакуированный из Днепропетровска в Магнитогорск. Надеялся порадовать коллег тем, что не совсем распрощался с наукой. В ответном письме мне сделали осторожный намек, из которого я понял, что все это было напрасно. Формулы, над которыми я трудился, цензура напрочь вымарала. Хорошо еще, что не заподозрили в шпионской деятельности!

В одном из боев под Сталинградом, я обратил внимание на весьма удивительное явление. Стреляла немецкая пушка, находящаяся на открытой позиции. Мы берегли снаряды на случай вражеской атаки и сами не отвечали. Была хорошо видна вспышка выстрела. Доходящий до нас звук, естественно, несколько запаздывал. Но он не совпадал с выстрелом не только во времени, но и в пространстве. Казалось, приходит совсем из другого направления, заметно смещаясь в сторону разрыва снаряда. В чем дело? В принципе мог бы сказаться пересеченный рельеф местности. Но перед нами плоская равнина без каких-либо преград, способных отражать звук. Да и при разрывах снарядов этого эффекта нет. Помучился немного, но все же сообразил. При выстреле образуется ударная волна, распространяющаяся в разные стороны с различной скоростью. Наибольшая (сверхзвуковая) скорость — в направлении выстрела. Фронт волны оказывается, таким образом, не сферическим, а примерно эллиптическим. При этом нормаль к боковой ветви звуковой волны должна отклоняться от направления на источник звука и сдвигаться вперед, то есть как раз в сторону полета снаряда. Потом, когда пушка стала стрелять строго в нашу сторону, эта гипотеза подтвердилась. Звуковое и световое направления на выстрел полностью совпали. Так и должно быть, ибо фронт волны при этом перпендикулярен к направлению на источник звука. Существовали приборы звуковой локализации артиллерии противника, находящейся на закрытых позициях. У нас их не было. И слава Богу! А то стреляли бы в подобных случаях по пустому месту.

И еще об одном любопытном эффекте, связанном с распространением звука. В определенных погодных условиях даже сравнительно низко летящие самолеты оставляют за собой серебристый шлейф — полоску сконденсировавшихся водяных паров. Как-то, это было в разгар боя под Мелитополем и небо было испещрено такими следами самолетов, я обратил внимание на то, что вдоль этих полосок в разных направлениях, пересекаясь, быстро проходят какие-то темные пятна. Что это такое? Как физик я должен дать этому объяснение. Думал, думал и вдруг меня осенило — это же следы образуемых взрывами акустических волн. Адиабатический всплеск давления и температуры на фронте волны вызывает соответствующий фазовый переход и капельки влаги исчезают, превращаясь в прозрачный пар. После прохождения волнового фронта он снова конденсируется. Удивительно только, что процессы испарения и конденсации происходят так быстро. Видно, капельки совсем микроскопические. Что мысль моя верна, я вскоре убедился. К вечеру бой начал стихать, взрывы сделались редкими. И стала отчетливо прослеживаться корреляция между отдельными взрывами и прохождением пятен.