Меткие стрелки

Вот на фотоснимке пуля гонит перед собой частицы воздуха. Воздух сдавливается, становится плотным, как снег под полозьями саней. От этого уплотнения во все стороны расходится головная волна. Она хорошо видна на снимке. Пустота же, которую пуля оставляет позади себя, не успевает сразу заполниться. Струи воздуха, обтекающие пулю, круто обрываются с прямоугольных краев донышка и, попав в пустоту, клубятся, как пыль за кузовом автомобиля. Образуются завихрения. За донышком пули тянется хвостовая волна.

Плотный, утрамбованный воздух давит на головку пули и как бы отталкивает ее назад в пустоту, где давление гораздо меньше.

Значит, пустота за донышком вредная. Из-за нее пуля летит медленнее. Надо, стало быть, пустоту заполнить. Но чем?

Попробовали сначала воздухом. Просверлили пулю насквозь от головки до хвоста. Воздушная струя текла через это отверстие, как вода по трубе, и заполняла разреженное пространство.

«Трубчатая» пуля в разрезе.

«Трубчатая» пуля прекрасно сохраняла скорость, но у нее оказался другой недостаток: во время полета она вихляла то туда, то сюда, и попасть ею в цель было почти невозможно.

От «трубчатой» пули пришлось отказаться, а ничего лучшего долгое время придумать не могли. И только уже после первой мировой войны один остроумный изобретатель нашел наконец легкий способ решить эту трудную задачу.

«До сих пор хотели заполнить пустоту воздухом. А может быть, это совсем не обязательно? - думал он. - Не проще ли заполнить ее материалом самой пули? Для этого достаточно только вытянуть и заострить ее донышко».

Эта пуля летит дальше и быстрее. У нее и головка острая и хвост скошен.

Так он и сделал. Получилась пуля, похожая с виду на сигару. Сигарообразная пуля - достойная современница самых быстроходных самолетов. Ее металлическое тело сделано так, что воздуху не во что упереться.

Острая головка легко разрезает уплотненные частицы воздуха впереди, а удлиненный и скошенный хвост не дает образоваться завихрению позади.

Обыкновенная остроконечная пуля (образца 1908 года) может пролететь самое большее 3,5 километра, а сигарообразная (образца 1930 года) - все четыре.

Свинцовая или алюминиевая?

У гениального русского изобретателя К.Э. Циолковского есть повесть о людях, прилетевших на Луну.

Участники межпланетного путешествия проделали любопытный опыт.

Один взял пушинку, торчавшую из подушки, а другой - чугунный шарик. Прицелившись в красный гранитный утес, они метнули свои снаряды.

Результат оказался поразительный.

Пушинка, пролетев 400 метров, не только попала в цель, но и обогнала при этом чугунный шарик.

Фантастическая повесть Циолковского вполне научна. Состязание между шариком и пушинкой происходит на Луне, где, как известно, воздуха нет. Неудивительно, что легкая пушинка первой пришла к финишу.

Совсем иное дело на Земле. Здесь даже чемпион мира по метанию ядра не сможет забросить пушинку дальше чем на несколько шагов. Мешает воздух. Воздух непреодолимой преградой встает на ее пути, воздух тормозит ее полет.

Но ведь воздух мешает и чугунному шарику. Почему же шарик все-таки летит вперед, а пушинка медленно опускается вниз, кружась, как опавший лист?

Секрет здесь в плотности чугуна и пушинки. Можно скатать из пушинок шарик совершенно такого же размера, как чугунный, а плотность его все равно будет гораздо меньше.

Тяжелый чугун плотнее, в нем больше частиц вещества. А каждая частица - кладовая для сохранения инерции, то-есть того состояния, в котором тело находится.

У шарика из пушинок таких кладовых мало - он не в состоянии бороться с сопротивлением воздуха, быстро теряет скорость и падает. А у чугунного их много - воздуху труднее его остановить, и он летит гораздо дальше.

Этому закону подчиняется и пуля.

Для стрельбы в безвоздушном пространстве можно было бы сделать прекрасную пулю из легкого алюминия или из пластмассы. Но в воздухе такая пуля-пушинка улетела бы недалеко.

Поэтому пули и делают не из легкого алюминия, а из тяжелого свинца.

Если увеличить калибр пули, увеличится и сопротивление воздуха.

Золото и платина тяжелее свинца. Пули из этих металлов летели бы еще дальше, но стрелять ими могли бы только миллионеры - слишком уж дорого обходился бы каждый выстрел.

Итак, значит, собственный вес помогает пуле лететь. А нельзя ли сделать пулю потяжелее, увеличив ее размер?

Конечно, можно. Вопрос только в том, как увеличить - в длину или в толщину?

Попробуйте раскрыть зонтик против ветра. Идти станет гораздо труднее. И это неудивительно: острый шпиль вашего зонтика превратится в широкий купол, и площадь, которую вы подставляете под удары ветра, увеличится во много раз.

Нужно сделать пулю подлиннее. Вес ее увеличится, а поверхность, на которую давит встречный воздух, останется прежней.