Как немцы смогли обстрелять Париж в 1918, благодаря неточности школьной физики

Школьная физика — наука весьма приблизительная. Со школьной скамьи большинство из нас прекрасно усвоило, что максимальная дальность полета тела будет в том случае, если бросать его под углом 45° к горизонту. Но... это не совсем так. А в некоторых случаях совсем не так.

Когда в конце империалистической войны французская и английская авиация положили конец воздушным налетам немцев, германцам пришлось изобретать другой способ бомбардировки Парижа. Проблема была в том, что Париж находился примерно в 110 км от линии фронта и артиллерия тех времен не могла дотянуться до столицы Франции.

Париж после немецких бомбежек в марте 1918 года.

Но немецкие артиллеристы совершенно случайно наткнулись на способ значительно увеличить дальность стрельбы. Способ был совершенно новый, никем неопробованный.

При стрельбе из крупнокалиберной пушки с большим углом возвышения над горизонтом неожиданно обнаружилось, что вместо дальности в 20 км, снаряд пролетел 40 км. Как так? Почему?

Всё дело в воздухе. Точнее в сопротивлении воздуха. Посмотрите мой последний пост, если вы его ещё не видели. Там говорится о том, что из-за сопротивления воздуха дальность стрельбы из винтовки в 10 раз меньше, чем рассчитанная теоретически по школьным формулам. Воздух оказывает очень сильное сопротивление на пулю. И чем больше начальная скорость снаряда, тем сопротивление значительнее: оно увеличивается пропорционально второй или даже более высокой степени (при очень высоких скоростях) скорости.

Вот и тут дело оказалось в сопротивлении воздуха. Не секрет, что чем выше мы поднимаемся, тем более разреженным становится воздух. Поэтому людям в горах становится сложнее дышать. Поэтому самолеты летают на высоте 9-12 тысяч метров.

Оказалось, что снаряд, выпущенный из пушки круто вверх (с углом атаки больше 45°, несмотря на противоречие школьным законам физики) с очень большой начальной скоростью, достигает тех высоких разреженных слоев атмосферы, где сопротивление незначительно. И в такой слабо сопротивляющейся среде снаряд пролетает большую часть пути, а затем круто (круче, чем при пуске) спускается на землю.

Рисунок ниже хоть и схематично, но весьма наглядно демонстрирует то, к чему совершенно случайно пришли германские артиллеристы.

Как изменяется дальность полета снаряда с изменением угла наклона сверхдальнобойного орудия. ∠1=45° — точка А (теоретически должна быть максимальная дальность). ∠2 — увеличиваем угол и теряем дальность. ∠3 — ещё увеличиваем угол, снаряд улетает в стратосферу и дальность полета резко увеличивается.

После этого наблюдения за лето 1918 года немцы изготовили сверхдальнобойную пушку для обстрела Парижа, которая выпустила в итоге более 300 снарядов.

Пушка была длинной 34 метра, снаряд массой 120 кг вылетал со скоростью 2000 метров в секунду. Выталкивался снаряд зарядом пороха в 150 кг, который создавал давление в 5000 атмосфер. Стрельба велась под углом 52° над горизонтом, снаряд описывал огромную дугу, улетая в стратосферу на высоту до 40 км. Дальность стрельбы составляла немыслимые по тем временам 115 км. Время полета составляло 3,5 минуты, из которых 2 минуты снаряд находился в разряженной стратосфере.

Немецкая пушка "Колоссаль". Её ещё называли "Парижской пушкой".

Эта пушка была прародителем всех современных систем сверхдальнобойной артиллерии. Разумеется, точность была почти никакой, прицельный огонь из неё вести было практически невозможно. Скорее, она создавала эффект устрашения.

Изначально парижане даже не поняли, что огонь ведется из артиллерийского орудия. И тем не менее она унесла жизни двух с половиной сотен человек.

Вот так реальная физика может отличаться от теоретических выкладок, и даже противоречить им (по крайней мере тому, что рассказывают в школе). А вот ещё несколько интересных задач и историй, связанных с физикой.