Вогонь (військова справа)

Вогонь, ураження противника з різних видів зброї та пуск ракет у звичайному спорядженні з метою зниження його бойового потенціалу до рівня, що забезпечує гарантоване виконання поставлених завдань із збереженням власної боєздатності. Є складовою загальновійськового, протиповітряного, повітряного і морського бою.

У загальновійськовому бою вогонь відрізняється за такими ознаками:

• розв'язувані тактичні завдання: знищення, придушення, виснаження противника; руйнування об'єктів супротивника; задимлення (засліплення), освітлення; поширення агітаційних матеріалів та ін;
• види зброї: зі стрілецької зброї , гранатометів , вогнеметів , бойових машин піхоти , бронетранспортерів , танків , стовбурової артилерії , реактивних систем залпового вогню (РСЗВ), протитанкових ракетних комплексів, зенітних ракетних комплексів та іншого озброєння; авіаційного комплексу озброєння військово-повітряних сил (керовані та некеровані ракети, гармати, кулемети та ін.); корабельного озброєння (артилерійські гармати, ракетна зброя, РСЗВ, зенітно-ракетні комплекси, зенітна артилерія та ін.); берегових ракетно-артилерійських систем військово-морського флоту (артилерійські гармати, ракетні комплекси та ін.);
• способи наведення зброї: прямим або напівпрямим наведенням, із закритих вогневих позицій та ін;
• глибина та дальність поразки: ближній вогонь (при застосуванні засобів, що ведуть вогонь прямим наведенням та застосовують протитанкові ракетні комплекси) та дальній вогонь (при застосуванні ракетних військ та артилерії великої потужності, що ведуть вогонь із закритих вогневих позицій);
• напруженість: одиночними пострілами (пусками), короткими або довгими чергами, безперервний, кинджальний, швидкий, методичний, залповий та ін;
• напрямок стрілянини щодо мети: фронтальний, фланговий, перехресний;
• способи стрільби: з місця, з зупинки (з короткої зупинки), з ходу (на ходу), з борту, з розсіюванням по фронту, з розсіюванням у глибину, площею та ін;
• види вогню: по окремій меті, зосереджений, загороджувальний, багатошаровий та багатоярусний; при веденні вогню по повітряних цілях (у тому числі безпілотних літальних апаратів) може бути супровідний.

Редакція військових наук

Опубліковано 30 січня 2023 р. о 13:03 (GMT+3). Останнє оновлення 30 січня 2023 р. о 13:03 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією

Області знань: Військова історія – загальні поняття, Військові науки та оборонна промисловість, Боєприпаси та засоби поразки

• Науково-освітній портал «Велика російська енциклопедія»
  Створено за фінансової підтримки Міністерства цифрового розвитку, зв'язку та масових комунікацій Російської Федерації.
  Свідоцтво про реєстрацію ЗМІ ЕЛ № ФС77-84198 видано Федеральною службою з нагляду у сфері зв'язку, інформаційних технологій та масових комунікацій (Роскомнагляд) 15 листопада 2022 року.
  ISSN: 2949-2076
• Засновник: Автономна некомерційна організація «Національний науково-освітній центр «Велика російська енциклопедія»
  Головний редактор: Кравець С. Л.
  Телефон редакції: +7 (495) 917 90 00
  Ел. пошта редакції: [email protected]

• © АНО БРЕ, 2022 - 2024. Всі права захищені.
• Умови використання інформації.Вся інформація, розміщена на даному порталі, призначена лише для використання в особистих цілях та не підлягає подальшому відтворенню.
  Медіаконтент (ілюстрації, фотографії, відео, аудіоматеріали, карти, скан образи) може бути використаний лише з дозволу правовласників.
• Умови використання інформації. Вся інформація, розміщена на даному порталі, призначена лише для використання в особистих цілях та не підлягає подальшому відтворенню.
  Медіаконтент (ілюстрації, фотографії, відео, аудіоматеріали, карти, скан образи) може бути використаний лише з дозволу правовласників.

Реактивний рух

Реактивне переміщення — це рух тіла, що виникає завдяки відокремленню деякої його частини (маси) з певною швидкістю щодо нього.

Найбільш ранніми згадками про реактивний рух вважаються записи давньогрецького механіка та математика Герона.

Насправді приклади реактивного руху з'явилися ще Китаї в XII столітті. Китайці в цей час вирішили запозичити принцип такого руху для перших ракет у каракатиць та восьминогів.

Природно, перші описані ракети умовно з реактивним рухом були по конструкції простими і кілька століть залишалися в стагнації.

Справжнім та головним першовідкривачем реактивного руху називають російського революціонера Миколи Кібальчина. Він, перебуваючи в ув'язненні в царській в'язниці, створював власний проект створення реактивного двигуна.

Після страти Миколи Кибальчина роботи революціонера доповнив вчений Ціолковський. Вчений кілька років писав низку праць, де він доводив можливість використання реактивного руху для космічних ракет.

Фізичні основи реактивного руху

В основі реактивного руху лежить закон збереження імпульсу.

Закон збереження імпульсу — це сума імпульсів усіх тіл, які входять до цієї замкнутої системи і залишаються постійною за будь-яких взаємодій цих усіх тіл між собою всередині цієї системи.

Цей закон є наслідком другого і третього законів Ньютона.

Також реактивний рух тісно пов'язаний із реактивною тягою.

Реактивна тяга — це така сила, яка виникає із сопла літального апарату внаслідок витікання газів із певною швидкістю.

Знання закону збереження імпульсу дозволяє змінювати швидкість руху тіла. Наприклад, якщо людина під час руху в човні кидатиме каміння у певний бік, то рух човна буде здійснюватися у протилежному напрямку. У космічному просторі закон збереження імпульсу не пропадає. Для зміни напрямку руху використовують реактивні двигуни.

Формула, що описує реактивний рух:

Особливість реактивного руху полягає в тому, що в результаті взаємодії між собою частин системи, в якій виникає рух, без будь-якої взаємодії із зовнішніми тілами.

Сила, повідомляючи прискорення тілу, виникає завдяки взаємодії цих тіл із землею, повітрям чи водою.

Рух тіла можна отримати, наприклад, за допомогою витікання струменя рідини чи газу.

Реактивний рух у техніці використовується в автомобілебудуванні, у річковому транспорті, у військовій справі, у космонавтиці та авіації.

Закони Ньютона у реактивному русі

Закони Ньютона в нашому житті описують механізми гравітації і те, що відбувається з тілами під час руху.

Другий закон Ньютона пояснює, що сила тіла, що рухається, залежить від його маси і прискорення (зміни швидкості руху). Виходить, за другим законом Ньютона, щоб створити ракету великої потужності потрібно, щоб вона постійно випускала велику кількість високошвидкісної енергії.

Третій закон Ньютона говорить, що у дію буде рівна за силою, але протилежна сила буде протидією. У природі та техніці реактивні двигуни працюють за цими законами. У випадку з реактивним двигуном ракети сила дії вилітатиме з вихлопної труби. Протидія буде поштовх ракети вперед. Саме сила викидів штовхає ракету нагору. У космічному просторі, де ракета практично немає ваги, навіть незначна робота реактивних двигунів буде здатна велику ракету швидко летіти вперед.

Як влаштовано ракету

Як приклад розглянемо ракету «Союз-У».

Схема влаштування ракети:

Для подолання земного тяжіння потрібна велика кількість палива, при цьому потрібно врахувати, що чим більше палива в ракеті, тим більша його маса. Тому зменшення маси ракети їх будують багатоступінчастими. Кожен щабель розглядається як окрема ракета із власним запасом палива та ракетним двигуном. Кожен ступінь легший і менший за попередній.

Перший ступінь космічної ракети найбільша. Цей щабель найпотужніший, саме він відкриває ракету від Землі.

Другий ступінь називається розгіннийтому що саме вона розганяє ракету до першої космічної швидкості, якої достатньо для виходу на навколоземну орбіту.

Наступні щаблі ракети також необхідні для набору швидкості, щоб вивести її на орбіту.

Останній ступінь ракети призначена для маневрування та доставки космонавтів та корисного вантажу до місця призначення.

Приклади реактивного руху на природі

У природі в основному реактивний рух присутні у тварин, що мешкають у водному середовищі.

Багато морських тварин для пересування використовують реактивний рух.

• медузи;
• восьминоги;
• морські гребінці;
• кальмари;
• сальпи;
• каракатиці.

Всі ці тварини використовують реакцію струменя води, що викидається.

Як приклад можна розглянути каракатиць і восьминогів. Вони забирають воду в зяброву порожнину, а потім енергійно викидають струмінь води через воронку. Каракатиця направляє трубку вирви назад або в бік і, видавлюючи з неї воду, може швидко рухатися в різні боки. Восьминоги надають своєму тілу обтічної форми, завдяки складання щупальців над головою, і можуть таким чином керувати своїм рухом.

Більшість медуз користуються реактивним способом руху, виштовхуючи воду із порожнини своєї парасольки.

Деякі представники комах також використовують для переміщення реактивний рух. Так, наприклад, личинки бабок довгобрюхі використовують реактивний рух за хвилину небезпеки. Ці личинки використовують свою задню кишку. Вони наповнюють її водою, потім викидають її силою, тим самим личинка переміщається за принципом реактивного руху.

Потрібна допомога?

Як влаштована ракета і чому вона летить Фрагмент книги американського фізика Луїса Блумфілда «Як усе працює»

Наприкінці жовтня видавництво Corpus за підтримки Політехнічного музею та «Книжкових проектів Дмитра Зіміна» випустить книгу фізика Луїса Блумфілда «Як усе працює. Закони фізики у нашому житті».Професор Віргінського університету просто і ясно пояснює, чому горять лампочки та котиться велосипед, як правильно поливати сад та як працюють кухонні плити. На початку грудня Луїс Блумфілд приїде до Москви на книжковий ярмарок Non/fiction, щоб подати свою книгу. З дозволу видавництва "Медуза" публікує фрагмент видання, який пояснює, чому летить ракета.

Незважаючи на всю складність конструкції сучасних космічних кораблів, ракета — один із найпростіших літальних апаратів. В основі її пристрою лежить принцип, згідно з яким всяка дія породжує протидію. Ракета летить, викидаючи певну речовину зі своєї хвостової частини. Незважаючи на всю цю простоту, ракети розроблялися і вдосконалювалися протягом більш як семисот років. Ракети використовуються в дослідженнях космосу, в озброєннях, у рятувальних операціях та розвагах.

Реактивний двигун

Серед найбільш вражаючих властивостей ракети — її здатність забезпечувати власний рух навіть у повній порожнечі космічного простору, а також досягати за рахунок цієї реактивної сили високих швидкостей. Якимось чином ракета штовхає сама себе без допомоги зовнішніх сил, і складається враження, ніби цей поштовх може повідомити їй велике прискорення.

Очевидно, насправді ракета не може сама себе зрушити з місця, так само як і ви не можете підняти себе над землею за шнурки своїх черевиків, і прискорення її має межу. Насправді ракета отримує рушійну реактивну силу, відштовхуючись від власного палива, а коли запас палива вичерпується, вона перестає набирати швидкість.Щоб зрозуміти, як ракета отримує реактивну силу із запасу палива, давайте подивимося, як працює третій закон Ньютона (той самий, що описує дію і протидію) стосовно ракет.

Уявіть собі, що ви сидите на льоду посеред замерзлого ставка і ваші швидкість і імпульс дорівнюють нулю. Сонечко пригріває, і вологий лід дуже слизький. Схоже, як не намагайся, вам не вдасться зрушити з місця. Як вам дістатися до берега?

Оскільки ви маєте інерцію, то єдина надія зрушити — це отримати якийсь поштовх ззовні. Звичайно, можна замовити телефоном піцу, а коли її доставлять, відштовхнутися від рознощика. А можна згадати фізичні засади, які ми обговорювали на с. 68: знімайте кросівку і кидайте її щосили у бік східного берега ставка. Кидаючи кросівку, ви своєю рукою прикладаєте до неї силу. Кросівка отримує прискорення і летить над льодом.

А що відбувається із вами? Ви рухаєтеся до західного берега! Ви рухаєтеся, тому що, коли ви штовхнули кросівку у східному напрямку, вона так само штовхнула вас на захід. При цьому ви передали імпульс кросівці - і вона теж передала вам імпульс, але спрямований у протилежний бік. Імпульс не може виникнути з нізвідки і зникнути в нікуди, може бути лише перерозподілений. Навіть після того, як ви кинули кросівку, ваш сумарний імпульс дорівнює нулю. Розмір імпульсу кросівки дорівнює величині вашого протилежно спрямованого імпульсу.

Природно, ваша маса набагато більша за масу кросівки, тому ви рухаєтеся набагато повільніше, ніж він.Імпульс дорівнює добутку маси на швидкість, і чим більша маса тіла, тим менша швидкість йому потрібна для отримання такого імпульсу. Так чи інакше ви досягли, чого хотіли, — ви повільно ковзаєте до західного берега.

Ваша кінцева швидкість має межу, тому що вам вдалося повідомити кросівці лише невеликий імпульс, і ви також отримали від неї невеликий імпульс, спрямований в інший бік. Якби вам вдалося метнути її з вищою швидкістю або запустити в повітря цілу скриньку з взуттям, ваш імпульс був би набагато більшим і ви почали б ковзати швидше.

Однак кидатися кросівками не надто ефективно. Набагато ефективніше було б випустити у бік східного берега швидкий потік газу. Навіть за кімнатної температури швидкість молекул у повітрі дорівнює приблизно 1800 км/год. Якщо нагріти газ до 2800 °С — саме така температура газу в рідинному ракетному двигуні, його молекули будуть рухатися втричі швидше. Кинувши щось із такою швидкістю, ви отримаєте неабиякий за величиною імпульс, спрямований у протилежний кидок убік.

Цей процес і реалізується у класичному ракетному двигуні (рис.). В результаті хімічної реакції паливо перетворюється на сильно розігрітий газ реактивного струменя. Енергія, яка спочатку існувала у вигляді потенційної енергії хімічного палива, в розігрітому газі, що зайнявся, перетворюється на теплову (це головним чином кінетична енергія хаотичного руху крихітних молекул). Сопло ракетного двигуна спрямовує невпорядковані переміщення молекул в один бік, і двигун повідомляється реактивна сила, спрямована в протилежний бік.

Молекулярна картина процесу в ракетний двигун, який працює на хімічному паливі. Паливо згоряє в камері двигуна, і з сопла викидається реактивний газовий струмінь. Сопло перетворює хаотичний тепловий рух молекул газу на впорядкований потік, спрямований від ракетного двигуна.

Якщо вам колись доводилося спостерігати старт великої ракети, ви, ймовірно, помітили дзвонові сопла, через які викидаються гази. Кожне сопло спрямовує реактивний газовий струмінь назад і в результаті дозволяє ракеті витягти максимально можливий спрямований вперед імпульс і набрати максимально можливу швидкість. Як побачимо у розділі 6, сопло дозволяє газам перетворити різні види внутрішньої енергії на кінетичну енергію; сопло ідеально підходить для того, щоб направити потік та розігнати молекули. Оптимальна форма сопла ракетного двигуна - це форма пісочного годинника. Таке сопло називається соплом Лаваля на честь його винахідника – шведа Карла Густава де Лаваля.

Для більш повного розуміння того, чому для сопла ракетного двигуна потрібна така складна форма, необхідно вивчити фізику газових потоків, швидкість яких близька до швидкості звуку або перевищує її. Пізніше ми поговоримо про це докладніше, а поки що нам достатньо буде коротко торкнутися цієї теми.

Усередині ракети біля входу в сопло Лаваля гарячий газ сильно стиснутий і знаходиться під величезним тиском. Подібно до газу з аерозольного балончика, розпечений газ з прискоренням вилітає із сопла в напрямку області нижчого тиску. Звуження сопла сприяє зростанню прискорення до певної межі. Саму тонку частину сопла газ проходить зі швидкістю звуку, і його характеристики починають кардинально змінюватися.Потім сопло розширюється, щоб розігнати надзвуковий реактивний газовий струмінь ще сильніше. Тут, в частині дзвону, що розширюється, вихідний невеликий обсяг сильно стисненого газу збільшується, і розпечений газ вже підготовлений для того, щоб вийти з сопла в навколишній простір.

Оптимальний (тобто забезпечує максимальну реактивну силу) діаметр зовнішньої половини сопла Лавал залежить від зовнішніх умов. На невеликій висоті над рівнем моря струмінь газу виходить у повітря, що знаходиться під нормальним атмосферним тиском, і в цьому випадку найкраще підходить відносно вузьке сопло. У стратосфері та в космосі гази виходять у розріджене середовище або у вакуум, тому потрібно ширше сопло. Як правило, конструктори знаходять певне компромісне рішення, щоб сопло підходило і для тих, і для інших умов.

На момент виходу із сопла вихідна енергія газу майже повністю переходить у кінетичну, а швидкість газового потоку спрямована геть від сопла. Однак оскільки газ продовжує горіти навіть після викиду із сопла, його кінетична енергія та швидкість зростають до фантастичних величин. Завдяки конструкції сопла Лаваля швидкість закінчення реактивного газового струменя — тобто швидкість направленого назад потоку газів, що виходить із двигуна ракети, досягає значень від 10 000 до 16 000 км/год.

Ракета викидає реактивний струмінь назад і повідомляє їй направлений назад імпульс. Реактивний газовий струмінь посилає ракету вперед і тим самим замикає процес передачі імпульсу. Все, що потрібне для отримання реактивної рушійної сили, - це власне викид газів; ракеті не потрібно відштовхуватися від будь-якого іншого тіла, і вона відмінно летить навіть у повній порожнечі.«Відштовхнувшись» із достатньою силою від власного викиду, ракета не лише компенсує власну вагу, а й піднімається із прискоренням. У момент старту космічний човник разом з паливним баком важить близько 20 000 000 Н, а реактивна сила дорівнює приблизно 30 000 000 Н. Це означає, що шатл може рухатися вгору з удвічі меншим прискоренням, ніж прискорення вільного падіння! У міру того, як корабель спалює своє паливо і його вага і маса зменшуються, він спрямовується вгору все швидше.

Поширена помилка: дія та протидія в ракетах

Помилка: Щоб розпочати рух, ракета має протидіяти якомусь сторонньому тілу.

Насправді: Оскільки рух ракети передбачає дію двох рівних і протилежно спрямованих сил - дії та протидії, ракета виштовхує назад реактивний газовий струмінь (дія), а реактивний струмінь штовхає ракету (протидія). Якщо струмінь газів і ударяється будь-що після виходу із сопла, це не має відношення до реактивного руху ракети.

Стабілізація ракети

Поки ракета розтинає шари атмосфери, їй найкраще летіти носом уперед. Навіть птах, який раптом полетить хвостом уперед, буде виглядати досить безглуздо, але ракета, що втратила стабілізацію, до того ж надзвичайно небезпечна. Щоб зберегти правильну орієнтацію, ракета повинна мати динамічну обертальну стійкість. Чимало ракет було дистанційно знищено невдовзі після запуску, оскільки вони втратили динамічну стійкість і стали безладно перекидатися в повітрі.

Ракета динамічно стійка, якщо сумарний момент прикладених до неї сил щодо її центру мас дорівнює нулю за її орієнтації носом вперед.За будь-якого відхилення від цього положення вона повинна повертатися до нього. Будь-які моменти сил повинні або знову і знову розгортати ракету носом вперед, або вони повинні бути незначно малі.

Ракетний конструктор повинен взяти до уваги дві причини виникнення моментів сил. По-перше, силу тяги двигуна. Розташований у задній частині ракети, двигун штовхає ракету вперед, і потенційно це може мати неприємні наслідки. Зрештою, навіть звичайний візок легше направити в потрібний бік, якщо тягнути його спереду, а не штовхати ззаду. Для того, щоб ракета постійно була орієнтована носом вперед, двигун повинен створювати силу тяги, спрямовану точно до центру мас, тоді на ракету не діє момент сили. Якщо один із двигунів не зовсім точно орієнтований, його тяга може створити момент сили, який почне закручувати ракету, що злітає. Моменти сил, що виникають через усунення двигуна, — одна з найпоширеніших причин аварії сучасних ракет. Збій у роботі самого двигуна чи його системи управління може призвести до того, що ракета вийде з-під контролю.

По-друге, на ракету, доки вона перебуває в атмосфері, можуть діяти моменти аеродинамічних сил. Аеродинаміку ми вивчатимемо в 6-му розділі, а поки достатньо сказати, що повітряний потік, що обтікає ракету, допомагає ракеті летіти носом вперед за умови, що опір повітря у її хвостової частини більше, ніж спереду. У цьому випадку аеродинамічні сили прикладені до хвоста ракети за центром мас і направляють її носом уперед.

Стійкість найпростішої ракети забезпечується виключно аеродинамікою.Хвостове оперення ракети сприяє формуванню аеродинамічних сил, які утримують її хвіст позаду. Сопла двигунів теж ретельно вирівняні так, щоб реактивний газовий струмінь не створював моменту сили щодо центру мас ракети. Така ракета летить прямою, але нею важко управляти.

Сучасні високотехнологічні ракети хвостового оперення не мають, вони стабілізуються за рахунок реактивних сил. Такі ракети вміють контролювати власну орієнтацію та повертати сопла двигунів таким чином, щоб скоригувати траєкторію. Крім того, на корпусі таких ракет є невеликі додаткові кермові двигуни, які створюють моменти сил і підтримують правильну орієнтацію ракети. Більшість сучасних ракет-носіїв взагалі немає стабілізаторів. Їх стійкість і маневреність повністю забезпечують двигуни, що знаходяться під постійним контролем.

Те, що корекція траєкторії польоту здійснюється виключно за допомогою реактивного газового струменя, стає принципово важливим, коли космічний апарат залишає атмосферу Землі. У безповітряному просторі, де не виникають моменти аеродинамічних сил, політ корабля прямує лише спеціальними кермовими двигунами, які короткими викидами реактивних газових струменів повертають корабель у потрібному напрямку. Крила і хвостове оперення потрібні космічному човнику лише за повернення Землю, що він починає планувати у атмосфері. На орбіті ні крила, ні хвіст не працюють, бо там немає повітря, від якого вони могли б відштовхнутися.

Однак будь-який поважаючий себе командир космічного екіпажу хоче, щоб його корабель виглядав якомога елегантніше — не гірше, ніж зорельоти, які нам показують у блокбастерах.Космічні літальні апарати в кіно майже завжди прикрашені абсолютно марними в космічному просторі хвостовим оперенням та крилами. І коли ви вкотре побачите на екрані міжгалактичний крейсер з елегантними крилами та хвостом, не забувайте, що анітрохи не менш ефективним буде зореліт, схожий, скажімо, на гігантський та незграбний шкільний автобус.

Переклад з англійської Е. Валкіної та Ю. Пліскіна