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空气对子弹的阻力有多大?

科普小知识2022-07-17 22:33:35
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空气会阻碍子弹*飞行的事实是众所周知的,但是很少有人意识到空气的这种阻碍作用的程度。大多数人可能有这样的想法,像空气这样的软媒体,我们几乎没有意识到,肯定不会成为传递步枪子弹的障碍。

然而,看看右边的图片,空气确实是子弹的一大障碍。这张地图上的大弧线表示没有大气层时子弹的路线。子弹从枪口射出后(初始速度为每秒620米,角度为45度),它在空中划出一个10公里高、40公里长的大弧线。事实上,这颗子弹发射后,它只能在空中划出4公里的弧线。在这张照片中,与那个大弧线相比,这个4公里长的弧线几乎什么也看不见:空气阻力太大了!如果没有空气,步枪可以从40公里到10公里射击,然后落在敌人的头上!

有一次,德国炮兵的一门大口径火炮大角度开火,意外地发现应该落在20公里以外的炮弹落在了40公里以外。最初,以很大的初始速度,以大角度向上发射的炮弹到达稀薄的高层大气,那里的空气阻力非常小。炮弹在这种介质中以极其微弱的阻力飞了很长一段路,最后以陡峭和尖锐的方式落到地面上。上图清楚地显示了如果发射角改变,炮弹的飞行轨迹会有多大的不同。

对这一现象的观察为德国人设计从115公里外轰炸巴黎的超远程火炮奠定了基础。1918年夏天,在第一次世界大战中,这种枪被成功制造出来后,德国军队向巴黎发射了300多枚炮弹。

这种大炮的情况如下:这是一个非常大的钢筒,总长34米,厚度1米。枪管下部的壁厚为40厘米。这支枪重750吨。外壳重120公斤,长1米,厚21厘米。装填火药需要150公斤,这可以产生5000个大气压的压力,因此射弹可以以每秒2000米的初始速度发射。炮弹以52度角发射。炮弹发射后,它们划出一个大弧线,最高点离地面约40公里,已经进入平流层。炮弹从它的位置——115公里——到达巴黎所需的时间是3.5分钟,其中2分钟在平流层。

第一把超远程枪是现代超远程枪的鼻祖。

子弹(或炮弹)的初始速度越大,空气阻力就越大。这种阻力不会以简单的比例增加到初始注射速度,而是增加得更快——它以二次或更高的初始速度的比例增加。至于几倍的比例,则取决于这个速度的大小。