В. Жуков - Физика в бою

Ядерное оружие приобрело стратегическую значимость благодаря созданию совершенных носителей его — ракет. Современные баллистические и глобальные ракеты способны доставлять мощные ядерные боеприпасы в любой район земного шара. Чтобы преодолеть расстояние, скажем, в 10 тыс. км, межконтинентальной баллистической ракете требуется всего 25–30 минут. От ее удара вряд ли можно укрыться. А советские глобальные ракеты вообще вычеркнули понятие географической неуязвимости. Их удар неотвратим. Сочетание ядерных боеприпасов и ракет определило характер будущей войны как ракетно-ядерной войны межконтинентального размаха.

К важнейшим открытиям и достижениям физики, использованным при создании современной ракетной техники, следует отнести глубокую разработку вопросов аэродинамики, газовой динамики и ракетодинамики. В настоящее время эти научные направления — уже самостоятельные, чрезвычайно сложные и объемистые науки, имеющие много разветвлений. Но принципиально все они относятся к физическим наукам, их основы закладываются в механике, разделе физики, изучающем простейшее из всех форм движения — механическое движение.

Без развития аэродинамики было бы немыслимо создание современных боевых самолетов и крылатых ракет. Развитие реактивной авиации стало возможным благодаря появлению газовой динамики, основы аэродинамики больших скоростей и теории реактивных двигателей. Основоположник ее — выдающийся русский ученый академик С. А. Чаплыгин. Еще в 1902 г. он установил основные зависимости для движения газов с большими дозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями. Результаты достижений газовой динамики нашли практическое применение при создании современной реактивной авиации и ракетной техники.

Скорости полета современных военных самолетов сейчас в 2–3 раза превышают скорость распространения звука. Но, как выяснилось, и это не предел. Дальнейшее увеличение скорости полета вызвало появление новой ветви аэродинамики — гиперзвуковой аэродинамики. Эта наука позволит обстоятельно изучить движение газа с большими сверхзвуковыми скоростями. Военное использование гиперзвуковой аэродинамики, по-видимому, приведет к созданию новых летательных аппаратов. Как считают за рубежом, они могут явиться новыми совершенными носителями ядерного оружия, а также мощными средствами противосамолетной и противоракетной обороны.

Полеты баллистических ракет и космических аппаратов на высотах 100–150 им в сильно разреженной атмосфере потребовали тщательного изучения законов движения летательных аппаратов в условиях, когда молекулы газа имеют большую длину свободного пробега, исчисляемую сотнями метров и даже несколькими километрами. Не случайно в настоящее время быстро — развивается экспериментальная и теоретическая аэродинамика сильно разреженных газов. Она позволяет рассчитывать параметры движения баллистических ракет при движении их в конце активного участка траектории и при входе в атмосферу, исследовать законы движения орбитальных самолетов, помогает более точно определять время существования космических аппаратов на орбите.

При движении ракет и других летательных аппаратов с большими скоростями в атмосфере, даже разреженной, возникают чрезвычайно высокие температуры, которые приводят к сильному нагреву стенок аппарата. Проблема «кинетического» нагрева весьма остра в авиации и ракетной технике. Необходимо изыскивать новые материалы и покрытия, способные выдерживать высокие температуры. Изучение движения тел при очень высоких температурах нагрева показало, что в так называемом пограничном слое (тонкий слой воздуха у стенок летательного аппарата) возникают электромагнитные явления, которые также необходимо учитывать. Исследованием электромагнитных явлений в пограничном слое занимается новая ветвь аэродинамики — магнитогидродинамика.

И наконец, о ракетодинамике. Основы ее создал выдающийся русский ученый К. Э. Циолковский. В своей знаменитой работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903 г.) великий ученый установил основные законы движения ракет, вывел свою знаменитую формулу для расчета скорости многоступенчатой ракеты. В настоящее время это «настольная» формула для любого специалиста по ракетной технике. В результате развития аэродинамики, ракетодинамики и других направлений физики, использования достижений химии, радиоэлектроники, металлургии, приборостроения и оказалось возможным создать образцы военной ракетной техники. В настоящее время это важнейшая система вооружения.