Объяснить это явление удалось русскому ученому–артиллеристу Н. А. Забудскому. Он доказал, что постоянное отклонение снаряда в сторону от направления, по которому наведено орудие, зависит оттого, как идут нарезы в канале ствола орудия: когда нарезы идут, как в русских орудиях, слева вверх направо, так что снаряд, вылетев из орудия, вращается по направлению движения часовой стрелки, – он отклоняется всегда вправо; если же нарезы идут, как во французских орудиях, справа вверх налево, так что направление вращения снаряда противоположно направлению движения часовой стрелки, – снаряд отклоняется влево.

Деривация – так стали называть это постоянное боковое отклонение снаряда, выпущенного из нарезного орудия.

В чем же заключается причина деривации?

Задайте себе такой вопрос: одинаковое ли сопротивление воздуха испытывают все части боковой поверхности летящего снаряда, или это сопротивление сильнее с какой–либо одной стороны? На первый взгляд может показаться, что – одинаковое: ведь снаряд последовательно поворачивает на полете свою головную часть вправо, вниз, влево и вверх. Но такой ответ будет слишком поспешным. Давая такой ответ, мы допустили бы ошибку, так как не учли бы, что снаряд непрерывно понижается под линией бросания из–за действия силы тяжести.

Вот что надо вспомнить для правильного ответа на этот вопрос.

Снаряд испытывает более сильное сопротивление воздуха попеременно слева, справа и сверху исключительно оттого, что во время полета он поворачивает головную часть в ту или другую сторону; снизу же он испытывает более сильное сопротивление, чем с других сторон, еще я из–за того, что под действием силы тяжести он опускается под линией бросания по закону свободного падения тел. Вы уже знаете, что понижение снаряда под линией бросания происходит в течение всего времени его полета, и притом с нарастающей скоростью; 4,9 метра в первую секунду полета и еще на 9,8 метра больше в каждую последующую секунду (см. стр. 178). Вот это–то непрерывное понижение снаряда под линией бросания и приводит к тому, что снизу снаряд испытывает более сильное сопротивление воздуха, чем с любой другой стороны – слева, сверху или справа.

Теперь вам ясно, что действие силы сопротивления воздуха на боковую поверхность летящего снаряда значительно сильнее снизу, чем справа, слева или сверху.

Вспомните, что при "толчке" снизу гироскоп, вращающийся слева вверх направо (по ходу часовой стрелки), повернется вправо. Но ведь снаряд испытывает такие "толчки" непрерывно, один за другим в течение всего своего полета, так как понижение снаряда под линией бросания происходит непрерывно; значит так же непрерывно головная часть снаряда будет отклоняться вправо от первоначального направления – дополнительно к круговому коническому вращению. Следовательно, в течение всего времени полета снаряд будет забирать вправо и притом чем дальше, тем больше.

Таким образом, при более подробном изучении вопроса о полете снаряда, вращающегося слева вверх направо, мы должны будем сказать, что под действием силы сопротивления воздуха и силы тяжести такой снаряд описывает головной частью окружность вокруг траектории и непрерывно отклоняется вправо от направления, по которому был выпущен; поэтому он падает не в той точке, куда было наведено орудие, а правее.

В этом и заключается явление, называемое деривацией. Величина деривации тем больше, чем продолжительнее полет снаряда. Снаряд 76–миллиметровой пушки при стрельбе на 5 километров отклоняется вправо на 5 метров, а при стрельбе на 10 километров – уже на 50 метров. При стрельбе на 10 километров из 122–миллиметровой гаубицы деривация получается еще больше–110 или даже 310 метров – в зависимости от того, будем ли мы стрелять при углах возвышения меньше 45 или больше 45 градусов.

Таким образом, вследствие деривации траектория снаряда представляет собой кривую не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной (рис. 162).

Если снаряд вращается справа вверх налево, как у французских орудий, по тем же причинам он отклоняется влево от первоначального направления.

Невращающиеся снаряды (например мины современных минометов), понятно, не имеют деривации, так как деривация связана именно с вращением снаряда.

Часто задают такой вопрос: ну, а будет ли деривация у снаряда, выпущенного вертикально вверх? На этот вопрос надо ответить так: при стрельбе строго вверх деривация отсутствует, так как действие силы тяжести на снаряд, выпущенный вертикально, выразится только в том, что его поступательная скорость будет постепенно уменьшаться, давление же воздуха на корпус такого снаряда будет оставаться равномерным со всех сторон.

Нарезной снаряд

Рис. 162. Так выглядит траектория снаряда, летящего в воздухе, если на нее посмотреть сверху

Вернемся теперь к вопросу – почему же не сделать очень длинный снаряд, так сказать, снаряд–копье?

Оказывается, такой снаряд был бы все же недостаточно устойчив в полете.

Чтобы обеспечить ему устойчивость, надо было бы вращать его еще раза в 2–3 быстрее, чем вращается современный снаряд.