- Регистрация
- 21.04.11
- Сообщения
- 3.356
- Реакции
- 3.337
- Баллы
- 308
- Город
- Хабаровск
В предверии Нового года разрешите сделать Вам подарок.
Эмпирическая формула колебалки.
Почему эмпирическая? Потому что приблизительная,учитывающая общие правила построения и объясняющая, какие основные силы действуют на блесну или в общем случае на плоскость во время движения ее на встречу потоку. Или потока на встречу плоскости. Все тонкости во внимание брать не будем, так как даже в теории крыла берутся коэффициенты, выведенные путем экспериментов.
Постараюсь не загружать вас теорией и расчетами. Оставим это математикам.Но для рассмотрения процессов, действующих на блесну или плоскость в воде возьмем для простоты прямоугольную плоскость с небольшим смещением точки крепления вверх от центра. Получается в рассмотрении водяной змей - аналогия воздушного змея.
Под воздействием набегающего потока на плоскость, возникают силы действия и противодействия верхней и нижней, левой и правой частей плоскости.В общем случае возникает подъемная сила, действующая перпендикулярно плоскости и сила смещения вдоль плоскости. Этим принципом и пользуются при построении водяного змея, устанавливая угол атаки змея относительно направления водяного потока на определенный угол.
Но эти рассуждения подходят только для постоянно действующих сил. На деле происходит динамический процесс.
Первые мои попытки сделать и запустить водяной змей показали, что пока змей идет по поверхности воды, то силы тяги и смещения работают нормально. Но стоит змею занырнуть, и его начинает крутить по спирали или мотать, то есть совершать колебания.
Для создания колебательного процесса нужно, что бы против дестабилизирующих сил ( сил смещения ) действовали стабилизирующие силы, приводящие тело в первоначальное положение.
Рассмотрим силы , увеличивающие дестабилизирующее смещение А , и уменьшающие его (стабилизирующие).
При увеличении ширины - Ш смещение увеличивается.
При увеличении длины - Д величина продольных колебаний уменьшается. Почему и корабли стараются делать относительно длиннее, что бы уменьшить продольные колебания. Уже вырисовывается следущее А =Ш/Д .
Для уменьшения качки на яхтах что делают? Увеличивают киль или выносят силу действия тяжести подальше от плоскости. В нашем случае - это отодвинуть точку крепления от плоскости, используя выдвижной штырек или увеличить выпуклость поверхности. Получается А = Ш/Д - В . В - выпуклость или расстояние точки крепления от плоскости.
Поскольку на плоскость действует равнодействущая сил, вернее моментов сил верхней Sв и нижней Sн плоскостей. То величина смещения получается обратно пропорциональной разности этих площадей, то есть 1/Sн-Sв . Получается, чем больше нижняя плоскость по отношению к верхней, тем меньше величина смещения. От сюда А=(Ш/Д-В)хS общ./Sн-Sв . В общем случае амплитуда колебаний будет зависеть и от инерции верхней и нижней части, то есть от их веса.
Поэтому А = (Ш/Д - В ) х 1/Sн - Sв х М общ / Мн-Мв .
Ну какие еще силы могут противодействовать смещению? Например шероховатость. Можно принять это воздействие как ( 1 - Кш ). Ну и в итоге смещение или сила колебаний пропорциональна скорости течения водяного потока Vп. Поэтому итоговая формула будет выглядеть так : А = ( Ш/Д - В )хS общ / Sн - Sв х М общ / Мн - Мв х ( 1 - Кш ) х Vп .
Ну вот, зная действующие и противодействующие силы, можно и топор превратить в колебалку или самолет. Только формы это примет различные в зависимости от фантазии автора.
Вот где-то так. Не судите строго за возможные ошибки.
Эмпирическая формула колебалки.
Почему эмпирическая? Потому что приблизительная,учитывающая общие правила построения и объясняющая, какие основные силы действуют на блесну или в общем случае на плоскость во время движения ее на встречу потоку. Или потока на встречу плоскости. Все тонкости во внимание брать не будем, так как даже в теории крыла берутся коэффициенты, выведенные путем экспериментов.
Постараюсь не загружать вас теорией и расчетами. Оставим это математикам.Но для рассмотрения процессов, действующих на блесну или плоскость в воде возьмем для простоты прямоугольную плоскость с небольшим смещением точки крепления вверх от центра. Получается в рассмотрении водяной змей - аналогия воздушного змея.
Под воздействием набегающего потока на плоскость, возникают силы действия и противодействия верхней и нижней, левой и правой частей плоскости.В общем случае возникает подъемная сила, действующая перпендикулярно плоскости и сила смещения вдоль плоскости. Этим принципом и пользуются при построении водяного змея, устанавливая угол атаки змея относительно направления водяного потока на определенный угол.
Но эти рассуждения подходят только для постоянно действующих сил. На деле происходит динамический процесс.
Первые мои попытки сделать и запустить водяной змей показали, что пока змей идет по поверхности воды, то силы тяги и смещения работают нормально. Но стоит змею занырнуть, и его начинает крутить по спирали или мотать, то есть совершать колебания.
Для создания колебательного процесса нужно, что бы против дестабилизирующих сил ( сил смещения ) действовали стабилизирующие силы, приводящие тело в первоначальное положение.
Рассмотрим силы , увеличивающие дестабилизирующее смещение А , и уменьшающие его (стабилизирующие).
При увеличении ширины - Ш смещение увеличивается.
При увеличении длины - Д величина продольных колебаний уменьшается. Почему и корабли стараются делать относительно длиннее, что бы уменьшить продольные колебания. Уже вырисовывается следущее А =Ш/Д .
Для уменьшения качки на яхтах что делают? Увеличивают киль или выносят силу действия тяжести подальше от плоскости. В нашем случае - это отодвинуть точку крепления от плоскости, используя выдвижной штырек или увеличить выпуклость поверхности. Получается А = Ш/Д - В . В - выпуклость или расстояние точки крепления от плоскости.
Поскольку на плоскость действует равнодействущая сил, вернее моментов сил верхней Sв и нижней Sн плоскостей. То величина смещения получается обратно пропорциональной разности этих площадей, то есть 1/Sн-Sв . Получается, чем больше нижняя плоскость по отношению к верхней, тем меньше величина смещения. От сюда А=(Ш/Д-В)хS общ./Sн-Sв . В общем случае амплитуда колебаний будет зависеть и от инерции верхней и нижней части, то есть от их веса.
Поэтому А = (Ш/Д - В ) х 1/Sн - Sв х М общ / Мн-Мв .
Ну какие еще силы могут противодействовать смещению? Например шероховатость. Можно принять это воздействие как ( 1 - Кш ). Ну и в итоге смещение или сила колебаний пропорциональна скорости течения водяного потока Vп. Поэтому итоговая формула будет выглядеть так : А = ( Ш/Д - В )хS общ / Sн - Sв х М общ / Мн - Мв х ( 1 - Кш ) х Vп .
Ну вот, зная действующие и противодействующие силы, можно и топор превратить в колебалку или самолет. Только формы это примет различные в зависимости от фантазии автора.
Вот где-то так. Не судите строго за возможные ошибки.
