ПАРАМЕТР АСИММЕТРИИ ЗОНТООБРАЗНОГО ТЕЛА > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

ПАРАМЕТР АСИММЕТРИИ ЗОНТООБРАЗНОГО ТЕЛА

ПАРАМЕТР АСИММЕТРИИ ЗОНТООБРАЗНОГО ТЕЛА

Герасимов С.А. Измерены коэффициенты аэродинамического сопротивления и параметры асимметрии тонких полых конусообразных тел. Статья в формате PDF 185 KB

Настоящая работа имеет самое прямое отношение к проблеме создания так называемого вибрационного летательного аппарата. Это устройство представляет собой несимметричный корпус W, относительно которого совершает незатухающие, не обязательно гармонические, рабочее тело B (рисунок 1) [1,5].

Рисунок 1. Схема вибрационного летательного аппарата.

Качественно, если масса корпуса много меньше массы рабочего тела, подъемную силу F такого устройства можно оценить по формуле

,    (1)

где a и T - амплитуда и период колебаний, соответственно, S -площадь сечения корпуса, r - плотность среды, cx - коэффициент аэродинамического сопротивления, соответствующий движению корпуса вниз, d - параметр асимметрии корпуса, представляющий собой, по существу, отношение величины cx к коэффициенту сопротивления, соответствующего движению корпуса вверх. Совершенно очевидно, что для увеличения подъемной силы необходим выбор параметров корпуса с максимально возможными значениями коэффициента сопротивления и параметра асимметрии. Это же требование вытекает и из строгого расчета [2]. Считается, что даже для полусферы параметр асимметрии составляет величину не менее 5 [6]. Это, впрочем, относится только к достаточно большим скоростям движения зонтообразного тела относительно среды и к статическому режиму, когда скорость воздуха относительно тела во время измерений остается неизменной. Первые серьезные испытания вибрационного способа полета оказались неудачными [3]. Одной из причин этого, как выяснилось, является низкое значение параметров асимметрии зонтообразных тел. Поэтому, измерение параметров асимметрии зонтообразных тел достаточно актуально для разработки и прогнозирования параметров вибрационного летательного аппарата.

Измерения силы сопротивления в аэродинамической трубе сложны, дорогостоящи и неоднозначны [4]. А для данной задачи вообще достаточно воспользоваться методом, основанным на точном измерении времени падения тела в среде с сопротивлением.

На рисунке 2 показаны результаты измерения времени падения t тонких лавсановых конусов с высоты h=0,67м для трех значений отношения площади боковой поверхности конуса SC к площади основания S.

Рисунок 2. Зависимости времени падения конусообразных тел от отношения площади сечения к массе при различных площадях боковой поверхности SC. Точки - экспериментальные результаты, кривые - решение уравнения (2).

Точность измерения интервала времени составила величину не хуже 0,02с. Такой способ представления экспериментальных результатов выбран не случайно. Дело в том, что при квадратичном сопротивлении зависимость времени падения от массы тела m и площади сечения S определяется решением уравнения

, (2)

где r - плотность воздуха, g -ускорение свободного падения. Отсюда следует, что при фиксированном значении высоты время падения должно зависеть только от отношения S/m. В измерениях участвовали тонкие лавсановые конусы, падающие как острием вверх, так и вниз. Представленные на рисунке 2 результаты соответствуют изменениям площадей сечения тел более чем в 5 раз, масс - в 10 раз. При этом минимальное значение площади равнялось 0,02м2, а минимальная масса падающего тела - 0,02кг.

Следует обратить внимание на следующее обстоятельство. Падение всех конусов острием вниз происходит примерно с одним и тем же коэффициентом сопротивления. Его среднее значение - сx=2,7±0,3. Следующий факт: это значение незначительно отличается от коэффициентов сопротивления, соответствующих падению конусов острием вниз. Другими словами, даже при двукратном превышении площади боковой поверхности над площадью основания конуса параметр асимметрии составляет величину всего лишь 1,75. Коэффициенты сопротивления определялись из условия наилучшего соответствия зависимости t(S/m) полученным экспериментальным данным. Зависимость параметра асимметрии d от отношения площадей показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Параметры асимметрии конусообразных тел. Точки - экспериментальные результаты, сплошная кривая - зависимость (3).

Приближенно параметры асимметрии могут быть описаны выражением

,      (3)

где b=0,65.

Это далеко не все, что можно извлечь из экспериментальных значений коэффициентов аэродинамического сопротивления. Например, можно определить оптимальный размер конусообразного корпуса вибрационного летательного аппарата. Действительно, подстановка полученного выражения (3) в (1) дает

и позволяет определить оптимальное отношение S/SС. Здесь f=2T2F/p2a2cxrSC и представляет собой приведенную подъемную силу вибрационного летательного аппарата. Фиксированное значение площади боковой поверхности корпуса означает фиксированное значение массы вибрационного летательного аппарата. Поэтому имеет смысл рассмотреть зависимость приведенной подъемной силы от отношения площадей S/SС. Такая зависимость показана на рисунке 4 и демонстрирует, что приведенная подъемная сила максимальна при S/SС ≈ 2/3. При этом параметр асимметрии составляет d ≈1,5, причем f ≈ 0,2.

Рисунок 4. Зависимость приведенной подъемной силы f от отношения площади сечения к площади боковой поверхности конусообразного корпуса вибрационного летательного аппарата.

Например, при a=0,1м, T=0,1c и S=1м2 подъемная сила должна в лучшем случае составлять величину F≈5,2Н. Разумеется, это -завышенное значение. Однако теперь становится понятным, расчет критического режима вибрационного полета для больших параметров асимметрии [2] лишен смысла. Едва ли параметр асимметрии может составить величину больше 3. Попытки увеличить это число ведут к неоправданному утяжелению системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Герасимов С.А. //Прикл. мех. и техн. физ. 2003. Т. 44. № 6. С. 44-48.
  2. Герасимов С.А., Удалова Е.С. //Техника и технология. 2005. № 1. С. 17-20.
  3. Герасимов С.А. //Естеств. и техн. науки. 2005. № 6. С. 128-132.
  4. Горлин С.М., Слезингер И.И. Аэромеханические измерения. - М.: Наука, 1964. - 720 с.
  5. Нагаев Р.Ф., Тамм Е.А. //Машиноведение. 1980. № 4. С. 3-8.
  6. Стрелков С.П. Механика. - М. Наука, 1975. - 560 с.


СТАТИСТИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ МИКРОУСКОРЕНИЙ

СТАТИСТИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ МИКРОУСКОРЕНИЙ Статья в формате PDF 137 KB...

23 05 2024 18:34:39

КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ТЯЖЁЛОЙ СМОЛЫ ПИРОЛИЗА

КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ТЯЖЁЛОЙ СМОЛЫ ПИРОЛИЗА Статья в формате PDF 346 KB...

22 05 2024 20:12:42

ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО МАССАЖА В КОРРЕКЦИОННОЙ РАБОТЕ ПО ИСПРАВЛЕНИЮ ДЕФЕКТОВ ЗВУКОПРОИЗНОШЕНИЯ И НОРМАЛИЗАЦИИ МИМИКИ У ДЕТЕЙ С ПАТОЛОГИЕЙ ЗРЕНИЯ, СТРАДАЮЩИХ ДИЗАРТРИЕЙ

ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО МАССАЖА В КОРРЕКЦИОННОЙ РАБОТЕ ПО ИСПРАВЛЕНИЮ ДЕФЕКТОВ ЗВУКОПРОИЗНОШЕНИЯ И НОРМАЛИЗАЦИИ МИМИКИ У ДЕТЕЙ С ПАТОЛОГИЕЙ ЗРЕНИЯ, СТРАДАЮЩИХ ДИЗАРТРИЕЙ Использование массажа позволяет в короткие сроки преодолеть имеющиеся нарушения тонуса артикуляционной мускулатуры. Нормальные образцы движений могут быть выработаны только на базе физиологического мышечного тонуса. ...

21 05 2024 12:32:29

Заживление суставного хряща при имплантации минерального компонента костного матрикса

Заживление суставного хряща при имплантации минерального компонента костного матрикса В эксперименте на пoлoвoзрелых крысах Wistar исследованы особенности регенерации суставного хряща коленного сустава после имплантации в зону повреждения гранулированного минерального компонента костного матрикса (МККМ), полученного по оригинальной технологии. Установлено, что МККМ имеет упорядоченную высокопористую структуру, близкую к естественной архитектонике костного матрикса и химический состав, соответствующий минеральному составу кости. МККМ обладает выраженными хондро- и остеиндуктивными свойствами, обеспечивает пролонгированную активизацию репаративного процесса, ускоренное органотипическое ремоделирование и восстановление поврежденного суставного хряща. ...

17 05 2024 12:54:31

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПОКИНЕЗИИ

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПОКИНЕЗИИ В данном исследовании приведены морфологические изменения в слизистой оболочке желудка при воздействии гипокинезии. Структурные изменение былы выявлены в слизистой оболочке. ...

16 05 2024 18:32:38

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ И ФИНАНСОВО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ И ФИНАНСОВО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКИ Агропромышленный комплекс Кабардино-Балкарской Республики функционирует на основе сложной системы межотраслевых и территориально-производственных связей. Хаpaктерной чертой сельского хозяйства становится все большая интеграция с другими отраслями народного хозяйства, прежде всего с промышленностью. На региональном уровне агропромышленный комплекс решает также вопросы планомерной ликвидации социально-экономических и культурно-бытовых различий между городом и селом. ...

14 05 2024 20:18:34

ШАТОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ

ШАТОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ Статья в формате PDF 224 KB...

13 05 2024 6:24:39

ОТ РЕВОЛЮЦИЙ К ЗДОРОВОМУ СНОБИЗМУ

ОТ РЕВОЛЮЦИЙ К ЗДОРОВОМУ СНОБИЗМУ Статья в формате PDF 135 KB...

12 05 2024 6:11:21

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПРОЕКТОВ В ЛИЦЕЕ ПРИ ВУЗЕ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПРОЕКТОВ В ЛИЦЕЕ ПРИ ВУЗЕ Статья в формате PDF 97 KB...

10 05 2024 19:58:24

ВАСИЛЬЕВА ГАЛИНА ИВАНОВНА

ВАСИЛЬЕВА ГАЛИНА ИВАНОВНА Статья в формате PDF 116 KB...

06 05 2024 12:19:27

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ КВАНТОВОЙ ХИМИИ

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ КВАНТОВОЙ ХИМИИ Статья в формате PDF 95 KB...

02 05 2024 9:33:54

АДАПТАЦИЯ ПЕРВОКЛАССНИКОВ К ШКОЛЕ

АДАПТАЦИЯ ПЕРВОКЛАССНИКОВ К ШКОЛЕ Статья в формате PDF 292 KB...

30 04 2024 11:19:13

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВОДЫ Статья в формате PDF 346 KB...

29 04 2024 1:50:31

РОЛЬ ЦИТОКИНОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ

РОЛЬ ЦИТОКИНОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ Статья в формате PDF 122 KB...

25 04 2024 20:26:39

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ Статья в формате PDF 119 KB...

24 04 2024 5:30:13

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::