ПАРАМЕТР АСИММЕТРИИ ЗОНТООБРАЗНОГО ТЕЛА
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
- Герасимов С.А. //Прикл. мех. и техн. физ. 2003. Т. 44. № 6. С. 44-48.
- Герасимов С.А., Удалова Е.С. //Техника и технология. 2005. № 1. С. 17-20.
- Герасимов С.А. //Естеств. и техн. науки. 2005. № 6. С. 128-132.
- Горлин С.М., Слезингер И.И. Аэромеханические измерения. - М.: Наука, 1964. - 720 с.
- Нагаев Р.Ф., Тамм Е.А. //Машиноведение. 1980. № 4. С. 3-8.
- Стрелков С.П. Механика. - М. Наука, 1975. - 560 с.
Статья в формате PDF
103 KB...
23 03 2026 4:20:18
Рассмотрены вопросы участия почвенных водорослей в поддержании стабильности наземных экосистем в условиях антропогенного воздействия на окружающую среду. Показано, что почвенные водоросли обладают высокой устойчивостью к нефтяному и радиоактивному загрязнению, наличию в среде поверхностно-активных веществ. Они первыми из автотрофных организмов поселяются на токсичных субстратах, участвуют в самозарастании промышленных отвалов.
...
21 03 2026 10:59:16
Статья в формате PDF
97 KB...
20 03 2026 4:47:54
Статья в формате PDF
124 KB...
19 03 2026 5:15:59
Статья в формате PDF
132 KB...
18 03 2026 13:23:57
Статья в формате PDF
295 KB...
17 03 2026 15:25:57
Статья в формате PDF
97 KB...
15 03 2026 7:10:28
Статья в формате PDF
100 KB...
14 03 2026 7:55:25
Предложена октетная теория гравитации: 4-потенциал, зависимость силы гравитации от момента и его прецессии в недрах звезд, физических тел, частиц. Медленное удаление планет от звезды – связь со смещением их перигелия. Рождение "ощущаемой" материи и субпланет в ядре звезды. Обтекание падающим телом, равно как и лучами света, центра притяжения ввиду его нагруженности необратимыми термодинамическими процессами. Гравитационный коллапс – недоразумение, основанное на метафизическом понимании ограниченности всех скоростей скоростью света в физическом вакууме и игнорировании не только квантовых эффектов, но и реальных условий падения в плазму. Звезда – это отнюдь не "так просто" уже из-за различия пассивной и активной гравитационных масс. Аннигиляция генерируемой из эфира материи – неотъемлемое свойство физического мира и источник энергии звезд. Ввиду гармонического хаpaктера решений системы дифференциальных уравнений октетной теории гравитации, нет необходимости "склеивать" гравитацию и квантовую механику, как в континуалистской ОТО. Свойства решений зависит от величины констант, т.е. в конечном итоге от топологии и масштабов в прострaнcтве и необратимом физическом времени Т.
...
13 03 2026 3:46:19
Статья в формате PDF
121 KB...
12 03 2026 10:48:55
Рассмотрены некоторые проблемы идентификации моделей распределения данных, при использовании современного математического аппарата для решения этой задачи. Показано, что использование методов нелинейной оптимизации для идентификации моделей приводит к улучшению результатов идентификации, но одновременно, изменяет формальную постановку задачи. Выделено три группы проблем, связанных с выбором критериев согласия, их критических значений и проверкой адекватности получаемых моделей. Проанализированы возможные подходы к решению этих проблем.
...
11 03 2026 7:36:37
Умелое использование сокровищницы мировой культуры, достойное место в которой занимают поэтические и художественные произведения М.В. Ломоносова, М.И. Алигер, И.В. Гёте, И.А. Ефремова, К.Г. Паустовского, в педагогической пpaктике обеспечивает эффективное развитие естественнонаучного интеллекта и формирование мировоззрения школьников.
...
10 03 2026 0:32:30
Статья в формате PDF
111 KB...
09 03 2026 10:39:26
Статья в формате PDF
104 KB...
08 03 2026 5:27:35
Статья в формате PDF
119 KB...
07 03 2026 16:56:39
Статья в формате PDF
172 KB...
06 03 2026 16:40:26
Статья в формате PDF
114 KB...
05 03 2026 15:49:58
Статья в формате PDF
128 KB...
04 03 2026 10:35:34
Статья в формате PDF
118 KB...
03 03 2026 22:58:45
Статья в формате PDF
96 KB...
02 03 2026 23:36:38
Статья в формате PDF
118 KB...
28 02 2026 14:29:53
Статья в формате PDF
122 KB...
27 02 2026 6:35:36
Статья в формате PDF
125 KB...
26 02 2026 19:46:56
Проведен анализ природоохранного законодательства пpaктически за все время существования России, который условно можно разделить на три периода: от начала становления России до Октябрьской революции; в период Советского Союза; в период новой России с 1990-х годов. Несмотря на то, что в последнее время человечество осознает, какой вред наносится окружающей среде, принимаемых мер в области охраны природы недостаточно. Все законодательные акты, отдельные кодексы, нормы нужно систематизировать и свести в единый нормативный документ – экологический кодекс России.
...
23 02 2026 11:36:49
В лаборатории биохимии ФГУН «РНЦ «ВТО» им. акад. Г. А. Илизарова Росздрава» разработаны имплантационные материалы на основе кальцийфосфатных соединений, выделенных из костной ткани крупного рогатого скота. Технология получения материалов для имплантации включает в себя деминерализацию костной ткани с применением хлороводородной кислоты, осаждение из раствора кальцийфосфатных соединений, их очистку, высушивание и измельчение.
Изучен качественный и количественный состав полученных материалов с применением сканирующей электронной микроскопии, инфpaкрасной спектроскопии и метода рентгеновского электронно-зондового микроанализа. Установлено, что материалы представляют собой порошкообразные смеси с включениями гранул диаметром от 100 до 2000 мкм. В состав материалов входят остеотропные элементы кальций, фосфор, магний, сера, которые однородно распределены в материале.
...
22 02 2026 9:43:54
Статья в формате PDF
101 KB...
21 02 2026 10:37:36
Статья в формате PDF
245 KB...
20 02 2026 16:19:56
Статья в формате PDF
216 KB...
18 02 2026 19:38:48
В работе рассматривается процесс утилизации ртутьсодержащих соединений с использованием в качестве активного соединения кремния, что экономически более выгодно, чем использование порошкообразного титана. Рассматривается возможность миграции ртути в условиях возрастающей техногенной деятельности человечества.
...
17 02 2026 0:58:19
Статья в формате PDF
151 KB...
16 02 2026 14:40:19
Статья в формате PDF
235 KB...
15 02 2026 1:16:25
Статья в формате PDF
300 KB...
14 02 2026 23:47:42
Статья в формате PDF
100 KB...
13 02 2026 6:23:56
В работе обосновано применение метода Дэвиса для оценки коэффициентов активности ионов, образующихся в кислотно-основной системе, при определении термодинамических констант диссоциации ароматических кислот в среде диметилформамида.
...
12 02 2026 17:42:44
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 ::
