Аэродинамика
Труба для демонстрации аэродинамических свойств крыла . Ссылка на неё
Развернуть
–
Труба для демонстрации аэродинамических свойств крыла . Ссылка на неё
Если разместить стабилизатор спереди, то он сделает ровно противоположное от своего назначения - дестабилизирует ракету.
Повод расчехлить графический планшет
Во-первых, идеально симметричных реактивных снарядов не существует. Есть только понятие допустимая погрешность. Так что рано или поздно снаряд начнет лететь криво. Компенсировать это можно, либо задав сильное вращение вокруг продольной оси, как в нарезной артиллерии, либо... Собственно, стабилизаторами.
Во-вторых, центр тяжести у этих балумб находится ближе к центру, ещё и динамически изменяется по мере отработки топлива. Да, он может сместиться ближе к носу ракеты, но всё равно останется позади носового стабилизатора.
В-третьих, воздушные потоки тоже не идеально параллельно снаряду направлены. Порой пуски приходится делать перпендикулярно ветру.
И ещё туева хуча фаторов.
Поэтому ракета сразу завалится в какую-то сторону, а давящие в носовые стабилизаторы потоки с удовольствием помогут ей провернуться на 180 градусов.
И это вращение продолжится, пока не закончится топливо. А далее есть реальные шансы, что снаряд стабилизируется в положении задом наперёд и покажет относительно нормальную траэкторию в конце полёта... Только траэктория эта после всех кренделей, что совершит ракета к этому моменту, может указывать куда угодно, хоть обратно в стреляющего.
Почему именно сзади стабилизаторы работают... Потому что теперь центр тяжести спереди, и воздушные потоки, наоборот, своим давлением на стабилизаторы не дают ракете встать боком. Масса, которая тащит их за собой - имеет всяко больше энергии, чем хвост ракеты, поэтому хвост больше не сможет обогнать центр масс.
Исключения - ракеты с активными аэродинамическими поверхностями стабилизаторов (по сути, стабилизаторы с рулями, управляемые системой наведения) наподобие современных "воздух-воздух" или "земля-воздух", созданные для преследования маневренных целей типа истребителей. Они достаточно прочны, чтобы резко повернуть хоть на 90 градусов и более относительно вектора своего изначального движения, и это при работающем двигателе. Тем самым, хвост на мгновение догоняет центр масс.
В оригинале Galloping Gertie. Случай связанный с этим мостом напомнил мне пост от @dewqas про Волгоградский мост.
Итак, 23 ноября 1938 года началось строительство подвесного моста через пролив Такома Нэрроуз (Tacoma Narrows Bridge), он должен был соединить город Такома с полуостровом Китсап (Kitsap Peninsula) в штате Вашингтон. Открытие моста состоялось 01 июля 1940 года
Этот мост был третьим по длине главного пролёта, подвесным мостом, после моста Золотые ворота (The Golden Gate Bridge) и моста Джорджа Вашингтона (The George Washington Bridge).
Почему был третьим? Потому, что уже 07 ноября того же, 1940 года, мост разрушился. Произошло это как раз из-за малой высоты балки жёсткости и резонанса вызванного ветром, потому, что при проектировании не учли ветровые нагрузки. Кстати галопировать "Герти" начала ещё во время возведения, т.е. задолго до открытия, вот как только пролёт установили, так и начала "скакать". К счастью в момент разрушения на мосту было совсем немного автомобилей и людей, поэтому единственным погибшим стал кокер-спаниель по кличке Табби (Tubby), да несколько человек получили травмы во время эвакуации с моста и в попытке спасти собакена, но о общем и целом обошлось без жертв. Процесс разрушения был заснят на плёнку и в дальнейшем помог тщательно его изучить, что в свою очередь повлияло на то, что с начала 1940-х годов начались исследования аэродинамики и аэроупругости конструкций, да и в целом это привело к изменению подхода к проектированию мостов с большими пролётами.
Обрушившаяся часть моста теперь выполняет роль искусственного рифа, а на смену "Герти" пришёл новый Такомский мост (The New Tacoma Bridge), но только в 1950 году, т.к. началась вторая мировая война. Основой для нового моста стал старый, т.е. оставили опоры, тросы и прочее, но изменили устройство самого пролёта, думаю на фото прекрасно видна разница.
Как-то так.
P.S. для тех кто хочет посмотреть как выглядит мост сегодня вот ссылка на гугл карты.
Ну, начну всё же с мототемы. Ибо, как показал пост-представление, именно она по прежнему вызывает наиболее живой отклик. Очень уж захотелось кснуться вопросов аэродинамики мотоцикла и связи сопротивления воздуха с глобальными экологическими проблемами.
Все слышали это слово — аэродинамика, — но, похоже, не многие задумывались о степени её влияния на экономический эффект при передвижении по дорогам общего пользования. Подозреваю, что не все владельцы мотоциклов смогут сходу назвать величину Сх — коэффициента лобового сопротивления — своего аппарата. Но и те, кто сможет, должны понимать, что заявленный Сх — это ж чисто теоретическая величина. И на итоговый показатель влияет не только любовь райдера к нездоровому питанию, но даже такая, казалось бы, мелочь как государственный регистрационный знак.
Собственно, этот самый знак, для мотоциклов до недавних пор безальтернативно представлявший собой огромную "лопату", и является одной из главных причин ухудшения аэродинамических свойств двухколёсного транспорта. В теории это понятно: здоровая пластина, закреплённая перпендикулярно продольной оси мотоцикла, — фактически тормозной парашют. Но критерий истины, как мы все знаем, — это практика. И я провёл цикл экспериментов в реальных условиях и пришёл к наиважнейшему выводу. Но по порядку.
Довелось мне тут довольно длительное время поездить на тайваньском макси-скутере SYM Maxsym TL 500. И в какой-то момент, подходя к нему на заправке, я увидел, что, о ужас, государственный регистрационный знак потерялся. Дело было вечером, где-то по дороге от Москвы к Сочи, поэтому суетиться и искать круглосуточную контору по изготовлению номеров я не стал, просто продолжил поездку.
И результаты получились достаточно любопытными: средняя скорость передвижения заметно увеличилась, а расход топлива (практический, не по показометру) так и остался в пределах 4,5 литров на 100 км. Фантастика? Нет, физика. Для чистоты эксперимента я даже экипировку не менял, продолжал ездить в том же, в чём был до потери номера. В итоге по прошествии тестовых 1488 км готов подтвердить, что отсутствие ГРЗ на мототранспорте имеет огромное число плюсов — и с экологической, и с экономической точки зрения:
- снижение уровня выбросов в единицу времени (т.к. средний расход не увеличился, а средняя скорость выросла существенно);
- снижение уровня звукового загрязнения, т.е. шума в единицу времени (проезжаю фиксированный участок за меньшее время);
- снижение затрат времени на дорогу;
- снижение нагрузки на дорожную сеть;
- и, наконец, снижение затрат на оплату штрафов.
И всё это лишь благодаря отсутствию аэродинамического тормоза!
Большой пассажирский лайнер летит по тем же физическим законам, что и бумажный самолетик. Например, если великан запустит 400 тонный Boeing-747 с высоты 10км, то он пролетит 170 км.
Самолет будет опускать нос и разгоняться, затем задирать нос и гасить скорость. Этот цикл будет повторяться до земли.
В фильмах мы видим, как после отказа двигателя самолет резко входит в пике и летит носом в землю-это выдумки.
Да, бывает, что самолет падает вертикально, но это вызвано не отказом двигателя, а ошибками пилотирования или проблемами с органами управления.
С одним отказавшим двигателем самолет может взлететь, набрать высоту, выполнить горизонтальный полет, зайти на посадку и даже уйти на второй круг.
Если отказ произошел на эшелоне, то придется снизиться до высоты 5-8км, так как на одном движке самолет не может выдерживать большие высоты.
На эшелоне или на снижении отказ двигателя можно даже не заметить, пока не сработает сигнализация.
На дальность планирования самолета влияют:
Высота полета
Направление и скорость ветра
Аэродинамическое качество ВС
Масса самолета
Начальная скорость
Параметры наружного воздуха
Аэродинамическое качество самолета-это отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению.
На практике-это то расстояние в км, которое пролетит ВС с высоты 1км.
Вот значения аэдинамического качества для некоторых самолетов:
Ту-154 16
Boeing-747 17
Ту-160 20
A-320 17
Ан-2 10
Планер 50
Буран 5.6
Чем выше качество, тем дальше самолет может планировать.
Пилот знает сколько пролетит самолет на малом газе на 1км или 1000 футов высоты. Эти данные есть в руководстве по эксплуатации.
На снижении пилот рассчитывает высоту и расстояние до аэродрома, чтобы буквально спланировать с эшелона до посадочной прямой.
Полет по глиссаде уже продолжается с тягой двигателей.
Заходишь в Новосибирске на А320. Смотришь, так, высота 33000 футов, расстояние 150 миль. Значит надо начать снижение через 5-6 минут, за 120 миль. Чтобы спланировать на малом газе, погасить скорость, выпустить колеса, закрылки... А тут ветерок попутный подул, значит надо воздушными тормозами помочь.
Но, как правило, диспетчер рушит все твои планы по виртуозному планированию и подвесит на эшелоне или вообще в зону ожидания отправит...
Некоторые коллеги сразу психуют, ругаются. Но я стараюсь спокойно к этому относиться. Особенно когда оплата идет за лётное время
Спасибо за внимание друзья! С вами был летчик Миша, лидер рок-группы SAHALIN. Кому интересно познакомиться лично и послушать мою музыку, переходите в группу вк, там есть информация о предстоящих концертах. Подписывайтесь, впереди много интересного!
Почему слева есть завихрение, а справа нет?
______________________
Для тревожных:
1) снимал, смотря на дорогу
2) на чек пофигу, как и в целом на этот автомобиль.
чек загорелся сразу же как привод датчика скорости сломался. спидометр починили, а чек остался. не заехал еще к электрику
Слева:
Справа:
