Смирнов Г.В. - Рожденные вихрем (1107599)
Текст из файла
ББК 22.253.3 С 50 Репекэенты: Н. М. Санев, доктор техннческнх наук, профессор, Г. Н. Алексеев, кандкдат техннческкх наук. Смирнов Г. В. С 50 Рожденные вихрем. — М.: Знание, 1982.— 192 с., ил. — (Жизнь замечательных идей). 70 коп. «Рождеввме звхрем» вЂ” юю гндроазродваамвчесвве евам, дейсняующне на тела со оторопи обтекающих нх потоков жидкостей н газов. СФера действия »тих сал поистине безгранична. Сюда входят движения атмосйюрм я океана.
те«сная а трубах я каяалзх. полет си«радое и самолетов. плзззйяе кораблей н рмб, перепас пленеров и птиц. В достуняой бюрае, увлекательно затор расслззмзаст об истории стаююлеавя а разевтнв о«познан» понятий в законов современной гадроазродвяамякн. научно-художестаеваая квагз рассчитана аа мирский круг чвтателей. С 1703040000 — 627 22 62 1763040000 ББК 22.233 3 073(02) — 62 633 © Издатемьстео «Знавав», 1МХ г. Введение ЧТО ИЗОБРЕЛ РОБЕРТ ФУЛТОН? 1931 году во время переезда редакции английского журнала «Инженер» в новое помещение при разборе архива была обнаружена -пачка из двадцати раскрашенных акварелью чертежей.
То были невесть как попавшие сюда чертежи Роберта Фултона (1765 1815! к заявке на изобретение парохода, направленной некогда в патентное бюро США. Эту находку — а она была уникальной, поскольку первый комплект таких чертежей вместе с заявкой погиб при пожаре патентного бюро в 1836 году, — редакция приподнесла в дар Американскому Обществу инженеров- механиков, где она произвела настоящий фурор. Особый интерес вызвал чертеж № 2, с неожиданной стороны показавший те трудности, с которыми раньше всех столкнулся изобретатель парохода Роберт Фултон...
Во времена парусного флота главной заботой кораблестроителей были мореходные качества — плавучесть, остойчивость, непотопляемость, ходкость, живучесть, плавность качки. Что же касается дальности плавания, то она, будучи практически неограниченной для всех парусников, никак не была связана со скоростью хода. Поэтому кораблестроители не интересовались сопротивлением, которое оказывает вода движущемуся в ней корпусу, и при выборе площади парусов руководствовались не достижением заданной скорости хода, а способностью судна безопасно нести парусное вооружение. Появление паровой машины на судне должно было положить конец такой практмке проектирования. У парохода. в отличие от парусника, дальность плавания не безгранична, а зависит от принятого на борт запаса топлива, которое расходуется тем быстрее, чем мощнее паровая машина. А для определения ее мощности необходимо знать сопротивление, которое испытывает корпус 5 при заданной скорости хода.
Таким образом, сама установка машины на судне автоматически выдвинуля на первый план проблему вычисления гидродинамического сопротивления. И чертеж № 2 в чудом обретенном комплекте фултоновскнх документов свидетельствовал. о том, что американец был первым, кто практически столкнулся с этой трудностью, и что оценка сопротивления корпуса парохода была ключевым моментом в его изобретении.
И до Фултона не было недостатка в изобретателях, пытавшихся установить паровую машину на корабль. Но, будучи ие в силах гармонично увязать между собой корпус, двигатель я движитель — гребные колеса, весла или винт, они терпели одну за другой неудачи, которые, как писал Фултон, «произвели на общественное мнение Европы н Америки впечатление, будто бы практически было невозможно создать пригодное паровое судно». Поставив своей целью создать конкурентоспособный транспорт с гарантированной скоростью хода, Фултон должен был любым путем — расчетом, экспериментом, чутьем — достаточно верно оценить сопротивление корпуса еще не существующего судна.
Чертеж № 2 пролил неожиданный свет на эти усилия Фултона. инженеры и историки техники с изумлением обнаружили схему и сводку экспериментальных данных по сопротивлению досок и тел разной формы и длины, полученных английским исследователем М. Бофуа е 1793 — 1798 годах. Хотя метод, с помощью которого Фултон на основе этих цифр вычислил сопротивление своего «Клермонт໠— первого построенного им парохода, утрачен навсегда, нег никакого сомнения, что сам он высоко ценил произведенные им расчеты, видя в иих существенную часть своего изобретения.
Об этом свидетельствуег четвертый пункт выданного ему в 1809 году патента. «Да будет известно всем, кого это может касаться, что я заявляю свое исключительное право на данное изобретение, основываясь не только на самой идее установки машины на судне, но также на разработке необходимой для этого формы корпуса, .размеров лопастей и скорости, с 'которой они должны двига.гься, приведенной в соответствие с формой носа и кормы, осадкой судна, его скоростью, трепнем н общим сопротивлением; а также на вычислении мощности паровой машины для сообщения всему судну необходимой скорости» (курсив мой. — Г.
С.). С этого момента вычисление гидродннамического со- противления, испытываемого движущимся кораблем, стало технической потребностью, которая дает развитию науки более сильный толчок, чем десяток научных трактатов. Поначалу такое утверждение может вызвать удивление: ведь Фултон был далеко не первым, кто интересовался гидродинамическим сопротивлением, и до него десятки исследователей ломали голову над разгадкой этого сложного явления. Но именно Фултон сделал изобретение, которого настоятельно требовало промышленное развитие Европы и которое потребовало умения точно вычислять силу сопротивления будущего еше не существующего судна.
А так до Фултона вопрос о гидродинамическом сопротивлении не ставил никто1 В самом деле, в разное время вопрос о взаимодействии тел со средой ставился по-разному, поэтому и в решениях освешались разные стороны явления. Так, знаменитый древнегреческий философ Аристотель, вознамерившись создать стройную систему мироздания, всюду искал причины и следствия. Рассуждая чисто умозрительно, он пришел к выводу, будто вода или воздух одновременно и тормозят движение, и поддерживают его. Следовательно, без сопротивляющейся среды движение невозможно, а потому невозможен вакуум,,пустота. Через полтора тысячелетия схоласты средневековья показали, что словесные объяснения механизма движения, набросанные Аристотелем, не выдерживают поверки логикой, но дальше этого негативного результата они не пошли.
Честь создания теоретической механики, полученной простым «очищением» движения тел от затемняющих его эффектов гидроаэродинамического сопротивления, выпало на долю великих механиков и астрономов Х'ЧИ века — Кеплера, Галилея, Гюйгенса, Ньютона и других. Но изящные построения и формулы теоретической механики и астрономии, которые рассматривали движение в пустоте, не оказывающей никакого сопротивления, не представляли особой ценности для практики, для земных условий, где невозможно пренебречь сопротивлением окружающей среды.
Поэтому, не ограничиваясь только идеальными случаями, в ХУ11 веке и естествоиспытатели, и люди практики начинают уделять больше внимания силам гндроаэродинамического сопротивления. Но как ставят они при этом вопросг Астрономов интересует порядок этих сил, от чего и как они зависят н могут ли влиять на траектории движения небесных тел. Иначе смотрят на дело артиллеристы, которых мало волновала сама по себе величина си. лы сопротивления воздуха летящему ядру. Заботясь только о надежном поражении цели, они готовы были довольствоваться поправками на сопротивление воздуха, с помощью которых можно было бы скорректировать теоретические траектории и приблизить их к требовани' ям реального боя. Судостроители тех лет тоже мало изучали собственно величину сопротивления корпуса.
Их больше занимал вопрос, как найти форму корпуса, которая при данном парусном вооружении гарантировала бы наибольшую скорость. А купцы, перевозившие грузы по рекам и каналам, мечтали о наивыгоднейшей форме, которая позволила бы им сэкономить на числе буксирующих баржи лошадей и на корме для иих. Понадобилось сто лет промышленного развития Европы, изобретение паровой машины, прежде чем Фултон смог поставить вопрос по-новому: как определить величину сопротивления будущего судна, без которой нельзя вычислить мощность машины, потребную для достижения заданной скорости. Задача эта оказалась невероятно трудной, и надежно определять сопротивление корабля инженеры научились лишь шестьдесят лет спустя.
И понадобилось еще шестьдесят лет, понадобились усилия выдающихся математиков, экспериментаторов и инженеров, понадобилась современная гидроаэромеханика, чтобы к началу ХХ века научиться точно вычислять те две силы, без которых немыслимы многие сооружения современной техники, — подъемную силу и силу лобового сопротивления, действующие на любое тело, обтекаемое жидкостью или газом.
Глава Ь ФИЗИКА СКВОЗЬ ПРИЗМУ МЕТАФИЗИКИ Ж 1215 году на Латеранском соборе папа Иннокентий П1 официально запретил распространять учение греческого философа Аристотеля, которое породило н впредь могло порождать неведомые лжеучения. А 39 лет спустя — в 1254 году — Парижский университет приступил к изданию полного собрания сочинений этого выдающегося мыслителя... Что же произошло за эти четыре десятилетия? Что побудило римско-католическую церковь пересмотреть свое отношение к великому греку? Мы не ошибемся, сказав, что эта знаменательная перемена была одним из многочисленных следствий раннепротестантских учений, возникших в Западной Европе в ХП веке.
Ватикан моментально оценил опасность этих еретических учений, и Фреди других средств борьбы с ними в арсенале католической церкви появилась схоластика. .«Вера ищет разумения, — говорили приверженцы этого течения. — Надо призвать разум в помощь церковному авторитету, надо превратить разум из врага в служителя авторитета». Схоласты поставяли целью дать систематическое изложение всего христианского вероучения, так чтобы в полном тексте ни одно утверждение не про тиворечило другому. Позже над заумными диспутами схоластов много смеялись, и не всегда оценивали по достоинству ту колоссальную работу по изучению текстов священного писания, которая подготовила великое реформаципнное движение ХЧ1 века.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
