Менделеев Д.И. О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании (1124038), страница 18
Текст из файла (страница 18)
на з кв. фут., или: 7'= у (0.029 о+0.1536 оа) кг на 5 кв. м..... (У Это выра>кение дает трение по Бофуа с точностью большею, чем предшествующее выражение (11), (111) н (1Ч). При грубом приближении можно считать 7'=5па 0.16 кг на о кв. и........ (%) Важнее 7ке всего заметить, что при тех мзлых скоростях (сантиметры в секунду), с какими имел дело Кулон (стр.
323), трение почти пропорционзльно 1-й степени скорости, а здесь (скорость — метры в сек.) почти 2-й степени. Только будущие новые опыты решзт: зависит ли зто от того, что у Кулона было движение колебательное, а здесь поступательное, или только от разности скоростей? Основные недостатки, свойственные опытным приемам Бофуа, вполне устраняются в новейших определениях бокового трения, произведенных в Англии же, в 18?2 — 1874 гг, Фроудом. У него не поплавок, з тележка на рельсах; идущих поверх длинного канала с водою, а потому нет возможности сомневаться в том, что доска, прикрепленная к тележке, изменяет ее положение. Притом у него определяется не груз, нужный для сообщения скорости тележке и доске, трение которой определяется, а у Фроуда на тележке пружина, которая растягивается, как динамометр, от силы сопротивления доски. Затем у Фроуда передний конец доски заостренный (черт. 104, лист 8),потому прямое сопротивление от переднего конца доски малое, так что почти одно трение доски о воду и влияет на меру удлинения динамо- метрической пружины, состояние которой во все время записывается (регистрируется) на вращающемся цилиндре, находящемся на тележке (лист 8, черт.
103). У Бофуа трение только малая доля( —,') всего сопротивления, у Фроуда все побочные влияния составляют только ничтожную ~ — „7 долю трения. Кроме всего этого эз~ 356 о сопготнвлании жидкостей Фроуд берет доски не двух, а многих размеров (лист 9, черт. 10?), а именно длиною от 6 дюйм.
до 50 фут. А все же, при всех усовершенствованиях, Фроуд есть только прямой продолжатель Ьофуа. Приемы их в сущности те же. У обоих доска движется в воде вдоль своей оси, помещается ребром. То же у обоих стремление взять у природы числа, нужные для английского мореплавания, прй помощи колоссальных средств ' богатой страны, увеличивая размеры исследования, даже те же почти длины, удивляющие величиною — у' Бофуа в первом опыте, 11 октября 1793 г., была доска в 42.198 фут. длиною, у Фроуда— в 50 фут. Размеры эти могут казаться полезными дли опыта технического, но для установки основных научных вопросов нуисны не эти многосаженные размеры, а нужно главнее всего сйокойное, критическое и разностороннее отношение к опыту, которое убивается при этих невозможных для научного исследования размерах.
Мы видели, что сделал и что упустил Бофуа, посмотриьт, что сделал Фроуд, и увидим, не упустил ли и он чего-либо, задавшись обширными размерами опытных исследований. Впрочем, относительно Фроуда нельзя следовать тому приему, какому мы следовали, излагая наблюдения Бофуа. Исследования этого последнего описаны вполне, каждый опыт дап со всеми своими числами, даже, пожалуй, есть излишек, роскошь чисел — громадный том — весь из цифр, добытых Бофуа. Все же то, что публиковано относительно опытов Фроуда, может быть вмещено на печатном листе, н ни один опыт не дан в виде сырых, прямо полученных чисел; известны только выводы, результаты. Разве ныне, когда Фроуд уже потерян для науки, соберутся публиковать его подлинные данные.
В прошлом 1878 году, когда Фроуд был еще жив, я получил, по его обязательности, чрез посредство В. И. Святского, единственные — это его слова, — имеющиеся в печати отчеты об его исследованиях. Так как они невелики и помещены в издании сравнительно редком, в отчетах британской ассоциации для движения наук (Керот1 01 15е Вг(1)зй Аззос(а11оп 1ог 15е Абвапсешеп1 о1 Бс1епсе, Вг1оЫоп, 1872, р. 118 н Ве((аз1, 1874, р.
249), то я считал за наилучшее приложить к этому изданию полный перевод двух рапортов Фроуда (приложения 6 и 7) и снять (листы 8 и 9)в т Генр. Бофуа в предисловии (р. ХХХ1!) говорит о том, что опыты его отца и шведские опыты стоиаи ло 50000 фунтов стерлингов, что пз наши деньги составит около полумиллиона руб. Опыты Фроуда потребовали громадных средств английского адмиралтейства, судя по тому, что устроено для них особое здание над длинным водоемом, заведеиы особый двигатель н целая система приспособлений.
Эти богатые средства, данные Англиею для изучения сопротивления, надо сознаться, прииесли малые плоды, оставили почти все не разрешенным, что было ранее не разрешено, мне кажется потому преимушествеино, что были чересчур близкими к размерам и задачам практики; чистая наука была в стороне. Влжнейшие сВедениЯ о сопРотивлении сРеды 857 рисунки и диаграли~ы, которыми снабжены отчеты Фроуда. Это избавляет меня от изложения приемов исследования и передачи хода мыслей Фроуда о трении. Мне остается лишь указать на способ постановки вопроса о сопротивлении, бывший в виду у Фроуда, и затем высказать мои соображения, касзюьциеся его опытов.
При этом я буду предполагать, что прилагаемые здесь переводы статей Фроуда уже прочтены читателем. Как смотрит Фроуд на сопротивление, видно из его чтения, помещенного в приложении 8 (и может быть найдено желающими в „Морском Сборнике" за 1877, № 4). Это изложение понятий Фроуда о сопротивлении воды сделано им в Кенсингтонском музее в 1876 г. во время бывшей тогда в Лондоне выставки научных приборов и после ряда его различных опытов, а потому заключает, так скззать, венец исследования. Достаточно сличить это изложение с тем, которое выражает сущность фрикционпой теории Рзикина (Морской Сборник, 1867, №12), чтобы видеть, что Фроуд †прям последователь этой теории, Для нее корабль с правильными обводами требует для придания ему определенной скорости некоторой силы совершенно по иной причине, чем угловатая модель, хотя бы~такая, как в опытах Боссю (черт.
7) или в опытах Бофуа (лист 6, 7). У модели работа двигателя идет на сообщение некоторого количества движения воде, образующей водовороты впереди, подле и за моделью, у корабля же с должными образованиямн работа двигателя идет Йсключительно на образующиеся волны, да на трение воды о бока корабля. Таково положение теории Ранкина. Мы возвратимся к этому предмету далее, теперь нам важно лишь указать на то, что Фроуд держался фрикционной теории, а она в трении видит главную затрату двигателя, главную причину сопротивления, хотя бы для корабля, если не для угловатой модели.
Немудрено, что Фроуд направляет средства английского адмиралтейства и все свои силы для определения величины трения иа бока корабля. Исследования Фроуда приводят его к тому, что трение на движущуюся длинную доску не пропорционально поверхности, а уменьшается с ее длиною, примерно так, что если близ сзмого носа на 1 кв. фут гладкой поверхности, при скорости 10' в секунду, трение около =0.4 фунт., то на расстоянии 80 фут. от носа приходится лишь около половины этой величины. ' В среднем величина эта т В 7 приложении дана таблица чисел, выведенных Фроудом. На листе 9 даны диаграммы, выража1ощие результаты его наблюдений. Из созокупногли чисел видно, что гладкие поверхности преаставлают почти одинаковые сопротивлении, покрыты ли они лаком, парафином или оловом.
дли зтох [поверхностей) средний результат дли 10' скорости: трение иа 1 кв. фут прн расстоанян е=2', г'=0,352; при и=8', г=0.252; при И=20', г= 240 и при а'=50', г=0.220. Очевидно нз характера данных, что сопротивление при И=О будет представлить некоторую величину, а при большом возрастании длины г стре- о сопготнвлвиии жндкоствй 15.5 оливка к данной Бофуа, который дает для Ф = — 10' =0.31 фунт. Изменение трения со скоростью у Фроуда выходит такое же почти, как у Бофуа, т. е. трение почти пропорционально 2-й степени скорости. Так средняя степень и ' скорости для гладких поверхностей (как парафин, олово) при доске длиною 2 фут.= =2.04, при длине 8 фут. она=1.93, при длине 20' она =1.90, при 50' длины она = 1.83.
Здесь она явно уменьшается с длиною. Но для опытов, сделанных Фроудом с досками, покрытыми песком (3 различных степеней мелкости), сопротивление возрастает с большою правильностью постоянно пропорционально квадрату скорости. Это последнее обстоятельство, в связи с тем, что, по опытам Бофуа, трение растет пропорционально 1.933 степени скорости, противопоставленное с тем, что в опытах Кулона трение растет пропорционально 1 (первой) степени скорости, требует отнестись с надлежащей разборчивостью ко всем подробностям английских опытов о трении, тем более, что Кулоиовы опыты ведены по способу, совершенно хорошо ныне исследованному и представляющему все условия точного научного опыта, хотя и сделаны в малом виде и при непостоянных скоростях кругового качательного движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
