Менделеев Д.И. О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании (1124038), страница 24
Текст из файла (страница 24)
С тех пор эти знания не подвинулись. Пусть же читатель услышит от компегентнейших лиц изложение того бесформенного и почти бесполезного состояния знаний, до которого дошли в деле сопротивления, отдаваясь сперва Ньютону, а потом ограничиваясь кораблем, служа то богу, то маммоне, н почти пренебрегая тем индуктивным путем, который привел другие области нового знания к их сравнительному совершенству, а затем и к практической прнложимости. Ради той же пели, т.
е. убеждения в отсутствии какой-либо строгости в теоретическом знании сопротивления, в приложениях 1-м, 2-м и 3-м приведены прежние системы, стремившиеся охватить задачи сопротивления, а в приложениях 8-м и следующих — новейшие попытки этого же рода. Сопоставляя их и прибавляя сюда теорию Бурачка, получим громкий, но далеко не складный концерт, явно показывающий, что снуются люди проникнуть в тайны сопротивления, но так толкают друг друга, что мешают и сами себе и спокойному, хотя и верному, ходу индуктивного знания.
В этой путанице нельзя пробираться без столкновения; но пусть меня толкают, я постараюсь, с своей стороны, никого не задевая, итти полегоньку, руководствуясь светом опытного приема знаний, а потому и обращаюсь прежде всего за указанием к измерениям сопротивлений. Этому предмету посвящается вся следующая глава. Однако, прежде чем приступить к этому предмету, считаю необходимым, хотя вкратце, уяснить некоторые стороны предмета, близко соприкасающиеся с общим состоянием вопроса о сопротивлении, потому что эта первая глава н назначена для ознакомления с этими общими сторонами занимающего нас дела.
При этом я ограничиваюсь такими частями учения о сопротивлении, которые или не. развиты, или вовсе упущены в вышеуказанных русских статьях, имеюших в виду почти исключительно практику корабля. В направлении учения о сопротивлении среды за последнее время, по моему мнению, важнейшую особенность составляет изучение явлений, сопровождающих движение тел в среде или совершающихся в связи с самым движением. Знакомство с трением открыло глаза, направило исследователей. Но и здесь надо отличить существенное, общее — от частного и касающегося лишь до движения плавающих тел, особенно до кораблей.
Так, в изучении всех частностей сопротивления корабля, конечно, имеет большое значение точное знакомство с волнами, сопровождающими корабль н образующимися на поверхности воды; можно даже допустить со Скотт-Росселем, что для разыскания влткнвйшна сввдввня о сопготнвланнн сгвды 377 наивыгоднейшей формы корабля это существенно, но для всей теории сопротивления полное исследование волн имеет лишь побочное н отдаленное значение, потому что прн движении тела, совершенно погруженного в жидкость, это явление должно измениться. Иное дело — изучение движения воды около носа н кормы корабля, сделанное тем же Скотт-Росселем, потому что во всяком случае, воде лн, нлн иной какой жидкости нужно же куда-нибудь деваться, когда на данное место вступает движущееся тело н ей надо откуда-то прнттн в то пространство, которое остается за кормою корабля.
Каковы направления раздающихся частиц жидкости нлн, как говорят,' струй, происходящих прн движении тела в среде? Каковы отношения скоростей в этих струях к скорости движущегося тела? Как этн скорости изменяются в том канале нлн в том пространстве среды, которое занято возмущенною от движения жидкостью? Каково отношение ширины этого канала к поперечному сечению движущегося тела? Изменяется лн это отношение с переменою скоростей н с другими условнямн (переменою среды, мнделя, температуры, форм тела н т. и.)? Словом, каков механизм перемещения жидкости? Это перемещение видимо, ясно понимаемо, но каково оно — до того 'н дела не было тому абстрактному отношению к вопросам сопротивления, какого держались первые исследователи этого вопроса.
Им не интересовались н тогда, когда просто проверяли ту нлн другую теорию. Для иных нлн все решается силою мышления, илн сводится на простую практику судоходства нлн морской архитектуры. А после того как славнейшие мыслители — Ньютон,. Эйлер, Бернулли н Д*Аламбер, отказалнсь нлн сами признали свое бессилие в понимании еше не изученного сопротивления, когда Дю-Бюа, Кулон, Бофуа открыли новые горизонты для. обсуждения вопросов, сюда относящихся, — невольно, силою вещей, пришлось прямо адресоваться к природе н разумно спрашивать у ней самой ответа на вопросы, касающиеся механнзма сопротивления, чтобы мысль н основная гипотеза анализа мирились с природою дела. Но те вопросы до снх пор задавались еще редко, так сказать робко, н ответы потому получались неясные.
Только стало очевидным, что без ответа на те вопросы придется блуждать в полумраке, который еще н поныне царствует в учении о сопротивлении среды. Постараюсь, однако, познакомить читателя с важнейшими нз тех наблюдений, сюда относящнхся„которые необходимы для понимания новейших теорий сопротивления, хотя последние обыкновенно (Скотт-Россель, Ранкнн, Бурачек) н касаются лишь специально кораблей н избегают прямого отношения ко всем случаям сопротивления. з Конечно, имея в виду, что корабль идет, так сказать, мимо воды, а не вода мимо корабля. Струя здесь только слово, которое заменить нельзя.
О СОПРОТИВЛЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ Перед площадкой, лодкой и т. п. телами, движущимися на поверхности воды, замечается возвышение воды, а за ними углубление. Они изменились в опытах французских академиков (стр. 317). Так, например, для тела (№ 1), изображенного (горизонтальный разрез) на листе 2, черт. 1?, получены следующие возвышения: а — посредине передней площадки (гетоц сеп(га!е) и Ь у ее краев (гепгоц 1а1ега!е): Число секунд на 20' = 8.64 7.95 7А2 6.75 6.38 = г Возвышение впереди а = 21 23 26 34 36 линий Возвышение сбоку 5 = 15 18 19 26 29 Сопрогизление г = 93 108.5 124 155 170,5 унций 201 Выражая скорость футами ~О = — йможновидеть,чтовысоты в середине, т.
е. а, возрастают пропорционально квадрату скоса 400 рости, а именно — или 2 —,, а едовате. ьно, и уоа — есть постоянная величина, а именно величина произведения атг в действительности получается =1631; 1454; 1432; 1649; 1466; среднее 1486. Следовательно высота поднятия изменяется, как сопротивления (по закону Ф), и действительно частное из г на а почти постоянно (=4.4, 4.7, 4.8, 4.6, 4.7).
Очевидно поэтому, что поднятие воды у передней нормальной поверхности двигающегося тела отвечает вполне тому поднятию воды в трубке Пито (т. е. зависит лишь от скоростй), которое наблюдал Дю-Бюа. Скотт-Россель, сам делавший подобные наблюдения, принимает, в круглых числах, что в морской воде, прн скорости 8 англ. фут. в секунду, поднятие воды перед плоским и нормальным носом=1 футу, а затем эта высота а растет пропорционально квадрату скорости, следоваог тельно, вообще а = —, ' а сопротивление на каждый кв. фут плоской и нормальной поверхности Россель, на основании прежних наблюдений принимает равным 1 англ. фунту при О=1, следовательно, вообще 77=юг, если Я есть сопротивление на 1 кв.
фут в англ. футах и о выражено в футах. ' Позтому, вообще, если высо~у поднятия а и скорость и выразить в англ. Ф футах, то — =64. Так как 1 франц. фут относится 1 англ. футу=324.8:304.8, а то 20 франц. футов =21.3 фут. англ. Следовательно, в предшествуюшпх фран- 21.3 цузских опытах ох= —, а так как в одном англ. футе 135 франц. линяй,то 22 а о,г (21.3Р 135 ,аг = 13Р, а потому из французских опытов — = . = 41.2, так как 135' ат па хгв = 1488; полученное число отличается от Скотт-Росселевского. Так как высота а, отвечаюшая скорости в свободном падении тел, равна †, а 8' = 2д ' =32 англ. фут., то очевидно, что Россель принимает высоту поднятия волы равною высоте соответствуюшея скорости. вджнкйшик свгдкния о соппотивлкнин скады 379 Когда передняя илн носовая часть движущегося по воде тела представляет форму вертикального клина илн двугранного угла, то и тогда около передней оконечности вода поднимается.' французские академики наблюдали и меряли это поднятие.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
