> Дирижабли, страница 1 > Использование характеристических горизонтальных кривых корабля для определения положений равновесия у причальной мачты

Использование характеристических горизонтальных кривых корабля для определения положений равновесия у причальной мачты

На практике было обнаружено, что жесткий воздушный корабль не держится против ветра, когда он пришвартован к мачте, но что существует два положения равновесия—по одному с каждой стороны направления ветра.

Мы объясним этот феномен, пользуясь характеристическими горизонтальными кривыми корабля.

Возьмем модель дирижабля „Медитэранэ“, характеристические горизонтальные кривые которого даны на чертеже 18, и предположим, что этот дирижабль пришвартован к мачте своей носовой частью А.

Проведя от точки А касательную к метацентрической кривой, мы получим направление сопротивления воздуха для случая равновесия при горизонтальном ветре. Проведя же из точки А касательную к кривой девиации, мы обнаружим, что направление скорости образует с осью корабля угол, примерно, в 7°.

Положение корабля будет, следовательно, таким, что пришвартованный к мачте в точке А он будет находиться в равновесии в 7° от струи ветра либо с одного края, либо с другого (чертёж 19). Угол между направлением ветра, примерно, в 7° является относительно малым и a priori видно, что это положение не вызывает больших неудобств.

Рассматривая же направление сопротивления воздуха в этом положении равновесия (чертёж 19), мы обнаруживаем, что оно образует с направлением оси угол, примерно, в 65°. Вследствие этого создаются уже очень существенные боковые усилий отрыва, которые становятся чрезвычайно резкими при внезапных поворотах в сторону, вызываемых порывами и изменениями ветра.

При известных поворотах в сторону сопротивление воздуха может проявляться и в направлении, перпендикулярном оси. Вероятно по этой причине и имели место случаи отрыва кораблей; это положение приводит к необходимости очень сильного бокового крепления точки привязи в носовой части. В результате создается утяжеление носовой части корабля, причем это утяжеление уменьшает полезную подъемную силу аэростата и увеличивает инерцию носовой точки; это же обстоятельство вредит сохранению постоянства пути.

Чтобы облегчить это положение и создать для дирижабля лучшие условия безопасности с минимумом креплений, надлежит увеличить влияние вертикального оперения так, чтобы отодвинуть главный центр девиации С₀ до точки А. Это дает первое положение устойчивого равновесия в струе ветра, так как направление сопротивления воздуха и направление скорости в этой точке возврата совпадают с осью аэростата (чертёж 20).

Чертёж 20. Чертёж 21.

Перемещая точку С₀ за точку А, мы получим более устойчивый аэростат и более чувствительный к изменениям в направлении ветра (чертёж 21) (настоящий флюгер).

Поступая таким образом, мы обеспечиваем лучшее держание корабля у причальной мачты; этим также улучшается и следование корабля по курсу, однако, эволюционные качества корабля уменьшаются, что может потребовать увеличения размеров руля.

Поскольку руль во время стоянки играет роль неподвижного оперения, можно увеличение оперения соответственно распределить между стабилизаторами и рулями для того, чтобы получить нужный результат.

При рассмотрении этого вопроса мы пользовались характеристическими кривыми модели определенного аэростата. На практике, когда этот аэростат будет причален к мачте, весьма вероятно, что углы при равновесии не будут в точности теми, какие здесь указаны. Они могут оказаться меньшими или большими,—но все же изучение модели дает ценные указания.

Лишь путем опытов у мачты с самим аэростатом представится возможным определить, что должно быть сделано, чтобы пришвартованный к мачте аэростат держался строго против ветра независимо от его силы. (Опытным путем определить правильное распределение площади оперения на неподвижное оперение и на рули).