Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Технические фантазии в реальном воплощении

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Очевидное-Невероятное" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Ноябрь 2001   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Автор
BorislavD

Статистика

3.316 подписчиков
-2 за неделю
←   Все выпуски   →

Технические фантазии в реальном воплощении # 27


Служба Рассылок Subscribe.Ru
Подводные лодки
Технические фантазии в реальном воплощении
Код tech.tft
Выпуск ╧ 27
Автор и ведущий Cesiy
Подарок разработчикам и конструкторам подводных судов
Безопасность и динамика подводных судов и аппаратов
Самовсплывающая подводная лодка
(с наружными органами, поддерживающими плавучесть)
1.
        О способе подъема затонувшей подводной лодки было сообщено ранее в выпуске ╧ 4 за 17.05.2001.
        О частичной компенсации действия полной силы в воздухе см. в выпуске ╧ 8 за 29.06.2001.
        Данное решение основано на принципах, представленных в выпуске  ╧ 26 за 17.11.2001 и в настоящей разработке.
2.
        Из глубокой старины и времен Архимеда известно, что если вытесненная вода равна весу судна, оно приобретает плавучесть.
        Лодки, баржи, суда, яхты, корабли - плавают по водной поверхности, подтверждая закон природы. А все затонувшие по каким-то причинам этот закон нарушили. Закон Архимеда только часть принципа плавания, можно удерживаться на воде (и в воздухе) с помощью затрат энергии и органов, создающих силовые действия. Однако экономичнее (и полезнее) закон Архимеда учитывать.
        Корпус судов сверху открыт, а его поверхность, соприкасающаяся с водой, герметична. Плавучесть достигнута - других задач нет.
3.
        Другие задачи у подводной лодки (ПЛ). Чтобы идти под водой. Поэтому весь корпус делается прочным и герметичным. А чтобы сопротивление движению в воде было минимальным, форма корпуса выполняется с плавными линиями и другими формами, обеспечивающими минимум сопротивления. И чтобы была возможность как надводного, так и подводного плавания, плавучесть должна быть переменной и регулируемой. Поэтому в ПЛ имеются соответствующие объемы (танки), заполняемые водой или воздухом.
Так, если в танки добавляется вода, судно опускается вниз, под воду, если - воздух, оно идет вверх, к поверхности. Больше никаких других способов для исполнения подводного плавания, кажется, нет, кроме тягового винта (что уже не принципиально).
4.
        Можно вспомнить другие подводные устройства - это, простите, рыбы. Кто о них не знает!?
Если не принимать во внимание их размеры и биологические принципы жизни, они с малой степенью приближения похожи на ПЛ. У рыб имеется так называемый воздушный пузырь. Назначение его в основном такое же, что и ёмкости танков в подводных лодках. Такое же, да не совсем. Рыбы (и природа) оказались в своей стихии, в частности, и умнее, и хитрее. И вновь это всем известно.
        Рыбы чтобы плавать под водой (где проходит вся их жизнь и работа, для движения в их водном океане, а не где-то ещё!) не взвешивают себя полностью, а только частично. И если они перестают работать плавниками и не сжимают воздушный пузырь, происходит их подъем вверх (и хорошо, что вверх, а не вниз). Если это состояние ввести искусственно, например, оглушить их, они становятся неподвижными и автоматически всплывают вверх, правда, кверху брюхом. Почему так? Вероятно, в первом приближении понятно.
        В качестве рабочего движителя у рыб гибкий хвост и хвостовой плавник. Вообще, зачем  у них так много наружных органов? В отличие от биологических существ в воздухе.
        У рыб есть также верхний плавниковый стабилизатор. Есть боковые рули-плавники. Но зачем нижние плавники? Бесспорно они нужны, и их идея хорошо пригодится в конструкциях, создаваемых человеком.
Как видно, у рыб (а не у самолетов в воздухе и не у подводных лодок в воде) дополнительную плавучесть и динамику движения определяют многие наружные органы, именно управляющие плавники. Потому что и воздушная и водная стихии за тысячи лет своего существования требуют многих управляющих органов
при движении в среде трехмерного пространства. И безопасности жизни! Все внешние причины экономно учтены, лишнего не применяется. Но учтены так, что обеспечивается максимальная надежность. Вы видели неуправляемую в движении и погибающую от стихии рыбу или птицу во всех условиях применения?
        Там, где не требуется многочисленность управления, например, в плоскости или на границе раздела сред земля-воздух, там, где живет человек и многие другие существа - там применяются только один или два управляющих органа: ноги и хвост.
5.
        Как видно, в самолетах такого набора наружных управляющих (и обеспечивающих) органов нет, за исключением появления в последнее время ПГО - переднего горизонтального оперения, очень важного узла управления, правда, лишь в горизонтальной плоскости. ПГО не управляется по трем ортогональным осям.
        В подводных лодках снаружи почти пусто, кроме отдельных  неподвижных верхних и боковых выступов и  руля управления. Такое исполнение имеет очень слабое приближение к решению о многозадачности плавания и безопасности. Что-то в этом направлении учитывается, но какова степень учёта? И можно ли быть уверенным, существует ли психологическая уверенность, достаточны ли качество и степень учёта?
        Всё управление в вертикальной плоскости для целей всплытия отдано принципу изменения плавучести  при подаче в танки воздуха. Чтобы всплыть, нужны воздух и энергия его подачи для вытеснения воды из танков. Никаких наружных устройств для всплытия нет (!?). Аварийные ситуации могут не дать возможность использовать ни способ подачи воздуха, ни другой, частного применения.
        Минимальное (необходимое) время подъема спасательными судами и внешними средствами (с любой глубины) в общем может обеспечиваться принципами, изложенными, как говорилось, в выпуске ╧ 4 за 17.05.2001.
6.
        Здесь рассматриваются способ и органы, применяемые в самовсплывающей подводной лодке.
        Рыбы (как говорилось) такие органы имеют, а если они перестают работать (маловероятно), всплытие всё равно происходит. И ещё одно - рыбы в движении обладают отличной динамикой, особенно при развороте. Плавникам легче обеспечивать разворот с креном, если воздушный пузырь находится ниже центра тяжести.
Делать так в подводной лодке опасно. Не обеспечивать автоматическое всплытие при нерабочем состоянии всех других органов - ещё опаснее.
        И, вероятно, было бы хорошо, если бы их водо-воздушные танки (в штатном режиме) не полностью компенсировали силу Архимеда. Так чтобы её вес всегда был меньше силы, направленной на всплытие. Тогда всплытие в нештатном режиме и в аварийной ситуации произойдет автоматически.
        Что же заставит подводную лодку держаться под водой? Ответ: то же, что и у рыб, тот же механизм.         Этот механизм, естественно, должен быть наружным. Плавники не годятся, но есть их аналог.
        Примеры со ссылкой на рыб можно было бы не приводить. Однако рыбные примеры усиливают и разрешают уверенность (или неуверенность) в их (и нашем) опыте. Биологические организмы, такие, как рыбы или птицы, очень далеки от подводных судов и самолетов, также как и наоборот.
7.
        Аналог наружного "плавника" для подводной лодки - это механизм секторного диска, представленный в выпуске ╧ 26 "Вертолётные фантазии". Здесь его принцип не приводится - нужно ознакомиться с выпуском ╧ 26. Там секторный диск действовал вверх, чтобы поднять вертолет в воздухе вверх. В вертолетах ещё не установлен компенсирующий мешок, и приходится применять полную силу и энергию для подъема в воздухе. Однако он уже в проекте (см. выпуск ╧ 8 за 29.06.2001 "Новое в старом").
        С подводной лодкой легче. С помощью действия секторного диска нужно только докомпенсировать силу, направленную вверх, чтобы получить подводное плавание (воздушные "мешки" уже имеются). Установка секторного диска достаточно проста. Он крепится снизу (или сверху!) и снаружи корпуса подводной лодки. Плоскость диска может быть как управляемой, так и неуправляемой, и устанавливаться параллельно продольной оси корпуса. В этом случае секторный диск является как бы усилителем-уменьшителем силы Архимеда.
8.
        Взаимодействие устройств погружения, всплытия и движения подводной лодки, а также её другие частные состояния, в данном варианте осуществляются следующим образом.
Устройство подводной лодки не изменяется, дополняется только её состав, поэтому надводные и подводные действия производятся в штатных режимах, дополненных только вводом в работу секторного диска.
При погружении совместно с регулирующим действием танков погружения-всплытия в работу вводится  секторный диск. Он частично увеличивает силу погружения, докомпенсируя действие танков. Поэтому действие танков будет неполным, однако, погружение произойдет. Режимы погружения самые различные и здесь не рассматриваются.
        Секторный диск в подводном плавании работает постоянно. Он является как бы отдельным круговым плавником, малошумен, однако, определяет динамику и участвует  в движении в вертикальной плоскости. Скорости отклонения секторных пластин малы ( для воды достаточны - как и плавники рыб). Наружный вид секторного диска для подводных лодок - в виде обтекаемого кольца (конструируется для задач подводного применения) с секторными пластинами в центре. Их видов и вариантов может быть множество в зависимости от поставленных задач и условий применения.
        Периодические движения (колебания) секторных пластин (как и плавников рыб) осуществляются механизмом возвратно-колебательного движения центрального вала (если он установлен) или самого обтекаемого кольца, или непосредственно механизмом самих секторных пластин. С учетом среды воздушные или водные секторные диски по конструктивному исполнению и по внешнему виду отличаются друг от друга.
        При установке, например, двух секторных дисков вдоль продольной оси корпуса, возможно усиление управления, а также управление угловым положением подводной лодки. В этом случае горизонтальные рули могут отсутствовать. Таким образом, секторный диск является активным органом, участвующим в управлении, и в то же время он позволяет осуществить самовсплытие. Для этого достаточно каким-либо образом выключить его действие.
        Главное - это возможность при остановке всех действий автоматическое всплытие подводной лодки.
Автоматическое всплытие  может производиться и штатно.
        При применении одного или нескольких секторных дисков возможно уменьшение веса и объема водо-воздушных танков.
9.
        Кроме указанных применений, становятся возможными другие условия и режимы работы секторных дисков. Так например, в некоторых случаях они могут активно участвовать в режимах, направленных на всплытие. При этом изменяется действие секторных пластин так, что они создают силу, направленную не вниз, а вверх. То же действие (вверх) создается при повороте плоскости секторного диска на 180 градусов, или при перемещении секторного диска на верх корпуса. В этих случаях заполнение водо-воздушных танков может быть постояннным, когда не требуется значительное изменение соотношения вода-воздух, то есть танки могут быть только постоянными компенсаторами плавучести.
10.
        В случае подводного применения секторных дисков могут быть различные частные варианты. Например:
  • индивидуальное применение, когда секторный диск использует человек; в этом случае он укрепляется за его спиной или дополнительно поддерживается  руками (за несущий вал), механизм колебаний отсутствует: для погружения или всплытия достаточно самому производить  колебания несущего вала, вес конструкции под водой разгружен силами Архимеда.
  • индивидуальное тренировочное применение, когда секторный диск шарнирно укреплен на тросе, идущем от дна к поверхности, и взвешен так, что в нерабочем состоянии не погружается, а плавает на поверхности; тогда колебательное действие на него пловца приводит к погружению (аналог - подводная лодка), а остановка действия - приводит к всплытию.
  • индивудуальное применени, когда на обеих ногах пловца укреплены секторные диски; колебательные движения ногами создают силу движения в воде и под водой, скорость плавания увеличивается - можно проводить соревнования при таком оснащении.
  • то же самое можно устроить на веслах лодок, тогда не нужно вынимать каждый раз весла из воды - достаточно только вводить их в те же колебательные движения под водой - можно проводить соревнования при таком оснащении.
  • на судах с подводными крыльями возможна установка секторных дисков непосредственно в подводных крыльях - тогда при их действии скорость выхода на крыло может быть уменьшена, также как и мощность судового двигателя.
  • секторный диск сам по себе может явиться улучшенным подводным крылом, если его наружный контур выполнить как крыльевой профиль.
  • предыдущий вариант позволит установить подводное крыло на лодках (с боков или снизу днища), в которых как выход на крыло, так и движение станет возможным при действии гребца на несущий вал секторного диска, рукоятка которого помещена перед ним - в этом случае плоскость подводного крыла устанавливается с определенным углом атаки.
  • удачно компонуется прозрачная (вновь самовсплывающая) индивидуальная капсула для подводного плавания, удерживаемая на подводном крыле с секторным диском - движения ног передаются как колебательные к секторному диску. Его действие такого же принципа - докомпенсация для погружения и для движения. При движении подводное крыло участвует в создании подъемной силы, разной направленности.
  • возможны другие, здесь не учтенные частные варианты применения и видов конструкции.

        В предыдущих выпусках были следующие направления:
  • ╧ 24 - Автомашины со штрих-кодом (об информационном обеспечении)
  • ╧ 25 - Представление изображений самолета (об интегральной индикации полета)
  • ╧ 26 - Вертолётные фантазии (о возможном применении секторного диска).

        e-mail: cesiy@netto.ru

        Выпуск ╧ 28 предполагается посвятить  "динамическому парашюту", основанному на принципах секторного диска, представленного ранее уже дважды (если не возникнет приоритет другого направления).

        Всего доброго, Cesiy, 21.11.2001.
http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru 		Отписаться
Убрать рекламу
В избранное