Cầu và dù

TRƯỜNG KVANT

Cầu và dù

V. VYSHINSKY

CÓ THỂ CÓ NHỮNG ĐIỂM CHUNG GIỮA DÙ VÀ

…một cây cầu? Những cây cầu đã được xây dựng từ hàng nghìn năm và công trình này được coi là quan trọng đến mức các giáo hoàng, theo nghĩa đen là những người xây dựng cầu, được gọi là linh mục ở La Mã cổ đại, và hiện tại đây là cách gọi của các giáo hoàng. Và chiếc dù chỉ được phát minh cách đây khoảng một trăm năm (G.E. Kotelnikov, 1911). Ngoài ra, một cây cầu tử tế nặng hàng trăm, hàng nghìn tấn (hình1), và chiếc dù có thể nhét vừa trong ba lô. Chưa hết, với

Điều gắn kết những cây cầu và dù là sự phân tách luồng không khí xung quanh chúng. Chúng ta hãy xem xét một hệ thống gồm hai phần thân: mô-đun hạ cánh (DA) + dù (P) và một cây cầu ở giai đoạn xây dựng sử dụng phương pháp trượt dọc, khi một hệ thống nhiều dầm, cho đến nay vẫn có trọng lượng nhẹ so với bản sàn, kéo dài từ trụ cầu này sang trụ cầu khác (xem hình1). Cả ở đây và ở đây chúng ta đều có một hệ thống gồm một số vật thể vô tội vạ và tính chất không cố định đáng kể (tức là thay đổi theo thời gian) của luồng không khí. Khi nghiên cứu các dòng chảy như vậy, chúng ta có thể giả định rằng dòng chảy xung quanh tất cả các cạnh góc xảy ra với sự phân tách dòng chảy và bản chất của dòng chảy xung quanh toàn bộ hệ thống các vật thể phụ thuộc vào khoảng cách giữa các vật thể - có thể là SA+P hoặc các dầm cầu mở rộng (trước-sau) trong quá trình chảy ngang của chúng. Hãy cùng thảo luận về quá trình hạ hàng hóa bằng dù. Bằng cách thay đổi khoảng cách giữa SA và P, bạn có thể thay đổi độ lớn của lực cản. Khi khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn một giá trị tới hạn nhất định $L^{*}$, sẽ xuất hiện một luồng xung quanh với “dòng mở” (dòng không ổn định; hình 3,a) và tại $L > L^{*}$ – với “dòng thức đóng” (hình3,b). Điều này được sử dụng để giảm tải động,

Hình1. Lắp đặt cây cầu bắc qua sông Tom ở thành phố Tomsk

từ quan điểm khí động học, chúng có một điểm chung: cả cây cầu và chiếc dù đều là những vật thể vô tội vạ. Nó có nghĩa là gì - xấu hay tốt? Nếu khi di chuyển xung quanh một vật thể, các luồng không khí bị tách ra ở khu vực mũi tàu và sau đó tụ lại ở điểm đuôi tàu thì điều này tốt cho máy bay hoặc khí cầu vì lực cản là tối thiểu. Nhưng về nguyên tắc, một chiếc dù phải có lực cản càng lớn càng tốt, tức là phải được sắp xếp hợp lý. Các luồng không khí ngược chiều, bị tách ra phía trước một vật thể kém sắp xếp hợp lý, không còn kết nối với phía sau mà tạo thành các xoáy. Như các nhà khí động học nói, sự phân tách dòng chảy xảy ra. Trong hình 2 hiện tượng này được mô tả trong trường hợp dòng chảy xung quanh các thanh có tiết diện hình chữ nhật, ví dụ, các phần tử kết cấu của một cây cầu. Như vậy có thể nói đặc điểm chung là

Hình 2. Sự rung chuyển của kết cấu nhiều dầm trong quá trình dòng chảy tách biệt

Hình3. Thay đổi mô hình dòng chảy xung quanh một hệ gồm hai vật thể với khoảng cách giữa chúng ngày càng tăng

mức tối đa xảy ra tại thời điểm dù mở ra (hình 4). Cũng không thể phanh gấp vì một lý do khác - một cú đánh thức có thể đuổi kịp chiếc dù đang giảm tốc nhanh và đè bẹp nó. Do đó, một số chiếc dù được sử dụng - đầu tiên

Hình4. Thay đổi khoảng cách giữa xe lao xuống và dù để kiểm soát lượng lực cản khí động học (f. - dây buộc được chọn tại thời điểm dù mở ra, tức là - màn hình phanh được sử dụng ở giai đoạn phanh đầu tiên)