Читаем Изобретения Дедала полностью

 Нить в качестве парашюта. Какая сила требуется для протягивания нити сквозь вязкую жидкость? Воспользуемся для начала стандартной формулой, описывающей движение жидкости, заключенной между двумя длинными коаксиальными цилиндрами, в случае, когда внутренний цилиндр движется параллельно оси со скоростью v0. Скорость жидкости vr, на расстоянии r от оси дается выражением vr = (v0/lnγ) (lnr - lnR), где γ = r0/R — отношение радиусов внутреннего и внешнего цилиндров. Дифференцируя выражение для vr по r, получим dvr/dr = v0(r lnγ).

Это градиент аксиальной скорости жидкости в цилиндрическом слое, ограниченном радиусами r и r+dr. Согласно формуле, предложенной еще Ньютоном, сдвиговое напряжение N в вязкой среде определяется соотношением N = -ηdvr/dr, где η — вязкость жидкости.

Это напряжение существует по всей площади А = 2πrl поверхности цилиндрического слоя радиусом r и длиной l, испытывающего сдвиг. Тогда полная сила, возникающая в слое в результате сдвига, F = N А = -2πr/ηv0/(rlnγ) = -2πlηv0/lnγ.

Как и следовало ожидать, сила не зависит от расстояния от оси. Сила F передается от внутреннего движущегося цилиндра через все слои жидкости к внешнему неподвижному цилиндру.

Будем считать теперь, что сила F есть сила тяжести, действующая на массу m, прикрепленную к внутреннему цилиндру. Принимая F=mg, после простых преобразований находим скорость падения: v0 = -mglnγ/(2π/η). Пусть теперь диаметр внешнего цилиндра увеличивается до бесконечности, а внутренний цилиндр представляет собой нить радиусом r0 в свободном падении. Но тогда отношение γ=r0/R становится равным нулю, a lnγ = -∞. Скорость падения становится равной бесконечности. Что-то здесь не так. Поскольку в действительности летающие паучки не падают и не сворачивают себе шейки, столь безнадежный результат, по-видимому, ошибочен. Разумно было бы выйти из положения, определив некое характеристическое расстояние, на котором окружающий воздух перестает взаимодействовать с нитью, и принять его за R. В качестве такового можно взять хотя бы геометрическое среднее между l и r0 — в нашу формулу входит только логарифм этой величины, так что ошибка будет невелика, даже если мы очень сильно ошиблись в выборе R:

Волоконный парашют для человека. Пусть масса парашютиста составляет 70 кг, а масса парашюта не должна превышать m = 2 кг. Если мы используем стекловолокно с плотностью ρ = 2700 кг/м3 и, скажем, с радиусом r = 0,005 мм, то суммарная длина волокон должна составлять

Разделим общую длину на 10000 волокон, каждый по километру длиной, и используем этот пучок в качестве парашюта. Вязкость воздуха при 20°C равна 1,8×10-5 Н•с/м2, на каждое волокно приходится груз 70/10000 = 0,007 кг, и, согласно формуле (1), конечная скорость парашютиста составит

Это эквивалентно прыжку с двухметровой высоты и нисколько не опасно для парашютиста. Аналогично две тонны волокон замедлят падение семидесятитонного самолета до такой же скорости. Эти нити можно выпускать через фильеры из расплавленной массы. Вытянутые обтекающим потоком воздуха, такие волокна окажутся тоньше, чем при любой другой технологии их изготовления!

Per funicula ad astra[41]

Являясь пионером освоения воздушного пространства, Дедал до сих пор не потерял интереса к проблемам аэронавтики и космонавтики. В настоящее время он размышляет над проблемами запуска искусственных спутников без использования ракет, которые, на его взгляд, несовершенны и неэкономичны. Дедал предлагает возвести на экваторе башню высотой 35700 км. Вершина такой башни, вращающейся вместе с Землей, движется с космической скоростью: достаточно поэтому поднять спутник наверх и оттолкнуть его. Если этот проект не будет принят, Дедал предлагает взамен более дешевый вариант: запустить на геостационарную орбиту высотой 40000 км спутник, к которому привязан трос. Другой конец троса закрепляется на экваторе, и спутник удерживает трос в натянутом состоянии. В дальнейшем по этому тросу можно было бы запускать небольшие спутники. К сожалению, из-за действия на запускаемый спутник кориолисовой силы трос будет отклоняться в сторону, противоположную направлению вращения Земли. Но Дедал надеется, что вскоре трос снова натянется и вернется в рабочее положение.

New Scientist, December 24, 1964

Перейти на страницу:

Похожие книги

Всевидящее око фюрера
Всевидящее око фюрера

Книга посвящена деятельности эскадрилий дальней разведки люфтваффе на Восточном фронте. В отличие от широко известных эскадр истребителей или штурмовиков Ju-87, немногочисленные подразделения разведчиков не притягивали к себе столько внимания. Их экипажи действовали поодиночке, стараясь избегать контакта с противником. Но при этом невидимая деятельность разведчиков оказывала огромное влияние как на планирование, так и на весь ход боевых действий.Большая часть работы посвящена деятельности элитного подразделения люфтваффе – Aufkl.Gr.Ob.d.L., известной также как группа Ровеля. Последний внес огромный вклад в создание дальней разведки люфтваффе, а подчиненное ему подразделение развернуло свою тайную деятельность еще до начала войны с Советским Союзом. После нападения на СССР группа Ровеля вела разведку важных стратегических объектов: промышленных центров, военно-морских баз, районов нефтедобычи, а также отслеживала маршруты, по которым поставлялась союзная помощь (ленд-лиз). Ее самолеты летали над Кронштадтом, Севастополем, Москвой, всем Поволжьем, Уфой и Пермью, Баку, Тбилиси, даже Ираном и Ираком! Группа подчинялась непосредственно командованию люфтваффе и имела в своем распоряжении только лучшую технику, самые высотные и скоростные самолеты-разведчики.

Дмитрий Владимирович Зубов , Дмитрий Михайлович Дегтев , Дмитрий Михайлович Дёгтев

Военное дело / История / Технические науки / Образование и наука