Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методы моделирования объектов автоматического управления

.pdf
Скачиваний:
85
Добавлен:
29.03.2019
Размер:
9.39 Mб
Скачать

Таблица 1.1 Таблиця 1.1

 

 

Источники идей и данных

 

 

 

 

Джерела ідей і даних

 

 

 

 

 

 

 

 

Проектно-исследовательская задача

Прото-

Модельные

Эврис-

 

 

типы

экспе-

тика

 

Наука

п/п

Проектно-дослідне завдання

рименты

 

Прото-

Еврис-

 

 

 

 

Модельні

 

 

 

 

типи

тика

 

Наука

 

 

експе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рименти

 

 

 

 

Выбор рабочего тела, исследование его

 

 

 

 

 

 

свойств и выбор рабочих параметров

 

 

 

 

 

1

Вибір робочого тіла, дослідження його

+

+

+

 

-

 

властивостей і вибір робочих парамет-

 

 

 

 

 

 

рів

 

 

 

 

 

 

Снижение тепловых потерь (благодаря

 

 

 

 

 

2

конденсаторам и «паровой рубашке»)

-

+

+

 

+

Зниження теплових витрат (завдяки

 

 

 

 

 

 

 

 

конденсаторам і «паровій сорочці»)

 

 

 

 

 

 

Компоновка силовой установки и соб-

 

 

 

 

 

3

ственно двигателя

+

+

+

 

-

Компонування силової установки і вла-

 

 

 

 

 

 

 

 

сне двигуна

 

 

 

 

 

 

Разработка кинематической схемы пре-

 

 

 

 

 

 

образования возвратно-

 

 

 

 

 

 

поступательного движения во враща-

 

 

 

 

 

4

тельное

-

+

+

 

+

 

Розроблення кінематичної схеми перет-

 

 

 

 

 

 

ворення зворотно-поступального руху

 

 

 

 

 

 

на обертальний

 

 

 

 

 

 

Обеспечение паропроизводительности

 

 

 

 

 

 

котла и теплопроизводительности топ-

 

 

 

 

 

5

ки

-

+

+

 

-

 

Забезпечення паропродуктивності котла

 

 

 

 

 

 

й теплопродуктивності топки

 

 

 

 

 

 

Использование «отсечки» и расширение

 

 

 

 

 

6

пара в цилиндре

-

+

+

 

+

Застосування «відсічки» і розширення

 

 

 

 

 

 

 

 

пари в циліндрі

 

 

 

 

 

7

Разработка системы парораспределения

+

+

+

 

-

Розроблення системи паророзподілу

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор материалов для конструктивных

 

 

 

 

 

 

компонентов силовой установки

 

 

 

 

 

8

Вибір матеріалів для конструктивних

+

+

+

 

-

 

компонентів силової установки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

Окончание табл. 1.1 Закінчення табл. 1.1

 

 

 

 

 

 

Источники идей и данных

 

 

 

 

 

 

 

 

Джерела ідей і даних

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проектно-исследовательская задача

 

Прото-

 

Модельные

Эврис-

 

 

 

типы

 

экспе-

тика

 

Наука

п/п

Проектно-дослідне завдання

 

 

рименты

 

 

Прото-

 

Еврис-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модельні

 

 

 

 

 

 

 

 

типи

 

тика

 

Наука

 

 

 

 

 

 

 

експе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рименти

 

 

 

 

Обеспечение прочности деталей и кон-

 

 

 

 

 

 

 

9

струкций

 

 

 

 

+

 

+

+

 

-

Забезпечення міцності деталей і конс-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трукцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение постоянства угловой ско-

 

 

 

 

 

 

 

 

рости вращения вала при изменении

 

 

 

 

 

 

 

10

нагрузки и давления пара

 

 

-

 

+

+

 

+

Забезпечення сталості кутової швидко-

 

 

 

 

сті обертання вала при зміненні наван-

 

 

 

 

 

 

 

 

таження і тиску пари

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из табл. 1.1 следует, что каждая из

 

Із табл. 1.1 випливає, що кожне з

приведенных

принципиальных

задач

наведених принципових завдань проек-

проектирования универсальной

паро-

тування універсальної парової машини

вой машины была решена с использо-

було вирішено із застосуванням експе-

ванием экспериментов на соответству-

риментів на відповідних матеріальних

ющих материальных моделях.

 

моделях.

 

 

 

 

 

В своей новаторской деятельности

 

У своїй новаторській діяльності

выдающийся

русский

изобретатель и

видатний російський винахідник і ме-

механик-самоучка Иван Петрович Ку-

ханік-самоучка Іван Петрович Кулібін

либин (1735−1818) широко использовал

(1735–1818)

широко

використовував

различные физические

модели.

Так,

різні фізичні моделі. Так, у 1764 р. він

в 1764 г. им были изготовлены удиви-

виготовив дивовижний годинник. «Ви-

тельные часы. «Видом и величиной

глядом і величиною між гусячим і ка-

между гусиным и утиным яйцом», они

чиним яйцем», він був поміщений у

были помещены в затейливую золотую

химерну золоту оправу. Годинник був

оправу. Часы были настолько уникаль-

настільки унікальним, що імператриця

ными, что императрица Екатерина II

Катерина II прийняла його в дар і приз-

приняла их в дар и назначила в 1769 г.

начила в 1769 р. І. П. Кулібіна завідува-

И. П. Кулибина заведовать мастерски-

ти майстернями Академії наук. Годин-

ми Академии наук. Часы не только по-

ник не тільки показував час, а й відби-

казывали время, но и отбивали четверть

вав чверть години, половину й кожну

часа, половину и каждый час. Более то-

годину. Більш того, у нього було вмон-

го, в них был вмонтирован крохотный

товано крихітний театр, у якому напри-

22

театр, в котором на исходе каждого ча-

кінці кожної години розігрувалася ви-

са разыгрывалось представление. Часы

става. Годинник з сучасної модельної

с современной модельной точки зрения

точки зору був реальною

механічною

представляли собой вещественную ме-

моделлю часу.

 

 

ханическую модель времени.

 

 

 

 

 

 

И. П. Кулибин создал при Акаде-

І. П. Кулібін створив при Академії

мии наук образцовое по тем временам

наук зразкове на той час виробництво

производство физических и иных науч-

фізичних та інших наукових інструмен-

ных инструментов. Он лично руково-

тів. Він особисто керував виготовлен-

дил изготовлением очень большого ко-

ням дуже великої кількості інструмен-

личества

инструментов

для

научных

тів для наукових дослідів і досліджень.

опытов и исследований. Это «инстру-

Це «інструменти гідродинамічні», «ін-

менты гидродинамические»,

«инстру-

струменти, що служать до здійснення

менты, служащие к деланию механиче-

механічних дослідів», інструменти оп-

ских опытов», инструменты оптические

тичні та акустичні та багато інших. «Ін-

и акустические и многие другие. «Ин-

струментальна, токарна, слюсарна, ба-

струментальная,

токарная,

слесарная,

рометрична палати», які працювали під

барометрическая

палаты», работавшие

керівництвом І. П. Кулібіна, постачали

под руководством И. П. Кулибина,

для вчених і всієї Росії найрізноманіт-

снабжали учёных и всю Россию разно-

ніші прилади. «Зроблено Кулібіним» –

образнейшими

приборами.

«Сделано

цю марку можна було побачити на чис-

Кулибиным» − эту марку можно было

ленних наукових приладах. Ці прилади,

встретить на многочисленных научных

будучи по суті матеріальними моделя-

приборах. Эти приборы, являясь по су-

ми, сприяли просуванню вчених і дос-

ти материальными моделями, способ-

лідників Росії в просуванні шляхом пі-

ствовали продвижению учёных и ис-

знання законів природи [12].

 

следователей России по пути познания

 

 

 

 

 

законов природы [12].

 

 

 

 

 

 

 

 

В истории науки и техники целая

В історії науки і техніки ціла плея-

плеяда учёных работала над созданием

да вчених працювала над створенням

действующих моделей процесса алгеб-

діючих моделей процесу алгебричних

раических

вычислений.

Французский

обчислень.

Французький

математик,

математик, физик и философ Блез Пас-

фізик

і

філософ Блез

Паскаль

каль (1623−1662) занимался разработ-

(1623−1662) займався розробленням і

кой и подстройкой механических моде-

налаштуванням механічних

моделей

лей вычислений. В 1641 г. была постро-

обчислень. 1641 року було побудовано

ена первая суммирующая машина. В

першу підсумувальну машину. Наступ-

последующие

годы

было

построено

ними роками було побудовано сім ана-

семь аналогичных машин. До наших

логічних машин. До наших днів зберег-

дней сохранилось несколько ориги-

лося

кілька

оригінальних

екземплярів

нальных

экземпляров

суммирующих

підсумувальних машин. Одна з них

машин. Одна из них находится в музее

знаходиться в музеї французького міста

французского

города

Клермон-Ферран

Клермон-Ферран – батьківщини вина-

23

− родины изобретателя [13]. Выдающийся англичанин XIX века

Чарльз Бэббидж (17911871), интенсивно занимаясь функциональным анализом, пришёл к идее построения вычислительной машины. В 1822 г. он построил действующую модель механической вычислительной машины − так называемую разностную машину. Исследуя разностную машину, Бэббидж постоянно её совершенствовал, внося изменения в чертежи, переделывая уже готовые детали и узлы. И вот в 1834 г. у него возникло желание создать универсальную вычислительную машину, которую он назвал аналитической. Реализуя это желание, Бэббидж впервые пришёл к идее программного управления вычислительным процессом. Для ввода чисел были использованы перфокарты. В разработке и отладке первых программ активное участие принимала дочь Байрона − Ада. Машина состояла из четырёх основных блоков: арифметического («мельница»), запоминающего («склад»), управляющего и блока ввода-вывода. Бэббидж работал над ней до последних дней жизни. Аналитическая машина − только часть его большого творческого наследия в математике, политической экономии, страховании [14].

Имя создателя фирмы IBM − Германа Холлерита (1860−1929) − широко известно в мире. Работая в Вашингтоне, в бюро по переписи населения, он разработал оригинальный статистический табулятор, позволивший автоматизировать процесс обработки перфокарт, на которых были представлены данные переписи о конкретном человеке.

Успех статистических табуляторов − специфических вычислительных ма-

хідника [13].

Видатний англієць XIX століття Чарльз Беббідж (1791–1871), інтенсивно займаючись функціональним аналізом, прийшов до ідеї побудови обчислювальної машини. 1822 року він побудував діючу модель механічної обчислювальної машини – так звану різницеву машину. Досліджуючи різницеву машину, Беббідж постійно її вдосконалював, змінюючи креслення, переробляючи вже готові деталі й вузли. І ось 1834 року у нього виникло бажання створити універсальну обчислювальну машину, яку він назвав аналітичною. Реалізуючи це бажання, Беббідж уперше прийшов до ідеї програмного керування обчислювальним процесом. Для введення чисел було використано перфокарти. У розробленні й налаштуванні перших програм активну участь брала дочка Байрона – Ада. Машина складалася з чотирьох основних блоків: арифметичного («млин»), запам'ятовувального («склад»), керувального й блока введення-виведення. Беббідж працював над машиною до останніх днів життя. Аналітична машина – тільки частина його великого творчого спадку в математиці, політичній економії, страхуванні [14].

Ім'я творця фірми IBM – Германа Холлеріта (1860–1929) − широко відоме в світі. Працюючи у Вашингтоні, у бюро з перепису населення, він розробив оригінальний статистичний табулятор, що дав змогу автоматизувати процес оброблення перфокарт, які містили дані перепису про конкретну людину.

Успіх статистичних табуляторів – специфічних обчислювальних машин −

24

шин − был феноменальным. То, чем за

був феноменальним. Те, чим за десять

десять лет до этого 500 сотрудников за-

років до цього 500 співробітників за-

нималось в течение семи лет, Холлерит

ймалися протягом семи років, Холлеріт

сделал с 43 сотрудниками на 43 вычис-

зробив з 43 співробітниками на 43 об-

лительных машинах за четыре недели.

числювальних машинах за чотири тиж-

Герман Холлерит был удостоен не-

ні. Герман Холлеріт був удостоєний

скольких премий и звания профессора в

декількох премій і звання професора в

Колумбийском

университете.

Позже

Колумбійському університеті. Пізніше

историографы

мировой науки

назовут

історіографи світової науки назвуть йо-

его «первым в мире статистическим

го «першим у світі статистичним інже-

инженером» [15].

 

 

нером» [15].

 

 

В середине XIX века наметился

У середині XIX століття намітився

переход от парусного флота к парово-

перехід від вітрильного флоту до паро-

му, от деревянных судов к стальным, от

вого, від дерев'яних суден до сталевих,

малых кораблей к большим. Актуаль-

від малих кораблів до великих. Актуа-

ными стали такие

эксплуатационные

льними стали такі експлуатаційні пока-

показатели, как дальность плавания,

зники, як дальність плавання, швид-

скорость хода, расход топлива, мощ-

кість ходу, витрати палива, потужність

ность силовой установки, грузоподъём-

силової установки,

вантажопідйом-

ность, рентабельность. При проектиро-

ність, рентабельність. При проектуван-

вании нового судна удовлетворить та-

ні нового судна задовольнити таким і

ким и многим другим, порой противо-

багатьом іншим, часом суперечливим,

речивым,

показателям можно

только

показникам можна тільки шляхом по-

путём поиска компромисса. По суще-

шуку компромісу. По суті, необхідно

ству, необходимо было оптимизировать

було оптимізувати взаємодію системи

взаимодействие системы корпус − винт

корпус − гвинт − двигун з водним сере-

− двигатель с обтекающей судно вод-

довищем, що обтікає судно, за критері-

ной средой по критерию максимума ко-

єм максимуму коефіцієнта корисної дії.

эффициента полезного действия. Реше-

Вирішення цього

завдання

прямим

ние этой задачи прямым путём натур-

шляхом натурного експерименту було

ного эксперимента было невозможным

неможливим через великі трудоміст-

в силу больших трудоёмкости и эконо-

кість та економічні витрати. Для теоре-

мических

затрат. Для теоретического

тичного вирішення завдання ще не іс-

решения задачи ещё не существовало

нувало розвиненої теорії кораблебуду-

развитой

теории

кораблестроения.

вання. Єдиним шляхом вирішення за-

Единственным

путём решения

задачи

вдання був синтез теоретичних знань

был синтез теоретических знаний того

того часу і масштабного гідродинаміч-

времени и масштабного гидродинами-

ного моделювання,

іншими

словами,

ческого моделирования, другими сло-

шлях експериментального дослідження

вами, путь экспериментального иссле-

малорозмірних геометрично

подібних

дования малоразмерных геометрически

моделей проектованих кораблів у спе-

подобных моделей проектируемых ко-

ціальних дослідних басейнах. Для пе-

раблей в специальных опытных бассей-

ренесення результатів модельного екс-

 

 

 

 

25

 

 

нах. Для переноса результатов модельного эксперимента на проектируемый корабль требовались «мостики перехода» − критерии подобия. Однако подобие гидромеханических систем разных масштабов может быть обеспечено таким образом: либо в предположении малости влияния вязкости жидкости − подобие по Фруду, либо без учёта гравитационных сил, действующих на жидкость и вызывающих завихрения, − подобие по Рейнольдсу, либо без учёта вязкости и гравитационных сил, т. е. для идеальной жидкости, − подобие по Ньютону. Естественно, что условия − критерии подобия – для этих трёх случаев различны. Как же удалось выйти из такого, на первый взгляд, затруднительного положения? А вот так! Сопротивление движению надводного корабля состоит из двух составляющих: первая, основная, связана с волнообразованием на поверхности жидкости и поэтому подчиняется условиям подобия по Фруду; вторая вызвана трением вязкой жидкости о смоченную поверхность корпуса и соответствует критерию Рейнольдса. Следовательно, обеспечить подобие малоразмерной модели реальному кораблю по двум различным критериям одновременно невозможно.

Метод, позволяющий выйти из этого затруднительного положения, был разработан и реализован в опытном бассейне У. Фрудом. Суть метода состоит в том, что динамометром измеряется сила полного сопротивления движению. Вторая составляющая − сила сопротивления трению − рассчитывается по экспериментальным данным о величине смоченной поверхности модели, отнимается от измеренной силы полного сопротивления движению и пересчи-

перименту на проектований корабель потребувалися «містки переходу» – критерії подібності. Однак подібність гідромеханічних систем різних масштабів може бути забезпечена таким чином: або в припущенні малості впливу в'язкості рідини – подібність за Фрудом, або без урахування гравітаційних сил, що діють на рідину і спричиняють завихрення, – подібність за Рейнольдсом, або без урахування в'язкості й гравітаційних сил, тобто для ідеальної рідини, – подібність за Ньютоном. Природно, що умови – критерії подібності − для цих трьох випадків є різними. Як же вдалося вийти з такого, на перший погляд, скрутного становища? А ось так! Опір руху надводного корабля складається з двох складових: перша, основна, пов'язана з хвилеутворенням на поверхні рідини і тому підпорядковується умовам подібності за Фрудом; друга спричиняється тертям в'язкої рідини об змочену поверхню корпусу й відповідає критерію Рейнольдса. Отже, забезпечити подібність малорозмірної моделі реальному кораблю за двома різними критеріями одночасно неможливо.

Метод, що дає змогу вийти з цього скрутного становища, був розроблений і реалізований у дослідному басейні У. Фрудом. Суть методу полягає в тому, що динамометром вимірюється сила повного опору руху. Друга складова

– сила опору тертю – розраховується за експериментальними даними про величину змоченої поверхні моделі, віднімається від виміряної величини повного опору руху й перераховується для реального корабля за критерієм Рейно-

26

тывается для реального корабля по кри-

льдса. Частина, що залишилася, – пер-

терию Рейнольдса. Оставшаяся часть −

ша складова – розглядається як сила

первая составляющая − рассматривает-

хвильового

опору

і

перераховується

ся как сила волнового сопротивления и

для проектованого корабля за критері-

пересчитывается

для

проектируемого

єм Фруда.

 

 

 

 

 

корабля по критерию Фруда.

 

 

 

 

 

 

 

Оказалось, что задачу рациональ-

Виявилося, що завдання раціона-

ного проектирования паровых кораблей

льного проектування парових кораблів

можно решить только на основе орга-

можна вирішити тільки на основі орга-

ничного сочетания модельного экспе-

нічного поєднання модельного експе-

римента и теории подобия, обеспечи-

рименту і теорії подібності, що забез-

вающей возможность достоверного пе-

печує можливість достовірного перене-

реноса

результатов экспериментов на

сення результатів

експериментів

на

проектируемую конструкцию будущего

проектовану конструкцію майбутнього

судна. Теория подобия оказалась на

судна.

Теорія подібності

виявилася

редкость универсальной и эффективной

надзвичайно універсальною й ефектив-

для многих других приложений, где

ною для багатьох інших застосувань, де

возникала необходимость поиска кон-

виникала необхідність пошуку конс-

структивных технических

решений с

труктивних технічних рішень з допо-

помощью

малоразмерных

геометриче-

могою малорозмірних геометрично по-

ски

подобных

материальных

дібних матеріальних моделей [6, 16].

моделей [6, 16].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровень развития средств переме-

Рівень розвитку засобів перемі-

щения по суше и по воде не удовлетво-

щення по суші і по воді не задовольняв

рял творческих и неугомонных пред-

творчих

і

невгамовних представників

ставителей рода человеческого. Усло-

роду людського. Умови перебування в

вия пребывания в плоскости были

площині були обтяжливими, хотілося у

обременительными, хотелось в трёхме-

тривимірний простір. Основні уявлення

рное пространство. Основные пред-

про принципи плавання фізичних тіл у

ставления о принципах плавания физи-

рідкому й газоподібному середовищах

ческих тел в жидкой и газообразной

були сформульовані великим Архіме-

средах были сформулированы великим

дом у ІІ ст. до н. е. Однак перша вдала

Архимедом во ІІ в. до н. э. Однако пер-

демонстрація моделі

повітряної кулі,

вая удачная демонстрация модели воз-

наповненої теплим повітрям, відбулася

душного

шара,

наполненного тёплым

тільки 8 серпня 1709 р. у Лісабоні. По-

воздухом,

состоялась

только

вітряна куля, винайдена Бартоломео де

8 августа 1709 г. в Лиссабоне. Воздуш-

Гусмао,

 

 

 

 

піднялася

ный шар, изобретенный Бартоломео де

на висоту 3,5 м.

 

 

 

 

Гусмао, поднялся на высоту 3,5 м.

 

 

 

 

 

 

 

Первым воздушным шаром, под-

Першою повітряною

кулею,

яка

нявшимся с грузом, равным весу взрос-

піднялася з вантажем, що дорівнював

лого человека, был шар, изготовленный

вазі дорослої людини, була куля, виго-

братьями

Жозефом и

Этьеном Мон-

товлена

братами Жозефом

і Етьєном

27

гольфье. Этот воздушный шар был за-

Монгольф'є. Цю повітряну кулю було

пущен 25 апреля 1783 г. во Франции и

запущено 25 квітня 1783 р. у Франції,

поднялся на высоту 305 м.

 

 

вона піднялася на висоту 305 м.

Идея полета на винтокрылых ма-

Ідея польоту на гвинтокрилих ма-

шинах и первая конструктивная её про-

шинах і перше конструктивне її опра-

работка

принадлежат

уникальному

цювання належать унікальному Леона-

Леонардо да Винчи. Он же ввёл термин

рдо да Вінчі. Він також увів термін

«геликоптер» (от гр. helix – спираль и

«гелікоптер» (від гр. helix – спіраль і

pteror – крыло). Первая же самодвижу-

pteror – крило). Перша ж саморушна

щаяся модель геликоптера-вертолёта с

модель гелікоптера-вертольота з двома

двумя несущими винтами, вращающи-

несними гвинтами, що обертаються в

мися в противоположных направлени-

протилежних напрямках, була побудо-

ях, была построена и запущена в 1754 г.

вана і запущена 1754 р. Михайлом Ва-

Михаилом

Васильевичем

Ломоносо-

сильовичем Ломоносовим.

вым.

 

 

 

 

 

Древнегреческая легенда о полёте

Давньогрецька легенда про політ

Икара к Солнцу представляет собой яр-

Ікара до Сонця є яскравим, образним

кое, образное отображение желания че-

відображенням бажання людини літати

ловека летать с помощью крыльев.

з допомогою крил. Першою людиною,

Первым человеком, совершившим пла-

яка здійснила планерувальний політ на

нирующий полёт на летательном аппа-

літальному апараті, важчому за повітря,

рате тяжелее воздуха, был десятилет-

був десятирічний хлопчик, що піднявся

ний мальчик, поднявшийся в воздух на

в повітря на планері конструкції сера

планере

конструкции сэра

Джорджа

Джорджа Кейлі 1849 р. в Бромптон Хо-

Кейли в 1849 г. в Бромптон Холле (Ан-

ллі (Англія). А 17 жовтня 1903 р. брати

глия). А 17 октября 1903 г. Братья Райт

Райт здійснили перший пілотований

совершили первый пилотируемый по-

політ на своєму «Флаєрі № 1», оснаще-

лёт на своём «Флайере № 1», оснащён-

ному мотором.

ном мотором.

 

 

 

С именем Николая Егоровича Жу-

З ім'ям Миколи Єгоровича Жуков-

ковского (1847−1921) – «отца русской

ського (1847–1921) – «батька російсь-

авиации» − связаны становление и раз-

кої авіації» − пов'язані становлення й

витие авиации в России. Разрабатывая

розвиток авіації в Росії. Розробляючи

теорию полёта, Николай Егорович про-

теорію польоту, Микола Єгорович про-

водил свои исследования на опытных,

водив свої дослідження на дослідних,

модельных

установках,

позволивших

модельних установках, які дали змогу

сделать вывод, что колеблющаяся пла-

зробити висновок, що пластинка, яка

стинка получает сопротивление в де-

коливається, отримує опір, у десять ра-

сять раз больше, «…нежели пластинка,

зів більший, «... ніж пластинка, що ру-

движущаяся

равномерным

поступа-

хається рівномірним поступальним ру-

тельным движением с той же средней

хом з тією ж середньою швидкістю».

скоростью». В 1902 г. в механической

1902 року в механічній лабораторії Мо-

лаборатории Московского университе-

сковського університету М. Є. Жуков-

28

та Н. Е. Жуковский построил аэроди-

ський побудував аеродинамічну трубу з

намическую трубу с квадратным сече-

квадратним перерізом розміром 75х75

нием размером 75х75 см. Длина трубы

см. Довжина труби становила 7 м, шви-

составляла 7 м, скорость воздушного

дкість повітряного потоку − 9 м/с. З до-

потока − 9 м/с. С помощью аэродина-

помогою аеродинамічної труби прово-

мической трубы производились иссле-

дились

дослідження

аеродинамічних

дования аэродинамических свойств мо-

властивостей

моделей

крил

різних

делей крыльев различных профилей, а

профілів, а також малорозмірних моде-

также малоразмерных моделей самолё-

лей літаків. Ці дослідження дали змогу

тов.

Эти

исследования

позволили

М. Є. Жуковському запропонувати ве-

Н. Е. Жуковскому предложить весьма

льми раціональний профіль крила з ви-

рациональный профиль крыла с высо-

сокими

аеродинамічними

характерис-

кими

аэродинамическими

характери-

тиками. Цей профіль досі відомий в

стиками. Этот профиль до сих пор из-

усьому світі під назвою «профіль Жу-

вестен во всём мире под названием

ковського».

 

 

 

 

 

«профиль Жуковского».

 

 

 

 

 

 

 

 

В большинстве своих великих от-

У більшості своїх великих відк-

крытий и разработок Николай Егорович

риттів і розробок Микола Єгорович

сначала выдвигал гипотезу о существо-

спочатку висував гіпотезу про існуван-

вании того или иного явления, а затем

ня того чи іншого явища, а потім дово-

доказывал его существование на специ-

див його існування на спеціально ство-

ально созданных материальных моде-

рених матеріальних моделях. Цікавим і

лях. Интересным и характерным при-

характерним

прикладом використання

мером использования моделей является

моделей є історія з московським водо-

история с московским водопроводом. В

гоном. Наприкінці ХІХ ст. у Москві по-

конце ХІХ в. в Москве постоянно лопа-

стійно лопалися без видимої причини

лись без видимой причины прочные

міцні магістральні труби водопровідної

магистральные трубы водопроводной

мережі. До комісії з дослідження при-

сети. В комиссию по исследованию

чин цього

явища

було

запрошено

причин этого явления был приглашён

М. Є. Жуковського. Вивчивши наслід-

Н. Е. Жуковский. Изучив последствия,

ки, він припустив, що руйнування від-

он предположил, что разрушение про-

бувається через сильну ударну дію во-

исходит из-за сильного ударного дей-

ди в трубах, коли заслінки швидко від-

ствия воды в трубах, когда заслонки

кривають або закривають. Для доказу

быстро открывают или закрывают. Для

цього явища з допомогою формул і чи-

доказательства этого явления с помо-

сел за вказівкою Миколи Єгоровича

щью формул и чисел по указанию Ни-

було побудовано модель водопровідної

колая Егоровича была построена мо-

мережі, що складалася з водопровідних

дель водопроводной сети, состоящая из

труб різних діаметрів і заслінок. Мере-

водопроводных труб разных диаметров

жу експлуатували за найрізноманітні-

и заслонок. Сеть эксплуатировали при

ших умов, а спеціальна апаратура фік-

самых разнообразных условиях, а спе-

сувала (контролювала) рух води й ко-

циальная

аппаратура

фиксировала

ливання

труб. Таким

чином,

припу-

29

(контролировала) движение воды и ко-

щення великого вченого було доведено

лебания труб. Таким образом, предпо-

[17].

ложение великого учёного было дока-

 

зано [17].

 

 

 

 

 

 

Модельный эксперимент в авиации

Модельний експеримент в авіації

стал неотъемлемой, незаменимой ча-

став невід'ємною, незамінною части-

стью проектно-конструкторских работ

ною проектно-конструкторських робіт

по созданию новой авиационной техни-

зі створення нової авіаційної техніки,

ки, так как только натурный экспери-

оскільки тільки натурний експеримент

мент мог дать ответы на множество во-

міг дати відповіді на безліч запитань,

просов,

возникающих

при

создании

що виникають при створенні наукоміс-

наукоёмких, принципиально новых из-

тких, принципово нових виробів.

делий.

 

 

 

 

 

 

 

Харьковский авиационный

инсти-

Харківський авіаційний інститут,

тут, основанный в 1930 г., вносил по-

заснований 1930 року, робив посиль-

сильный вклад в становление и разви-

ний внесок у становлення й розвиток

тие модельной методологии. Под руко-

модельної методології. Під керівницт-

водством инженера И. Г. Неймана

вом інженера І. Г. Неймана група ви-

группа

преподавателей

и

студентов

кладачів і студентів спроектувала шви-

спроектировала скоростной

пассажир-

дкісний пасажирський літак «ХАІ-1» з

ский самолёт «ХАИ-1» с убирающимся

висувним шасі, що мав проектну швид-

шасси,

имеющий проектную скорость

кість 300 км/год. Літак, виготовлений

300 км/ч. Самолёт, изготовленный на

на Харківському авіазаводі, під час

Харьковском авиазаводе, во время лёт-

льотних випробуваннь показав швид-

ных испытаний показал скорость 290

кість 290 км/год. У рапорті ВНЗ керів-

км/ч. В рапорте вуза руководящим ор-

ним органам країни було записано:

ганам страны было записано: «Этим

«Цим самим радянська авіація за швид-

самым советская авиация по скорост-

кісними пасажирськими машинами по-

ным

пассажирским

машинам

заняла

сіла перше місце в Європі і друге в сві-

первое место в Европе и второе в ми-

ті». 1935 року викладач інституту А. М.

ре». В 1935 году преподаватель инсти-

Люлька запропонував проект першого

тута А. М. Люлька предложил проект

вітчизняного турбореактивного двигу-

первого

отечественного

турбореактив-

на. В інституті активно працювало сту-

ного двигателя. В институте активно

дентське конструкторське бюро, у яко-

работало студенческое конструкторское

му втілювалися і випробовувалися ори-

бюро, в котором воплощались и опро-

гінальні, часом фантастичні ідеї на різ-

бовались оригинальные, порой фанта-

номанітних літальних моделях.

стические идеи на разнообразных ле-

 

тающих моделях.

 

 

 

 

 

 

В 1959 году в ХАИ был образован

1959 року в ХАІ було створено на-

научно-исследовательский отдел лёт-

уково-дослідний відділ льотних дослі-

ных

исследований

радиоуправляемых

джень радіокерованих моделей. За-

моделей. Задача отдела состояла в раз-

вдання відділу полягало в розробленні

работке методики применения летаю-

методики застосування літальних мо-

30