Техника - молодёжи 1952-12, страница 27

ходимого исследователю при воздушном моделировании, совсем невелики, нередко достаточно одного метра в ширину и двух с половиной метров в длину.

Воздушная модель выполняется самым тщательным образом, из лучшего сорта дерева, заключенного для жесткости в прочную металлическую раму. Дерево покрывается плексигласом или текстолитом, на которых инженеры лепят русло реки из пластилина — красного или черного, чтобы на таком фоне резче выделялись струи воздуха, подкрашенного дымом. Искусственные сооружения: плотины, гидростанции и т. п. — изготовляются из деревянных брусков.

Тщательно отформовав русло, установив все полагающиеся сооружения, исследователи прикрывают модель листом стекла и замазывают щели замазкой или заклеивают бархатом. Затем в модель впускают воздух, подкрашенный дымом, и сквозь стекло следят за движением воздушных струй. Эти наблюдения требуют очень высокой квалификации. Явления протекают весьма быстро, и надо сразу не только обнаружить то или другое изменение струи, но и понять все его значение. Наблюдатель при этом не только смотрит на то, что происходит у плотины, у гидростанции, обтекаемых воздушными потоками, — он должен зарисовать на стекле направление струй, форму водоворотов. В этом нелегком деле ему помогают маленькие подвижные указатели, установленные в разных частях модели, — флажки из алюминиевой фольги, поворачивающиеся по направлению течения воздушных струй.

Флажки-указатели часто бывает нужно передвинуть в новое место модели. Как сделать это, не открывая стекла и не проделав в модели отверстий, которые нарушат целость герметического ящика, служащего оболочкой миниатюрного сооружения? А. Г. Аверкиев вос-

1 пользовался для этого магнитной тягой. Алюминиевые флажки укреплены на маленьких тележках из мягкого железа, и когда снаружи двигается сильный магнит, он тянет за собою тележку, словно привязанную к нему невидимою нитью.

Цель всех исследований на воздушных моделях — получить полную картину движения водяных струй. Картина должна быть динамичной, — на ней должны иметься данные о скоростях в отдельных местах русла реки: у плотины, у гидростанции, у пропускных отверстий. Скорость течения воздуха в модели измеряется маленькими воздушными колесами — микровертушками. Эти приборы так легки и малы, что скорость вращения их можно измерить только посредством стробоскопа. Настраивая стробоскоп на вертушку, наблюдатель легко определяет число оборотов ее воздушного колеса.

Построив воздушную модель, маленькую, удобную, не требующую больших затрат, можно быстро провести множество опытов. Зная, как проектировщики предполагают соорудить плотину, исследователь создает на воздушной модели ее подобие и тотчас видит, как вода встретит препятствие, появившееся на ее пути. Это расскажут завихрения в струях дыма, изменения скорости их распространения. Если проектировщики не учли каких-либо местных особенностей русла, где будет воздвигнута плотина, воздух, подкрашенный дымом, флажки, микровертушки немедленно сделают ошибку зримой, раскроют наглядно все ее значение.

Опыты на настольной модели указывают, на что надо обратить особое внимание во время дальнейших исследований. Получив такие предварительные результаты, инженеры и ученые с большей уверенностью могут строить большие модели на открытом воздухе.

Однако нередко исследования, проведенные на разработанных А. Г. Аверкиевым моделях, могут дать ответ, вполне достаточный для оценки проекта сооружения, исключающий необходимость дальнейших опытов.

В первую очередь это относится к верхним бьефам гидроузлов и отстойникам, - вообще ко всем участкам, где вода течет спокойно, где ее свободная поверхность бывает практически плоской. Плоская поверхность воды в натуре является важ

ным условием подобия при воздушном моделировании, потому что у моделей с прикрывающим их стеклом свободная поверхность воздуха обтекает совершенно плоское тело.

Воздушные модели А. Г. Авер-киева уже оказали значительную помощь проектировщикам Каховской гидроэлектростанции. Уменьшенная по сравнению с натурой в 4 тыс. раз, модель умещается на большом столе. Дерево и пластмасса изображают двенадцатиметровый участок Днепра. Сквозь стекло вид-

Моделирование воздухом

но, как быстро растекаются чуть голубоватые струи дыма, обтекая земляные и шпунтовые перемычки, ограждающие территорию, где будет воздвигнута бетонная плотина, гидроэлектростанция и шлюз. Глядя на них, можно с уверенностью сказать, как будут вести себя воды Днепра, когда его русло стиснут перемычки.

Впуск дыма в модель прекращается. Но все пути струй уже зарисованы на стекле, и сотрудники лаборатории расшифровывают затейливые знаки, которые быстро чертили струи газа, скользившие по пластилиновой модели русла, прорвавшиеся в отверстия в куске дерева, служащего плотиной. Эта расшифровка немедленно посылается проектировщикам, которые проверяют результаты своих вычислений опытными данными.

Так несколько больших комков цветного пластилина и дымовая шашка позволяют исследователям заглядывать в будущее и видеть, как грандиозное сооружение, существующее пока на бумаге, воплотясь в железо и бетон, по-новому заставит течь обильные воды Днепра.