Немного физики
Sep. 6th, 2013 10:58 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
george_rookeТут меня спрашивали по поводу "Эндимиона" - а что собственно дал отказ от погонных и ретирадных пушек? Ну ведь всего-то 4-6 орудий, не такая и большая масса...
Тут нам придется вспомнить всем известный закон сиракузского товарища греческого происхождения Архимеда, который гласит, что на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Эта выталкивающая сила называется силой Архимеда и равна произведению плотности жидкости (в нашем случае морская вода, то есть постоянная составляющая), постоянному коэффициенту (9.8) и объема тела. В свою очередь объем – есть отношение массы корабля к плотности материала, из которого он сделан (в нашем случае это плотность дерева). В качестве погонных или ретирадных орудий на фрегатах чаще всего использовались 18-фунтовые длинные пушки или 12-фунтовые длинные пушки (2.06 тонн или 1.72 тонны соответственно). Соответственно даже снятие четырех-шести 12-фунтовых пушек дает выигрыш в 7-10 тонн веса, что эквивалентно сэкономленным 7-10 кубическим метрам объема корпуса (или облегчению нагрузки на него в конкретном месте именно на такое значение), которые можно пустить на облегчение конструкции или укрепление поперечных продольных связей киля, шпангоутов и обшивки. Таким образом, отказ от ретирадных и погонных орудий разгружал нос и корму судна, избавляя от пресловутого «эффекта банана» (или по крайней мере уменьшая его) и давал необходимую прочность в тех местах, где находились множество стыков и соединений корпуса.
На всякий случай напомню, что имеется ввиду под "эффектом банана". Дело в том, что задача размещения большой батареи на одной закрытой палубе привела к увеличению длины фрегата, что в свою очередь не лучшим образом сказалось на корпусе корабля. Дело в том, что на таком корабле киль берется длиннее, и соответственно на нос и корму килевой балки приходится увеличенная масса. Если же вспомнить, что предлагалось ставить орудия линкорного калибра – давление масс должно было быть еще более значительным. Со временем в районе носа и кормы киль прогибается, и принимает форму банана, в свою очередь поперечные связи корпуса ослабляются и верхняя палуба испытывает растягивающую нагрузку. Конечно, если бы такой фрегат имел несколько палуб (то есть несколько фиксаций на разных уровнях высоты своего «скелета» в виде шпангоутов) – киль бы деформировался гораздо меньше, но это сразу бы увеличивало высоту борта корабля – и соответственно паразитную парусность самого корпуса.
В общем, если мы строим двух- или более дечник - мы помогаем с помощью палуб (которые по сути являются дополнительными горизонтальными каркасами) килю распределить и выдержать вес полезного груза без деформации этого самого киля, если же мы строим однодечник - нам придется либо усиливать киль, либо неизбежно получать его деформацию. Кроме того - корабль с несколькими палубами можно сделать короче, что увеличит продольную крепость киля, размещая же большое количество батарей на одном деке - мы как бы растягиваем корабль, киль становится длиннее,и деформация его в продольной плоскости увеличивается.
Как-то так. Надеюсь - более-менее понятно.
Тут нам придется вспомнить всем известный закон сиракузского товарища греческого происхождения Архимеда, который гласит, что на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Эта выталкивающая сила называется силой Архимеда и равна произведению плотности жидкости (в нашем случае морская вода, то есть постоянная составляющая), постоянному коэффициенту (9.8) и объема тела. В свою очередь объем – есть отношение массы корабля к плотности материала, из которого он сделан (в нашем случае это плотность дерева). В качестве погонных или ретирадных орудий на фрегатах чаще всего использовались 18-фунтовые длинные пушки или 12-фунтовые длинные пушки (2.06 тонн или 1.72 тонны соответственно). Соответственно даже снятие четырех-шести 12-фунтовых пушек дает выигрыш в 7-10 тонн веса, что эквивалентно сэкономленным 7-10 кубическим метрам объема корпуса (или облегчению нагрузки на него в конкретном месте именно на такое значение), которые можно пустить на облегчение конструкции или укрепление поперечных продольных связей киля, шпангоутов и обшивки. Таким образом, отказ от ретирадных и погонных орудий разгружал нос и корму судна, избавляя от пресловутого «эффекта банана» (или по крайней мере уменьшая его) и давал необходимую прочность в тех местах, где находились множество стыков и соединений корпуса.
На всякий случай напомню, что имеется ввиду под "эффектом банана". Дело в том, что задача размещения большой батареи на одной закрытой палубе привела к увеличению длины фрегата, что в свою очередь не лучшим образом сказалось на корпусе корабля. Дело в том, что на таком корабле киль берется длиннее, и соответственно на нос и корму килевой балки приходится увеличенная масса. Если же вспомнить, что предлагалось ставить орудия линкорного калибра – давление масс должно было быть еще более значительным. Со временем в районе носа и кормы киль прогибается, и принимает форму банана, в свою очередь поперечные связи корпуса ослабляются и верхняя палуба испытывает растягивающую нагрузку. Конечно, если бы такой фрегат имел несколько палуб (то есть несколько фиксаций на разных уровнях высоты своего «скелета» в виде шпангоутов) – киль бы деформировался гораздо меньше, но это сразу бы увеличивало высоту борта корабля – и соответственно паразитную парусность самого корпуса.
В общем, если мы строим двух- или более дечник - мы помогаем с помощью палуб (которые по сути являются дополнительными горизонтальными каркасами) килю распределить и выдержать вес полезного груза без деформации этого самого киля, если же мы строим однодечник - нам придется либо усиливать киль, либо неизбежно получать его деформацию. Кроме того - корабль с несколькими палубами можно сделать короче, что увеличит продольную крепость киля, размещая же большое количество батарей на одном деке - мы как бы растягиваем корабль, киль становится длиннее,и деформация его в продольной плоскости увеличивается.
Как-то так. Надеюсь - более-менее понятно.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
(no subject)
Date: 2013-09-06 07:45 pm (UTC)(no subject)
Date: 2013-09-06 07:45 pm (UTC)(no subject)
Date: 2013-09-06 08:07 pm (UTC)(no subject)
Date: 2013-09-06 09:16 pm (UTC)Что-то я не понял.
Если корабль железный его объем грубо в 8 раз меньше деревянного?
Они что, сплошняком железные или деревянные? Тогда железный будет плавать как топор.
(no subject)
Date: 2013-09-07 05:46 am (UTC)(no subject)
Date: 2013-09-07 08:08 am (UTC)(no subject)
Date: 2013-09-07 01:46 pm (UTC)Это проблема решается при помощи увеличения числа параллельных килю продольных связей - стрингеров. Но попрошу заметить - она решается на стадии планирования постройки судна т.е. изначально кораблестроитель должен знать какие нагрузки и в каких именно местах будет испытывать его творение. Так что, скорее всего, это про*б на стадии проекта.
(no subject)
Date: 2013-09-07 07:54 pm (UTC)