Выбор Отклонения

Итак, вернёмся на время к нашему курсу. Мы оставили старину Найджела, купившего набор дротиков для классического дартс Peter Manley Maestro Tungsten, который он затем оптимизировал хвостовиками XL+ и оперениями Big Wing. Он сделал это для того, чтобы увеличить их «статическую границу» стабильности, чтобы дротики летели ровнее и прощали его непостоянный бросок. Теперь, как я сказал, он действительно сделал хороший выбор, но ему понадобилось и немножко удачи. Причина в том, что выбор дротика, наилучшего по аэродинамике для начинающего игрока – на самом деле, как и для любого игрока – намного сложнее, чем просто вопрос о статической границе.

Я раньше упоминал, что угол между направлением, в котором указывает дротик, и направлением его полёта известен как угол падения. Для самолетов и других летающих штук, у которых, само собой, «правильный подъём», угол падения разделяется на две составляющих – «угол наклона» вверх, относительно поперечной оси, и «отклонение» вбок, относительно перпендикулярной оси. В случае же с дротиками, у которых на самом деле нет «правильного подъёма», мы, специалисты по динамике полёта, не утруждаем себя определением этих различий (или, если произносить два надоевших слова «угла падения»), поэтому мы называем обе составляющие отклонением.

Стабилизирующий эффект оперений подразумевает, что дротик, летящий с отклонением, будет не только выпрямляться, его также будет заносить в противоположном направлении. Это наводит на мысль, что такое движение похоже на маятник (в технических терминах – «простое гармоническое колебание»), потому что у каждого дротика «маятниковое» отклонение имеет характеристическое время, за которое дротик колеблется туда и обратно. И, как знает любой часовщик, это время обычно не зависит от размера (амплитуды) колебаний маятника.

Но если ты конструируешь дротики, то тут есть ещё что-то, что может тебе помочь. Поскольку подъёмная сила оперения возрастает с увеличением скорости (на самом деле, она растёт почти пропорционально квадрату скорости), то характеристическое время, нужное дротику для совершения колебания, уменьшается, если дротик выброшен с большей скоростью. Хотя, чем быстрее дротик, тем дальше он летит при любом времени, и эти два фактора превосходно компенсируют друг друга. Поэтому дротик, независимо от скорости, с которой его бросили, пытается принять более-менее постоянное характеристическое расстояние для отклонений. Это расстояние называется «длиной волны колебания». Если вы посмотрите замедленную съёмку летящего дротика на ТВ, то вы увидите длину волны колебания в действии.

Если бы наш Найджел играл в дартс на ТВ, что маловероятно, то мы могли бы увидеть, что он, как большинство начинающих, кидает дротик неравномерным, «рваным» движением. Его дротики покидают руку, указывая, большей частью, в направлении броска, но затем отклоняются то в одну, то в другую сторону в различной степени. Хотя, если у его дротиков будет длина волны колебания, равная дистанции, с которой он бросает, они в любом случае будут стараться выпрямиться, когда втыкаются в доску. Если у них такой длины волны нет, они будут входить в мишень под углом к направлению полёта.

Теперь мы знаем, что хоть статическая граница и важна при определении длины волны колебания (чем больше статическая граница, тем короче длина волны колебания), это, без сомнения, единый фактор. Фактическая подъёмная сила уравновешивается поперечным моментом инерции. И в этом причина того, почему Найджелу повезло, когда он выбирал и подгонял под себя дротики Peter Manley, основываясь только на статической границе. Оказалось, что у них правильное соотношение между подъёмной силой и поперечным моментом инерции.

Итак, если, как и Найджел, вы не очень знаете, что такое «поперечный момент инерции», вы можете присоединиться ко мне в следующий раз.

Вопрос-ответ!

Рэд, Крис и Уоррен и Центры Давления и Тяжести:
Рэд привёл много хороших доводов, когда указал, что ЦД нельзя определить по методу Криса, но Крис тоже в чём-то прав. С помощью расплывчато описанной им техники на самом деле можно определить центр области «боковой проекции» дротика, который можно было бы приблизить к ЦД, если бы он был сбоку. Конечно же, на практике, это не представляет большого интереса, и нахождение ЦД при реальных углах отклонения намного сложнее (и это одна из причин, почему аэродинамические трубы до сих пор так востребованы у специалистов по аэродинамике!). Хотя, не всегда нужно всё так усложнять, как говорит Рэд, благодаря тому, что зовется линейной аэродинамикой – но подробнее об этом в другой раз.

Что касается комментариев Уоррена, то они могут помочь объяснить, что термин Центр Давления определённо связан с давлением воздушного потока, тогда как термин Центр Тяжести на самом деле неправильный, поскольку у тела есть ЦТ, даже если оно находится в космосе без какого-либо притяжения; это просто точка, вокруг которой тело вращается, если у него нет опоры. С другой стороны, можно возразить, что Центр Равновесия – более подходящий термин, но, к сожалению, он не используется!

Трой и большая статическая граница:
Как можно увидеть в этом юниБлоге, Трой прав, говоря, что большая статическая граница – это не всегда хорошо, но помните, я сказал, что дротики Найджела «пытаются воткнуться в мишень под разнообразными углами». Отсюда, точка зрения Троя о том, что «качание дротика в полете не проблема, при условии, что оно согласованное», может быть верной, но она неприменима к Найджелу! Что касается вопроса о том, нужно ли держать дротик за ЦТ, то его я рассмотрю в будущих юниБлогах.

Длинный Эрик и длинные дротики:
ЮниЛаб – это именно то, что нужно, чтобы решить проблему Эрика с вихляющими длинными дротиками. Следите за этой темой!

Translated by Olga 'AINE' Kosygina (Ольга Косыгина) ©2008