أنواع عمل الرصاصة. القوى الهيدروديناميكية العمل الهيدروديناميكي
في الفصل السابق تم النظر في حركة الأجسام المنفصلة مع الأخذ في الاعتبار عمل قوى القصور الذاتي، ولم يتم اعتبار هذه الأجسام نقاطًا مادية، بل كأجسام ممتدة لها شكلها وحجمها الخاص. لم تكن هذه الهيئات تعتبر جامدة تماما، أي. غير قابل للتشوه، مما جعل من الممكن شرح الحاجة إلى استخدام قوى القصور الذاتي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الأجسام الصلبة لا تعتبر مجموعة النقاط الماديةولكن كوسائط مستمرة، مما جعل من الممكن تقديم مفهوم مجالات السرعة و الطاقة الحركيةواستخدامها لتحديد قوى القصور الذاتي.
هذه الصياغة للمشكلة تجعل ميكانيكا المواد الصلبة مشابهة لميكانيكا الاستمرارية، التي تدرس حركة الأوساط السائلة والغازية، وتسمح باستخدام نفس قوانين الميكانيكا وطرق دراسة حركة هذه الأوساط، وكذلك تفاعلها مع الأجسام المنفصلة. شاء. علاوة على ذلك، فإن الكائنات المنفصلة، التي تتفاعل مع الوسائط المستمرة، قادرة على التفاعل مع بعضها البعض من خلال هذه الوسائط. ترتبط معظم المشكلات في الميكانيكا تقريبًا بمثل هذا التفاعل، ولكن في كثير من الحالات تفاعل الأجسام مع بيئةلا يؤخذ في الاعتبار بسبب الجهل بآلية هذا التفاعل. تتم دراسة مثل هذه المشاكل في فروع الميكانيكا التي تسمى الغاز والديناميكا المائية. وسنجمع هذه المسائل تحت مسمى عام واحد وهو ميكانيكا الموائع، مع اعتبار الغاز أحد أنواع السوائل، خاصة أنه سيتم تطبيق نفس طريقة البحث عليها.
لقد أظهرت الممارسة أن خصائص السوائل والغازات تختلف عن خصائص المواد الصلبة بسبب حركتها الداخلية الأكبر. وهذا يؤدي إلى تعقيد كبير في حركاتهم الحقيقية، والتي يصعب دراستها من الناحية النظرية. ولذلك فإن العديد من الظواهر المكتشفة تجريبيا ليس لها تفسير موثوق وتعتبر مفارقات. في الوقت الحالي، تعد كل الهيدروديناميكيات تقريبًا عبارة عن مجموعة من المفارقات المختلفة. سنحاول شرح العديد من المفارقات الموجودة، والكشف عن جوهرها المادي، وإظهار وجود تأثيرات جديدة. بالطبع، في هذه الحالة، سيتعين على المرء إجراء بعض التبسيطات للمشاكل ووضع افتراضات معينة. لذلك، على سبيل المثال، لن يتم أخذ الحركات المضطربة في الاعتبار في أي مكان، بل سيتم اعتبار جميع حركات السوائل صفائحية. ولذلك، ينبغي اعتبار جميع الحلول للمشاكل قيد النظر تقريبية. ومع ذلك، فإن هذه الحلول، في رأينا، تكشف بشكل جيد عن الجوهر المادي للظواهر.
قبل النظر في مشاكل ميكانيكا الموائع، دعونا نكتشف الجوهر الفيزيائي لقوى القصور الذاتي الناشئة في الوسائط السائلة والغازية. في الفصل الأول بالنسبة للمواد الصلبة تبين أن قوى القصور الذاتي هي قوى مرنة تنشأ أثناء تشوهها. ليس هناك شك في أن مثل هذا التعريف يجب أن ينطبق أيضًا على الوسائط المستمرة. دعونا نثبت ذلك باستخدام مثال أسطوانة تدور في وسط سائل أو غازي (الشكل 1). لإثبات ذلك، نستخدم نفس المنطق كما هو الحال مع الأجسام الصلبة (انظر الفصل الأول).
ستتسبب الأسطوانة الدوارة في دوران جزيئات البيئة، وكلما ابتعدت الجزيئات، انخفضت سرعتها الخطية، وبالتالي انخفضت الطاقة الحركية لحركتها. طاقة الجزيئات الموجودة بجانب بعضها البعض على مسافة دكتور، يتم تحديدها من خلال التعبيرات:
; (1)
, (2)
أين مارك ألماني- كتلة الجزيئات، و - سرعاتها المحيطية.
ولتحديد القيم النوعية لهذه الطاقات من الضروري معرفة طبيعة توزيع سرعات جزيئات الوسط على طول الإحداثيات ص.ومن المعروف من المصادر الأدبية أن التغير في سرعة السوائل على طول نصف القطر صللجسم الأسطواني يوصف بالتعبير:
, (3)
أين هي السرعة المحيطية على سطح الاسطوانة، ر- نصف قطر الاسطوانة. ولذلك فإن التعبيرين (1) و (2) سيأخذان الشكل: 
; (4)
(5)
سيكون فرق الطاقة بين جزيئات السائل المجاورة مساوياً لـ: 
(6)
وبالتالي، عندما تنتقل الحركة من أقرب جسيم إلى الجسيم المجاور له، يتم فقدان بعض الطاقة الحركية. من الواضح أنه يتم إنفاقه على التغلب على القوة الشعاعية مدافع، موجهة نحو، أي. إلى وسط الاسطوانة. وفي هذه الحالة يجب استيفاء النسبة التالية:
, (7)
حيث نحصل على:
, (8)
أولئك. وهو تعبير معروف لنا بالفعل يصف تدرج مجال الطاقة الحركية.
وباستخدام التعبير (6) نحصل على: 
(9)
قوة مدافع، المعرفة بالتعبير (9)، سوف تعمل باستمرار وستحافظ على جسيم الوسط في حالة مشوهة، وسيكون التشوه الانضغاطي للجسيم أكبر على جانب الجسم منه على الجانب الآخر، لأن القوة مدافعيزداد كلما اقتربت من الاسطوانة. تظهر طبيعة تشوه الجسيمات في الشكل. 1، القوى المرنة مدافعأرض مدافع 2ـ المؤثرة على الجسيم ليست متساوية مع بعضها البعض، و ، والقوة الناتجة عنها 
موجهة نحو الجسم. يمكن أيضًا تحديد طبيعة تشوه الجسيمات من نمط التغيرات في السرعات في الوسط: تشوه الشد في الاتجاه العرضي سيكون أكبر على جانب السرعة الأعلى، بينما في الاتجاه الشعاعي سيكون الضغط أكبر على الجانب داخل.
هكذا القوة مدافعوهي القوة المرنة لتشوه جزيئات الوسط، وبالتالي قوة القصور الذاتي، ويمكن تحديدها من خلال التغير في الطاقة الحركية لجزيئات الوسط على طول الإحداثيات المكانية.
ستحدث صورة مماثلة عندما يتدفق وسط متحرك حول أجسام صلبة منفصلة، على سبيل المثال، أسطوانة (الشكل 2). بسبب الكبح على الجسم، تتناقص سرعة حركة جزيئات الوسط، فيتحول جزء من الطاقة الحركية إلى طاقة تشوه محتملة، تظهر طبيعتها في الشكل. 2. وبالتالي، فإن القوة المرنة الداخلية الناتجة للجسيم 
سيتم توجيهها إلى الخارج، أي. من الاسطوانة. يتم تحديد حجم هذه القوة من خلال مشتق الطاقة الكامنة للتشوه، مأخوذة بعلامة الطرح: 
(10)
حيث يتم تحديد الطاقة الكامنة لتشوه جزيئات الوسط من خلال الفرق في الطاقات الحركية اعتمادًا على نصف القطر ص، - السرعة الأولية غير المضطربة (غير المشوهة) للوسط، ثابتة الحجم، - القيمة الحالية للسرعة المشوهة للوسط.
وبالتالي، من الأمثلة التي تم النظر فيها، يترتب على ذلك أن القوى المرنة الناتجة عن الطاقة المحتملة لتشوه جزيئات الوسط يمكن التعبير عنها من خلال الطاقة الحركية لحركتها في شكل مشتقها فيما يتعلق بالإحداثيات المكانية. هذا الظرف يسهل إلى حد كبير دراسة تفاعل الأجسام مع البيئة.
تبين أن الصيغ التي حصلنا عليها لقوى القصور الذاتي المؤثرة في حجم السائل هي نفسها تمامًا بالنسبة للأجسام الصلبة. ومع ذلك، هناك ميزة واحدة هامة هنا. النقطة المهمة هي أنه على عكس صلبتنزلق جزيئات السائل والغاز فوق بعضها البعض عند تحركها، مما يؤدي إلى تسخينها. وبالتالي، سيتم إنفاق جزء من الطاقة الحركية ليس فقط على تشوه الجسيمات، ولكن أيضًا على التدفئة. عندها ستكون طاقة الوضع التي يكتسبها الجسيم أقل من فقدان كل الطاقة، ولو بكمية صغيرة. والسؤال الذي يطرح نفسه بطبيعة الحال: هل ستتحقق التبعيات التي حصلنا عليها (8) و(10) في هذه الحالة؟ يمكن الإجابة على هذا السؤال بالإيجاب، حيث أن تسخين الجزيئات يؤدي إلى تمددها، وفي وسط مستمر يكون هذا التمدد محدودا، الأمر الذي سيؤدي إلى ظهور قوى مرنة إضافية، في حين أن القوة الناتجة (قوة القصور الذاتي) سوف تتوافق تماما إلى الفقد الكلي للطاقة الحركية بما يتناسب مع طبيعة تغيرها. لذلك، يمكننا القول أن القوى المرنة التي تنشأ في السوائل والغازات ناتجة عن كل من الطاقة الكامنة لتشوه الجزيئات وتسخينها.
تأثير التذبذب الذاتي الهيدروديناميكي
الرسوم المتحركة
وصف
تسمى ظاهرة ظهور الموجات الصوتية في تيار سائل مغمور مضطرب عند التفاعل مع عائق ذي شكل معين بالتأثير الهيدروديناميكي الذاتي التذبذب.
تسمى الأجهزة التي تحول الطاقة الحركية للنفث السائل إلى طاقة الاهتزازات الصوتية بالبواعث الهيدروديناميكية.
يعتمد تشغيل الباعث الهيدروديناميكي على توليد اضطرابات في وسط سائل على شكل مجال معين من السرعات والضغوط أثناء تفاعل النفاثة المتدفقة من الفوهة مع عائق ذو شكل وحجم معين، أو أثناء انقطاع دوري القسري للطائرة. هذه الاضطرابات لها تأثير عكسي على قاعدة النفاثة عند الفوهة، مما يساهم في إنشاء نظام التأرجح الذاتي. يمكن أن تختلف آلية انبعاث الصوت عن طريق الاضطرابات اعتمادًا على تصميم الباعث الهيدروديناميكي، والذي يختلف بشكل أساسي عن تصميم بواعث الغاز النفاث للهواء، على الرغم من أن الباعثات الهيدروديناميكية تسمى صفارات سائلة.
الأكثر استخدامًا هي بواعث اللوحة الهيدروديناميكية، التي تتكون من فوهة مستطيلة مشقوقة مغمورة في سائل (الشكل 1) ولوحة موجهة نحو النفاث، والتي يتم توصيلها عند النقاط العقدية (الشكل 1 أ) أو الكابولية (الشكل 1 ب). .
رسم تخطيطي لباعث هيدروديناميكي للوحة مع تثبيت اللوحة عند النقاط العقدية
أرز. 1 أ
التسميات:
2 - لوحة؛
3- نقاط التعلق.
رسم تخطيطي لباعث لوحة هيدروديناميكية مع تركيب ناتئ للوحة
أرز. 1 ب
التسميات:
2 - لوحة .
عندما يتدفق تدفق سائل على اللوحة، يتم إثارة اهتزازات الانحناء، والتردد الطبيعي الرئيسي لها هو:
,
حيث a هو معامل التناسب، اعتمادًا على طريقة تثبيت اللوحة؛
ل هو طول اللوحة.
ر - سمك؛
E - معامل المرونة.
r هي كثافة المادة التي صنعت منها اللوحة.
إذا تم التعبير عن جميع القيم المدرجة في وحدات نظام CGS، فعندما يتم تثبيت اللوحة في عقدتين أ = 2.82، وفي الكابولي أ = 0.162.
وجود كتلة مضافة يقلل إلى حد ما من قيمة f PL. في الطائرة المتدفقة، تحدث التذبذبات الذاتية مع التردد:
و ج = ك ن / ح،
حيث n هي سرعة الطائرة؛
h هي المسافة بين الفوهة واللوحة؛
k هو معامل التناسب اعتمادًا على n وh.
لإثارة تذبذبات شديدة، يجب أن يتطابق f c وf PL. من الناحية العملية، لا يمثل ضبط اللوحة على رنين مع اهتزازات الوتر أي صعوبات خاصة ويتم تنفيذها عن طريق ضبط سرعة التدفق وتغيير المسافة بين الفوهة واللوحة. تولد بواعث اللوحة الهيدروديناميكية تذبذبات بترددات تتراوح بين 2-35 كيلو هرتز تقريبًا. يتم انبعاث الطاقة الصوتية أثناء تشغيل بواعث اللوحة الهيدروديناميكية بشكل أساسي بسبب اللوحة المتأرجحة في الاتجاه العمودي على مستواها، مع حد أقصى في منتصف الدعامات (الشكل 1 أ) أو بالقرب من الطرف الحر (الشكل 1 أ). .1 ب).
خصائص التوقيت
وقت البدء (سجل من -1 إلى 0)؛
مدى الحياة (سجل tc من 0 إلى 6)؛
وقت التدهور (سجل td من -1 إلى 0)؛
وقت التطوير الأمثل (سجل tk من 1 إلى 5).
رسم بياني:
التطبيقات الفنية للتأثير
التنفيذ الفني للتأثير
يظهر أبسط تنفيذ تقني في الشكل. 1 أ. كفوهة، يمكنك استخدام مكنسة كهربائية منزلية مع فوهة شق، كلوحة، يمكنك استخدام شريط من رقائق الفولاذ الرفيعة (0.1 مم)، مثبتة من طرف واحد في قاعدة ضخمة. عن طريق تغيير طول الجزء الكابولي من اللوحة (أي تردد الرنين للاهتزازات الحرة للوحة)، من الممكن الحصول على ترددات مختلفة من التذبذبات الذاتية، مع تغيير المسافة من الفوهة إلى اللوحة في نفس الوقت، كما هو موضح في المحتوى. في هذه الحالة، فإن تواتر التذبذبات الذاتية سوف يتزامن دائما عمليا مع تواتر التذبذبات الطبيعية.
تطبيق تأثير
تُستخدم الباعثات الهيدروديناميكية لتكثيف العمليات التكنولوجية المختلفة، مثل استحلاب السوائل غير القابلة للذوبان في بعضها البعض (على سبيل المثال، الحصول على مستحلبات الماء والزئبق عالية الجودة)، وتشتيت الجزيئات الصلبة في السوائل (على سبيل المثال، الجرافيت في الزيت)، تسريع عمليات التبلور في المحاليل، وتقسيم جزيئات البوليمر، وتنظيف الفولاذ المصبوب بعد الدرفلة، وما إلى ذلك.
مثال 1. لوحة باعث هيدروديناميكي مع فوهة حلقية.
يحتوي تصميم الباعث الهيدروديناميكي على فوهة حلقية مشقوقة 1 (الشكل 2)، مكونة من سطحين مخروطيين، والعائق المتأرجح عبارة عن أسطوانة مجوفة 2، يتم قطعها على طول المولدات بحيث يتم إنشاء نظام من الألواح الكابولية المرتبة .
رسم تخطيطي لباعث لوحة الهيدروديناميكية
أرز. 2
من الممكن أيضًا وجود آلية أخرى للإشعاع من باعث هيدروديناميكي - بسبب نبض منطقة التجويف المتكونة بين الفوهة والعائق (الشكل 3).
رسم تخطيطي للباعث الهيدروديناميكي
أرز. 3
العناصر الرئيسية لمثل هذا المبرد هي فوهة مخروطية أسطوانية 1 وعاكس عائق 2 ونظام تذبذب رنين على شكل قضبان 3 تقع على طول مولد الأسطوانة مع محور عاكس الفوهة. يمكن صنعه إما على شكل مجموعة من القضبان المثبتة عند الحواف، أو على شكل أسطوانة مجوفة مع أخاديد مطحونة على طول المولدات. يمكن أن تكون الأسطح العاكسة محدبة أو مسطحة أو مقعرة. الأفضل من حيث الطاقة هو العاكس المقعر على شكل ثقب، مما يضمن تكوين منطقة التجويف، والتي يتم إخراج محتوياتها من منطقة عاكس الفوهة عند تردد معين (التردد الأساسي). لإثارة اهتزازات شديدة، من الضروري وجود نسبة معينة بين قطر الثقب D في نهاية العاكس وقطر الفوهة d لشكل معين من السطح العاكس. تخلق نبضات منطقة التجويف مجالات متناوبة من السرعات والضغوط، مما يثير اهتزازات الانحناء في القضبان 3 بترددها الخاص، مما يساهم في الإشعاع، مما يزيد من شدته وأحادية اللون. يتم تحديد التردد الطبيعي للقضبان f st بنفس الصيغة مثل f pl (معامل a للتثبيت على الوجهين للقضبان هو 1.03 وللتثبيت الكابولي - 0.7). تسمى الباعثات الهيدروديناميكية لهذا التصميم بواعث قضيبية.
مبدأ الإشعاع الناتج عن نبض منطقة التجويف ممكن في تصميم باعث هيدروديناميكي، مشابه لذلك الموضح في الشكل. 3، إذا كان هناك ثقب بقطر d في الجزء السفلي من العائق الأسطواني. يتم تشكيل منطقة التجويف الحلقي بين طرفي الفوهة والعاكس (الفوهة والأسطوانة). وهذا يتطلب معدل تدفق سائل يتراوح بين 20-30 م/ث وضغط يبلغ حوالي 2-10 ضغط جوي. الطيف الترددي للتذبذبات المتولدة هو 0.3-25 كيلو هرتز.
هناك بواعث هيدروديناميكية ممكنة، ويعتمد عملها على تأثير برنولي. وهي تتكون من فوهة دائرية 1 (الشكل 4) وغشاء مقروص على طول الكفاف 2.
رسم تخطيطي للباعث الهيدروديناميكي
أرز. 4
يغير النفاث المتدفق من الفوهة بشكل دوري الضغط في منطقة غشاء الفوهة، مما يتسبب في تأرجح الغشاء. في هذه الحالة، تنبعث اهتزازات منخفضة التردد إلى السائل عن طريق الغشاء. تنبعث الاهتزازات بنغمة أساسية تتوافق مع التردد الطبيعي لاهتزازات انحناء الغشاء.
بالإضافة إلى تلك المدرجة، هناك بواعث دوارة، وعناصر العمل الرئيسية منها عبارة عن أسطوانات ذات موقع متحد المحور - الجزء الثابت والدوار. وقد تم تجهيز كل منها بنظام فتحات أو ثقوب على الأسطح الجانبية. يشبه تشغيلها تشغيل صفارات الإنذار ويتلخص في الانقطاع الدوري للتيار السائل، والذي يتم تحقيقه عن طريق تناوب الفتحات في الجزء الثابت والدوار أثناء الدوران ويؤدي إلى حدوث نبضات الضغط في بيئة العمل. يتم تحديد تردد الباعثات الهيدروديناميكية الدوارة من خلال عدد الفتحات وعدد دورات الدوار.
الباعثات الهيدروديناميكية قادرة على إصدار اهتزازات صوتية في نطاق ترددي واسع: من 0.3 إلى 35 كيلو هرتز مع شدة قصوى تبلغ ~ 1.5-2.5 وات/سم2. تتمثل المزايا العامة للبواعث الهيدروديناميكية في انخفاض تكلفة الطاقة الصوتية المستقبلة، وبساطة تصميماتها وتشغيلها، فضلاً عن حقيقة أن التيار السائل الموجود فيها هو، من ناحية، مولد للتذبذبات، ومن ناحية أخرى والآخر، كائن الصوت. تتمثل ميزة بواعث اللوحة الهيدروديناميكية في القدرة على العمل عند ضغوط منخفضة نسبيًا، بدءًا من حوالي 2 ضغط جوي؛ العيوب - فشل متكرر للوحة بسبب ضغوط التعب، وصعوبة تحديد موضع الدعامات بالضبط عند النقاط العقدية، وصعوبات في توليد اهتزازات في الوسائط اللزجة والوسائط ذات الشوائب الصلبة. لا تحتوي بواعث الهيدروديناميكية القضيبية على هذه العيوب، ولكنها تعمل عند ضغوط متزايدة، بدءًا من حوالي 4 أجهزة ضغط جوي. تعد المشعاعات الهيدروديناميكية الدوارة أكثر تعقيدًا بكثير من المشعاعات ذات الصفائح والقضبان سواء في التصميم (بسبب الحاجة إلى ضمان محورية عالية للدوار والجزء الثابت، أو وجود عناصر دوارة، وما إلى ذلك) وفي التشغيل، ولكنها تتمتع بأعلى أداء مقارنة إلى مشعات هيدروديناميكية أخرى.
من أخطر حالات الملاحة هو انحراف السفن على مسافات قصيرة. وفي هذه الحالة قد تتعرض أجسامهم لقوى خارجية إضافية ناجمة عن التأثير الهيدروديناميكي للأجسام. ونتيجة لعمل هذه القوى قد تفقد السفن السيطرة وقد تتعرض للتجربة حالة طارئه، تحدث اصطدامات السفن. سجلت الممارسة البحرية عددًا كبيرًا إلى حد ما من الاصطدامات التي حدثت نتيجة للتفاعل الهيدروديناميكي لهياكل السفن. اعتمادًا على مجموعة العوامل المختلفة والموقع النسبي للسفن، تنشأ القوى العرضية أثناء التلامس الهيدروديناميكي على هياكل السفن ي ز ولحظات م زيمكن أن تغير علامتها ولا يمكن أن يحدث "الجاذبية" فحسب، بل قد يحدث أيضًا "دفع" للسفن. القوة الجانبية ذ زعلامة إيجابية إذا كانت موجهة نحو جانب السفينة القادمة أو المتجاوزة. لحظة الانحراف م زتعتبر علامة إيجابية إذا كانت تميل إلى تحويل مقدمة السفينة المعنية نحو جانب السفينة القادمة أو المتجاوزة. يمكن تحديد الجوهر المادي لظاهرة التفاعل الهيدروديناميكي بين هيكلي السفينة بشكل أساسي على النحو التالي. من الميكانيكا الهيدروميكانيكية من المعروف أنه في السائل المثاليعلى طول خط التدفق يتم استيفاء قانون حفظ الطاقة، والذي يكتب على شكل معادلة برنولي، Р + ρV 2 /2g=الثبات،حيث p هو الضغط عند نقطة عشوائية على الانسياب. السلطة الفلسطينية. ρ - كثافة الماء t/m 3. لنفترض أن وعاءين متطابقين يتحركان في مائع مثالي (غير لزج) بالتوازي وبنفس السرعة وعلى مسافة بين الجانبين. هذه الحالة تعادل من الناحية الهيدروميكانيكية حالة الحركة العكسية، عندما تكون كلتا السفينتين ثابتتين ويتدفق عليهما تدفق متجانس من السوائل، بسرعة u 0 على مسافة لا نهائية من الأوعية. دعونا نطبق معادلة برنولي على خطوط تدفق السوائل المتدفقة حول بدن السفينة المعنية. للخط الحالي AB: p 0 + u 0 2 /2g=p b + u b 2 /2g p b - p 0 =ρ/2g للخط الحالي AC؛ ص 0 + ش 0 2 /2ز=ص ج + ش ب 2 /2ج; p c - p 0 =ρ/2g بما أن هيكل السفينة له أبعاد معينة، والسائل غير قابل للفصل، فإن سرعات جزيئات السائل عند النقطة معبالقرب من جانب السفينة سيكون أكبر مما كان عليه عند هذه النقطة أبعيدا عن السفينة. وبالتالي، عند النقطة C، سيتم تقليل الضغط مقارنة بالضغط على مسافة من السفينة، أي. يحدث فراغ. عند نقطة التدفق في.تقع على جانب السفينة التي تواجه السفينة الشريكة 2, تدفق السوائل له سرعة u b ، وهي أكبر من السرعة u c ، حيث يرتفع التدفق بين هياكل السفن. وبالتالي، فإن الفراغ الموجود على الجانب المواجه للسفينة الشريكة سيكون أكبر. بسبب اختلاف الضغط على الجانبين الخارجي والداخلي، ستعمل قوة شفط هيدروديناميكية عرضية على هيكل السفينة. إذا كان بدن السفينة لديه عدم تناسق ملحوظ بالنسبة للقسم الأوسط، فيمكن تطبيق قوة الشفط العرضية Yg على مسافة معينة من CG، أي. سوف يتأثر هيكل السفينة بلحظة انحراف Mg لعلامة معينة.
لأن وبما أن أنسجة الجسم البشري تتكون من 60-70% من الماء، فإنها تخضع لقوانين الفيزياء المطبقة على الوسائط السائلة. لذلك، عندما تلامس الرصاصة الأنسجة، تحدث ظاهرة التجويف. وفي هذه الحالة يتم تشكيله تجويف نابض مؤقتتقع خلف المقذوف المتحرك وتتكون دورته الديناميكية من مرحلتين: الانهيار والتوسع. لا تستغرق الدورة بأكملها أكثر من بضعة أجزاء من الثانية. بعد أن وصل هذا التجويف في البداية إلى الحد الأقصى لحجمه، يبدأ في الانهيار، ويحدث "انهياره"، ومع ذلك، فإن الضغط في تجويف قناة الجرح بحلول هذه اللحظة ليس لديه الوقت لمساواة الضغط البيئي، لذلك يتوسع التجويف مرة أخرى، ولكن بسعة أصغر. وبالتالي، يتم إغلاق وفتح جدران التجويف النابض بشكل متكرر بسبب الاختلافات في الضغط الإيجابي والسلبي. يعتمد تواتر النبضات على سرعة الرصاصة، لذلك عند سرعة 400 م/ث يوجد 2 منها، عند 700 م/ث – 5، عند 900 م/ث – 8 في الثانية. يتناسب حجم التجويف النابض بشكل مباشر مع تردد النبض (4-12 ضعف حجم الرصاصة). مدة النبضات أطول بعشرات المرات من الوقت الذي تستغرقه الرصاصة للمرور عبر الجسم. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد حجم التجويف النابض من خلال خصائص قوة القذيفة المصابة نفسها. لقد ثبت أن الرصاص الرصاصي غير المغلف والرصاص الناعم له تأثير ضار أكبر بسبب تشوهه الإضافي في الأنسجة الرخوة، وفي بعض الحالات، تجزئته إلى شظايا صغيرة. في هذه الحالة، يكون التجويف النابض المؤقت أكثر اتساعًا ودائمًا من استخدام الرصاص من نفس العيار، ولكن بقشرة صلبة.
الأنسجة البيولوجية أكثر مقاومة للضغط الإيجابي وأقل قدرة على تحمل الضغط السلبي. في مرحلة الانهيار النابضة الديناميكية، ينشأ ما يسمى بموجات الضغط ذات القوة الكبيرة، مما يؤدي إلى تغيرات بارومترية تصل إلى عدة مئات بل آلاف الكيلوباسكال (للمقارنة، تجدر الإشارة إلى أن قوى التجويف كبيرة جدًا بحيث يمكنها تدمير الفولاذ و الهياكل الخرسانية المسلحة).
في هذا الصدد، يعد التجويف النابض المؤقت لقناة جرح الرصاصة عاملاً مؤلمًا مهمًا. لا يمكن أن يسبب تدميرًا واسع النطاق للأنسجة الرخوة في منطقة قناة الجرح فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى كسر العظام المجاورة، حتى بدون اتصالها المباشر بطلق ناري.
تتأثر جذوع الأعصاب بشكل طفيف نسبيًا بالتجويف النابض المؤقت، على الرغم من ملاحظة اضطرابات التوصيل غالبًا.
الجروح العرضية الناتجة عن الرصاص عالي السرعة في الرأس والصدر، بما في ذلك تلك التي لا تسبب ضررًا للأعضاء الداخلية والأوعية الكبيرة، تكون دائمًا قاتلة بسبب التأثير الضار للتجويف النابض المؤقت.
وفي الوقت نفسه، تكون الأعضاء المجوفة (المعدة والأمعاء) والأعضاء التي تحتوي على كمية كبيرة من الهواء (الرئتين) أقل عرضة لقوى التجويف.
يؤدي الانهيار السريع للتجويف في الجزء الأولي من قناة الجرح إلى دفع محتوياته (الأنسجة الرخوة والدم المجزأة بشكل أساسي) إلى الخارج، والتي تتطاير رذاذها في الاتجاه المعاكس لحركة الرصاصة، ومع طلقة قريبة (5 -10 سم) يمكن أن تسقط على يد مطلق النار وسلاحه وحتى في صندوق السيارة.
3. تشكيل قناة جرح دائمة.
يتم تحديد عمر التجويف النابض من خلال سرعة الرصاصة وعيارها وخصائص السطح المصاب وعدد من العوامل الأخرى. بعد أن تنهار جدران التجويف النابض المؤقت، وهي أيضًا جدران قناة الجرح المؤقت، وتنغلق القناة المؤقتة وتتشكل قناة مسدسية دائمة تتميز بعدم وجود تجويف. في هذه اللحظة، تنتهي المرحلة الديناميكية لجرح الرصاصة، ويتم تحديد التوسع الإضافي لمنطقة الضرر بشكل أساسي من خلال الخصائص التشريحية والفسيولوجية للأنسجة التالفة.
هناك 5 أنواع من الآثار المؤلمة للرصاصة
1. عمل اختراق:يتم تشكيل جرح طلق ناري دائري أو مستدير شكل بيضاويعند جمع الحواف معًا، تتشكل طيات الجلد دائمًا (علامة "الأنسجة الناقص").
2. عمل إسفين: أثناء الطيران، تهدر الرصاصة طاقتها الحركية وتفقد سرعتها ولم تعد قادرة على أن يكون لها تأثير اختراق. في هذه الحالة، عند ملامسة الأنسجة، تقوم الرصاصة أولاً بتمديدها، ثم تمزقها وتدفعها بعيدًا، وتعمل مثل الإسفين. في هذه الحالة، يتم تشكيل ثقب يشبه الشق. وعلى وجه الخصوص، يتجلى تأثير الرصاصة عند فتحة الخروج في الجلد في حالة الجروح النافذة.
3. العمل التخريبي (الهيدروديناميكي).يظهر في الحالات التي تضرب فيها الرصاصة عضوًا مجوفًا مملوءًا بالسوائل (المعدة والمثانة) وتمنحه معظم طاقتها الحركية. في هذه الحالة، بسبب انخفاض انضغاط السائل، يتمزق العضو المجوف. وللرصاصة تأثير مماثل على الأعضاء الغنية بالسوائل (الدماغ).
4. تأثير الارتجاج.عندما تكون الطاقة الحركية للرصاصة في حدها الأدنى، يكون للرصاصة تأثير صدمة (ارتجاج) فقط. تسبب الرصاصة هذا التأثير في النهاية، عندما تعمل كجسم صلب غير حاد يتم رميه. ونتيجة لذلك، تتشكل سحجات وكدمات وجروح كدمات على الجسم.
5. عمل سحق– تأثير الرصاصة على العظم مع تدمير موضعي للأنسجة العظمية (السحق).
مسافة اللقطة
في الطب الشرعي، عند فحص إصابات الطلقات النارية، إحدى القضايا الرئيسية هي تحديد مسافة الطلقة.
مسافة اللقطة هي خاصية نوعية للمسافة من فوهة ماسورة السلاح إلى سطح الهدف، والتي يتم تحديدها من خلال حد عمل العوامل الإضافية للطلقة.
في الطب الشرعي هناك مسافتان للطلقة:
1. أطلق النار من مسافة قريبة- تحت تأثير عوامل اللقطة الإضافية. أحد أشكال اللقطة القريبة هو اللقطة من مسافة قريبة (ضيقة وفضفاضة: عند التلامس وبزاوية).
2. تسديدة من مسافة قريبة- خارج تأثير عوامل اللقطة الإضافية.
في الطبيعة، هناك نوعان من الاحتكاك - خارجي وداخلي. خارجييسمى الاحتكاك بين جسمين متلامسين. داخلييسمى الاحتكاك الذي يحدث عندما تتفاعل أجزاء من الجسم نفسه. استنادا إلى طبيعة الحركة النسبية للأجسام الملامسة، يمكن تمييز نوعين من الاحتكاك الخارجي - الاحتكاك المنزلق والاحتكاك المتداول.
انزلاق الاحتكاكيحدث عندما ينزاح سطح أحد الأجسام بالنسبة إلى سطح جسم آخر داخل زوج احتكاك Fآر = fN(الشكل 13.1، أ).
الاحتكاك المتداوليحدث في الحالة التي يمكن فيها تمثيل الحركة النسبية للأجسام الملامسة على أنها دوران حول محور لحظي يقع في مستوى مماس لسطح التلامس (الشكل 13.1 ب).
أنواع الاحتكاك المنزلق
الاحتكاك النقي. يمكن أن يحدث في حالة الغياب التام لأية شوائب على أسطح الاحتكاك، حتى في شكل جزيئات ممتزة من السوائل أو الغازات. وهذا ممكن فقط في الفراغ بعد إعداد خاص للسطح.
الاحتكاك الجاف. ويتجلى ذلك عندما تكون الأسطح مغطاة بأغشية أكسيد ممتزة بجزيئات سائلة أو غازية.
ز
الاحتكاك المختلط.يحدث عندما تحدث أنواع مختلفة من الاحتكاك على أجزاء مختلفة من السطح. هذا ممكن إذا ح< ر ض 1 + ر ض 2 ، أين ح- سمك طبقة التشحيم، ر ض 1 , ر ض 2 - ارتفاعات الخشونة الدقيقة (الشكل 13.2).
احتكاك السوائل.يحدث بين الأسطح المشحمة إذا ح> ر ض 1 + ر ض 2 . يتم نقل الحمل بين الهيئات المتلامسة فقط من خلال طبقة من مادة التشحيم. في هذه الحالة، لا يوجد أي تآكل وعمر الخدمة غير محدود عمليا.
التأثير الهيدروديناميكي
عن
مع الاحتكاك السائل، فإن التفاعل بين أسطح الأجسام المحتكة يفسح المجال للتفاعل بين جزيئات مادة التشحيم، أي يحدث احتكاك داخلي. أهم خصائص الاحتكاك الداخلي هي اللزوجة واللزوجة.
لزوجة- قدرة مادة التشحيم على تكوين طبقات حدودية على الأسطح المعدنية.
اللزوجة– خاصية مادة التشحيم لمقاومة قوى القص. يتم قياسها بواسطة القوة العرضية لكل وحدة مساحة لإحدى المستويين المتوازيين الموجودين في مادة التشحيم على مسافة وحدة من بعضهما البعض ويتحركان بالنسبة لبعضهما البعض بسرعة الوحدة.
فكر في حركة اللوحة المسطحة بالنسبة لسطح ثابت (الشكل 13.3). متى حركة الصفحي F= س، أين س - مساحة سطح اللوحة؛ - إجهاد القص العرضي في طبقة التشحيم.
ن
,
أين - المعامل الديناميكي لزوجة مادة التشحيم، [ ن/م 2 ] (هي دالة لدرجة الحرارة والضغط)، ح– سماكة طبقة التشحيم.
دعونا الآن نفكر في حركة لوحة مائلة بالنسبة لسطح ثابت. في هذه الحالة، نتفق على أن مادة التشحيم غير قابلة للضغط ولا يوجد أي انزلاق في السطح البيني السائل والصلب.
دعونا نفكر في توزيع السرعة في ثلاثة أقسام أ, ب, ج (الشكل 13.4). سرعات الموائع في الأقسام أ, بو جبالقرب من السطح أ نفس ومتساوية الخامس.في المقطع العرضي جأثناء انتقالك من السطح أ إلى السطح فييضعف الاتصال بين طبقات التشحيم (بسبب القوى اللزجة) ويكون مخطط السرعة مقعرًا بطبيعته. في المقطع العرضي بانخفض سمك طبقة التشحيم، ولكي تمر نفس الكمية من مادة التشحيم من خلالها، يجب أن تزيد سرعتها، لأن مادة التشحيم غير قابلة للضغط. مخطط السرعة هنا خطي. في المقطع العرضي ألقد انخفض سمك طبقة التشحيم بشكل أكبر ولنفس السبب يجب أن يكون مخطط السرعة محدبًا.
عندما يتم سحب مادة التشحيم إلى فجوة على شكل إسفين، ينشأ ضغط هيدروديناميكي فيها، ويتم وصف توزيعه بواسطة معادلة رينولدز
أين ح 0- سماكة طبقة التشحيم في المكان الذي توجد فيه موانئ دبي/ dx= 0 .
وفقًا لهذه المعادلة، يكون مخطط الضغط بالشكل الموضح في الشكل. وينتقل هذا الضغط إلى الأسطح الصلبة التي تحد من طبقة التشحيم بحيث يصبح أحد الأجسام (الجسم أ) يبدو أنه يطفو على طبقة تشحيم، مما يمنع تمامًا الاتصال المباشر بالأجسام الملامسة.
كيف تساعد طفلك على تذكر تهجئة كلمات المفردات لماذا نتعلم كلمات المفردات
طرق الجغرافيا طرق وتقنيات البحث في العلوم الجغرافية
مسرحية عائلية وكل يوم "زواج" شخصيات في مسرحية "زواج"