Идеальное орудие

Доброго всем! :)
Для затравки разговора: странным образом, не могу найти каких-либо статей о баллисте из Хатры (если я правильно написал название) :(
Как я понимаю, это баллиста с внутренним ходом рычага, но никаких статей на русском, кроме маленького изображения в Поп.Механике (к статье Уварова) не нашел. На XL я вроде и "Публикации" и "Первоисточники" пролистал, но видимо не по глазам. Может поможете?

Теперь по теме. Чем больше копаюсь в механике баллисты Витрувия, тем больше убеждаюсь, что греки создали орудие, близкое к идеальному. Для своих двух торсионов - просто совершенство.
В чем совершенство? У дерева есть предел ударной вязкости. Не желая никого заморачивать сложной физикой, скажу что для дуба (плотностью около 700-740 кг/м[SUP]3[/SUP]) этот предел - примерно 600 Дж/кг (т.е., если удельная энергия удара превышает эту величину, то материал разрушается). Нетрудно показать, что для длинного рычага баллисты этот предел соответствует скорости в точке крепления тетивы 60 м/c. Если мы превысим эту скорость, то рычаг от удара по вертикальной стойке рамы начнет интенсивно разрушаться. При скорости снаряда 50 м/c, фактическая скорость рычага в точке крепления тетивы около 55 м/с, т.е. - очень близка к предельно возможной. Другими словами - улучшать баллисту практически некуда :)

Но "когда находишься на вершине, любой шаг в любую сторону ведет вниз" (с). Применительно к баллисте это означает, что она не терпит произвольных изменений каких-либо параметров без того, чтобы не ухудшились боевые возможности, либо не началось интенсивное разрушение аппарата.
У баллисты КПД 43%. Казалось бы чего проще - уменьшим вес и размеры рычага, за счет чего увеличим КПД. Ан нет. Необходимо либо ослаблять торсион, либо (что тоже самое) - увеличивать его длину (баллиста высокого натяжения у Витрувия). Уменьшение энергии торсиона съест весь прирост КПД.
А если закрутим торсион посильнее (или сделаем его короче при той же закрутке - баллиста низкого натяжения у Витрувия)? Тогда необходимо, чтобы рычаг не разлетелся, увеличивать его массу и размеры. Это приведет к снижению КПД, которое скушает прирост энергии.

(Причем Витрувий необходимость уменьшать либо увеличивать рычаг для разных типов натяжения объясняет законом рычага - и он тоже прав, безусловно)

И уж конечно, баллиста не терпит стрельбы более легкими снарядами при полном взводе. С точки зрения баллисты это вообще - варварство. Ослаблять взвод, или использовать больший калибр при полном взводе можно, а смысл? Скорость-то падает (и дальность, и разрушительная способность снаряда)...

Ну и так далее...

В общем - идеальное орудие.

Я уже предвижу возражение Александра Спиридонова, что баллиста in vitro должна обладать гораздо более высокими показателями (хотя бы за счет большего углового хода рычага) :) Не знаю... (нет информации - см. этот пост с начала)

С уважением,
В.

P.S. "Идеальность" баллисты означает еще, что орудие очень чувствительно к качеству монтажа и материала. Наличие мелких зазоров (полагаю, 0.2 мм и выше) в стыках вертикальных стоек и перитетов равносильно тому, что удар рычагов воспринимается не всей конструкцией, а отдельными ее частями - что приводит к быстрому разрушению вертикальных стоек (собственно, достаточно одного такого зазора). Тот же эффект будет, если в материале вертикальных стоек есть неоднородности (каверны либо узлы). Полагаю, что в случае с баллистой BBC имелось действие одной из этих причин.
 
Last edited:

Spiridonov

Moderator
Staff member
"При скорости снаряда 50 м/c, фактическая скорость рычага в точке крепления тетивы около 55 м/с"
Всетаки, это не так. Конец рычага движется намного медленнее тетивы, честное слово :)
Что касается баллисты из Хотры, то ее, скорее всего, давно уже нет. Она находилась в Мосульском музее, который был разграблен. Зато сохранилось ее описание. Когда буду дома, скину вам статью. Что касается расположения ее рычагов, то я склоняюсь к той версии, что оно было внутренним.
А в случае баллисты ВВС косяков было очень много:
сырое дерево, провисающая тетива, упор во внешние стойки, а не внутренние, испытания торсионных блоков на стенде с холостым ходом до их установки на машину, а это приводит к разрушению...
 
Spiridonov - 30/1/2009 10:04
Конец рычага движется намного медленнее тетивы, честное слово :)
Странно, я же высылал Вам выкладки? Вы нашли в них ошибку? :( Там вроде все формально, придраться вроде не к чему... :(
Когда буду дома, скину вам статью.
Заранее спасибо, буду с нетерпением ждать :)
А на XL никаких статей нет? Раньше я что-то подобное видел, а сейчас вот не могу найти :(
Что касается расположения ее рычагов, то я склоняюсь к той версии, что оно было внутренним.
Т.е., это не доказано?
Я надеюсь, что оно было внутренним. Рассмотреть механику in vitro было бы очень интересно...

А в случае баллисты ВВС косяков было очень много:
сырое дерево, провисающая тетива, упор во внешние стойки, а не внутренние, испытания торсионных блоков на стенде с холостым ходом до их установки на машину, а это приводит к разрушению...
Не очень понял про упор на внешние стойки, а с остальным - да, согласен полностью. Плюс несбалансированные торсионы (т.е. удар рычагов происходит неодновремено - орудие дергается сначала одной скулой, потом другой...)

С уважением,
В.
 

Spiridonov

Moderator
Staff member
Буду дома, скину свои выкладки :) Если не вырублюсь :) Скан перечерканого черновика пойдет?
А что касаестя хатры, то у меня ее компоновка ее сомнений не вызывает...
 
Ваши выкладки очень интересно посмотреть. :) Но и мои пожалуйста покритикуйте :)
Скан черновика пойдет если не очень тяжелый :)
 
Если мы ставим целью минимальную массу орудия, то необходимо, чтобы угол закрутки торсиона в разряженном состоянии был нулевым, тогда силы, действующие на перитеты минимальны, и соответственно (при сохранении требований к жесткости конструкции) - минимален вес орудия.
Однако, если материал для торсионов очень уж дорогой, то выгоднее взять более "тонкий" торсион и предварительно его закрутить (так, чтобы сохранялась энергия, выделяемая при выстреле при том же ходе рычага). При этом, понятно, возрастают силы, действующие на перитеты и масса орудия так же возрастает.

Вопрос: А как там обстояли дела у древних? У Витрувия я что-то данных о предварительной закрутке не нашел... Не по глазам? :eek:

С уважением,
В.
 

Ильдар

Administrator
Staff member
Spiridonov - 30/1/2009 10:04
баллисты из Хотры

Сам ты Хотра.

упор во внешние стойки, а не внутренние

Нет, плечо сначало ударяло во внутренние стойки, а потом во внешние. Но Герон рекомендует, чтобы плечо ударяло сначала во внутренние стойки, потом тормозилось растягивающейся тетивой и только потом ударялось во внешние. Филон и Герон однозначно говорят о том, что натяжная рама должна быть окована металлом в критических местах, а это не было сделано в баллисте BBC.

испытания торсионных блоков на стенде с холостым ходом до их установки на машину, а это приводит к разрушению...

Ерунда. Испытывалась модель, а вовсе не натурный образец.
 

Ильдар

Administrator
Staff member
Владимир Тюшин - 1/2/2009 14:51
А как там обстояли дела у древних? У Витрувия я что-то данных о предварительной закрутке не нашел... Не по глазам? :eek:

Какая-такая предварительная закрутка? По-моему, даже в моем обзоре о баллисте BBC все достаточно ясно написано. А именно, о предварительном натяжении (в случае баллисты BBC при помощи кабестанов и дополнительного поддомкрачивания, причем, и то и другое абсолютно неправильно).

Что касается Витрувия, то у него тоже все написано в главе 12 книги X (О натяжении и настройке баллист и катапульт). Герон (Bel., W107-110) также приводит описание подобного натяжителя (внизу реконструкция Марсдена) и способ пользования им, а Филон (Bel., W54, 24) добавляет, что растягивать сухожильные канаты надо до тех пор, пока их диаметр не сократится на [SUP]1[/SUP]/[SUB]3[/SUB].

К сожалению, сайт Курта Сулески (aka Darius Architectus), где многое по постройке хорошо и подробно объяснялось, приказал долго жить. Но я сохранил все у себя локально. Внизу фотографии натяжителя Курта (процесс, кстати, очень похож на натяжку струн теннисной или бадминтонной ракетки).
 

Attachments

  • carrierclamp.jpg
    carrierclamp.jpg
    67.6 KB · Views: 2
  • carrierwinch.jpg
    carrierwinch.jpg
    70.3 KB · Views: 2
  • carrierwinch2.jpg
    carrierwinch2.jpg
    69 KB · Views: 2
  • marsden_heron_stretcher.jpg
    marsden_heron_stretcher.jpg
    95.4 KB · Views: 2

Ильдар

Administrator
Staff member
Владимир Тюшин - 30/1/2009 03:56
Для затравки разговора: странным образом, не могу найти каких-либо статей о баллисте из Хатры (если я правильно написал название) :(

Нет никакой "баллисты из Хатры". ;) А есть бронзовая оковка натяжной рамы баллисты из Хатры и 3 сохранившихся in situ бронзовых модиолуса - кстати, самых крупных из найденных на сегодняшний день.

Как я понимаю, это баллиста с внутренним ходом рычага

Это можно утверждать почти со 100% уверенностью, хотя старички, навроде Уилкинса, не сдаются и выдумывают схемы, в которых обосновывают внешнее расположение плечей, при этом противореча своей же реконструкции хироваллистры.

Что касается внутреннего расположения плечей, то сама идея не нова. Впервые ее применительно ко всем, без исключения, палинтонам высказал французский инженер Виктор Пру в своем гигантском трактате, посвященном хироваллистре (Огюст Шуази, которому следовал Петровский в комментариях к Витрувию, согласился с ним). Сейчас эту точку зрения поддерживает Айтор Ириарте (ссылка на его статью есть в "Полезных ссылках"). Но я, конечно же, несогласен с ним в части эллинистических машин.
 

Spiridonov

Moderator
Staff member
С Хатрай я описался :)
А разве внешняя стойка у ВВСников сломалась не потому, что рычаг сначала в нее ударил?
 

Ильдар

Administrator
Staff member
Spiridonov - 2/2/2009 01:11
С Хатрай я описался :)

Хатрай - это чего?

А разве внешняя стойка у ВВСников сломалась не потому, что рычаг сначала в нее ударил?

Боковая стойка треснула потому что плечо ударило в нее. И совершенно без разницы когда. Курт вообще считает, что оно не должно касаться боковой стойки, для чего в нем и сделан вырез под плечо. Т.е. вырез был недостаточен. Он считает, что к поломке привело применение домкратов для дополнительной подтяжки торсионов и сырое дерево. Т.к. боковые стойки снабжены вырезами, результатом давления, вызванного действием домкрата, стало слишком большое срезающее усилие, усугубленное слабостью влажной древесины. Что после удара плеча, естественно, привело к появлению трещин.
 
Ильдар - 1/2/2009 19:11
Какая-такая предварительная закрутка? По-моему, даже в моем обзоре о баллисте BBC все достаточно ясно написано. А именно, о предварительном натяжении (в случае баллисты BBC при помощи кабестанов и дополнительного поддомкрачивания, причем, и то и другое абсолютно неправильно).

Ну я так и подумал, что предварительно торсионы не закручивали. И это очень упрощает всякие сравнения (только в этом случае отношение к-нтов упругости скручивания двух торсионов при сохранении пропорций суть просто отношение объемов тосионов).
А правильно натянуть ребята из BBC все равно бы не смогли - по Витрувию надо было использовать камертон, причем неизвестно для какой ноты :)

Спасибо за фотки. Интересно.

С уважением,
В.
 
Last edited:

Spiridonov

Moderator
Staff member
Так я и написал, что плечо у них ударило в боковую стойку, а вы написали, что все неверно...
 

Ильдар

Administrator
Staff member
Spiridonov - 2/2/2009 14:17
Так я и написал, что плечо у них ударило в боковую стойку, а вы написали, что все неверно...

Нет, ты написал:

упор во внешние стойки, а не внутренние

Хотя сначала плечо ударялось пяточной частью о внутреннюю стойку, только потом по инерции достигало внешней.
 

Spiridonov

Moderator
Staff member
Тоесть, всетаки ВВСишная машина всеже под пятоный упор делалась... Нужно было им тетиву по короче и вырез по больше...
 
Главным тормозом в этой системе является торсион. После удара пяткой рычаг начинает вращаться вокруг этой точки (пятки) и торсион выполняет функцию поперечной пружины, препятствующей смещению рычага.
Для этого необходимо, чтобы к моменту удара пяткой торсион уже полностью (или почти уже совсем полностью) "раскрутился". А это достигается правильной балансировкой торсионов, которой не было.
Тетива конечно может взять на себя часть энергии при торможении, но вряд ли значительную.
 

Spiridonov

Moderator
Staff member
Не будет торсион ничего тормозить. Потомучто помимо натяжения имел еще и небольшой угол подкрутки...
 
Угол подкрутки не очень важен (главное, чтобы он был небольшим) - поскольку ось вращения рычага смещается от оси торсиона в точку "пятки".
Если упругость торсиона к поперечному сдвигу больше, чем упругость к кручению (а это выполняется для малых углов кручения), то торсион способен быть демпфером.

Но понятно, что главные потери энергии - от удара "пяткой" о внутреннюю стойку. Имхо :)
 
Top