Очевидные и невероятные ЗАДАЧИ
РАГИЯНАВТИКИ
Задача 1. О силах, действующих
на айсберг при транспортировке
Задача 2. О принципе Ферма при управлении движением рагиядвижителя
Задача 3. О маршрутах транспортировки
айсбергов в мировом океане
Задача 4.
Способ разработки айсберга для транспортировки его продукции
Задача
5. Использование гидростатического давления в рагиянавтике
Задача 6. Определение сил рагиядвижителей для
транспортировки айсбергов
Задача 7. Электростанция для
океана на основе рагиядвижителей
Задача
8. Использование уголковых отражателей в задачах рагиянавтики
Задача 9. О требованиях к системе управления первого рагиядвижителя
Задача 10. О горизонтальном движении рагиякорабля в течении
Задача 11. О вертикальных и поперечных движениях рагиякорабля
в океане
Задача 12. О „бурлаках” для транспортировки айсбергов
Задача 13. О фигурах высшего пилотажа рагияаппаратов
Задача 14. О движении айсбергов в океанских течениях
Агарёв
В.А., к.т. н., академик УАОИ, чл. корр. МСАН
Постановка задачи. В книге Петра Маковецкого «Смотри в корень» есть задача
«Ледоход». Рисунок показан слева. По спокойной, глубокой и прямой реке идет
лед. 
Толщина льдин одинакова и мала. Ветра нет. Вопрос. Догонят
ли льдинки B, C и D
большую льдину A или отстанут от нее? После физических рассуждений, ответ
таков: льдинка В догонит льдину А, льдинки С и D будут отставать, а
льдинка Е в процессе движения будет периодически менять курс относительно
направления движения реки.
Не
возражая против такого ответа для тонкого льда и поверхностного слоя течения,
сформулируем и рассмотрим отличия в решении внешне подобной задачи о движении
столовых айсбергов в океанском течении. Ведь течения в океанах это тоже «реки»,
но великие, а айсберги такие же «льдинки», но исполинские. Рисунок, показанный
справа внизу, помогает получить представление о том, как же могут двигаться
столовые айсберги в океанских течениях.
Решение
задачи. Известно, что плоские «крыши» столовых айсбергов могут
возвышаться над поверхностью океана на 1/7
часть их общей высоты. Это может составлять десятки метров над поверхностью
океана. Подводная часть этих айсбергов (6/7
частей от 
их общей
высоты) может измеряться сотнями метров. Характер движения столовых айсбергов в
океане, из-за этого, будет зависеть от того, какие части течения и с какой
скоростью они омывают подводную часть айсбергов. На рисунке справа показано
поперечное сечение N-N течения и
возможный характер распределения скорости движения потоков. Представленная
физическая картина рассматриваемой задачи говорит о том, что ответ на вопрос:
догонят ли айсберги B, C и D
большой айсберг A или отстанут от него, требует других подходов и
представлений, по сравнению с задачей «Ледоход».
Течение
на данном участке движется параллельно крайним границам. Если наблюдать сверху,
можно видеть, что скорость приповерхностного течения на «прибрежных» участках
близка к нулю и постепенно возрастает к середине. Это справедливо и для
глубоководных слоев течения, расположенных в центральных частях стержня этого
течения. Айсберги C и D, расположенные ближе к крайним
«берегам» течения, движутся медленнее айсбергов A и B,
находящиеся посредине этой «реки». Поэтому, они будут отставать от айсберга А. Кроме этого, если подводные части
этих айсбергов омываются подводными потоками, имеющие разные скорости, будет
наблюдаться их вращение. От распределения скоростей в поперечном сечении
течения зависит и ответ на вопрос: догонит ли идущий посредине малый айсберг B
большой айсберг A, идущий тоже посредине. От этого зависит также и поведение
айсберга E. Наибольшая скорость как поверхностного, так и
глубоководных слоев течения vmax – в середине. Хотя и A,
и B
идут посредине течения, но условия их расположения в стержне течения разные.
Айсберг A огромный, он захватывает и самые быстрые части
поверхностных и подповерхностных слоев течения, а также часть «тихоходных»
участков течения. По этой причине айсберг A будет иметь некоторую среднюю
скорость, которая будет меньше vmax. Айсберг B
значительно меньше айсберга А и
находится в быстром участке поверхностного течения. Он мог бы догнать айсберг A.
Однако этого не случится. Дело в том, что крупный айсберг А обладает и большей подводной частью, которая омывается самыми
скоростными центральными участками подводного стержня течения. Поэтому его
средняя скорость будет выше скорости движения более мелкого айсберга В, движущийся преимущественно силами
трения от приповерхностных слоев течения.
Айсберг
E
вначале будет поворачиваться против часовой стрелки, так как один его край
движется медленнее, чем второй. Вращение неравномерное и сравнительно быстрое,
потому что разность скоростей участков течения на его краях велика. Когда же
айсберг Е повернется на 90° от первоначального положения,
вращение замедлится, так как разность скоростей его крайних участков
уменьшится. В дальнейшем с разворотом
айсберга скорость его вращения будет вновь то возрастать, то уменьшаться. Связь
между углами ориентации айсберга и его скоростью вращения довольно сложна:
нужно учитывать инерционные силы, сглаживающие неравномерности вращения,
учитывать, что из-за неравномерности распределения скорости течения вдоль айсберга
сила трения льда о воду тоже неравномерна. При тщательном рассмотрении
поведения айсбергов в океанских течениях, следует учитывать силы Кориолиса, а
иногда и силы Магнуса.
Точный
ответ о характере поведения айсбергов в океанских течениях может дать лишь
решение уравнений движения айсберга,
учитывающих характер распределения скорости на всех участках течения.
Составление полного уравнения движения айсберга в океанском течении и его
решение выходит за рамки данной задачи. На рисунке слева показана лишь часть
возможных вариантов распределения скорости течений в поперечном сечении
различных течений. Не следует забывать о том, что айсберги при путешествиях или
транспортировке могут одновременно находиться под властью различных течений,
как поверхностных и глубоководных течений, так и противотечений.
Заключение
Рассмотренная
задача, даже в элементарном изложении позволяет сделать важное заключение,
которое может быть востребовано в разработках способов транспортировки
айсбергов в океанских течениях. Обратим внимание еще 
раз на рисунки слева и на характер распределения скорости
течения в поперечных сечениях течений. Наибольшая скорость течения находится на
уровне глубин его центральных стержней. Очевидно, что при транспортировке
айсберга по океанским течениям желательно так ориентировать его в океанском
течении, чтобы вся подводная часть транспортируемого объекта находилась в зоне
наиболее скоростных участках течения. В этом случае транспортировка айсбергов
или других исполинских рагияобъектов будет осуществляться с максимальной для
данного течения скоростью. Уместно также заметить, что при транспортировке
айсбергов силами океанских течений, может быть полезным как разворот айсберга
«поперек» течения, так и разворот вдоль направления течения. Выбор ориентации
айсберга относительно океанского течения будет определяться характером
распределения скоростей в поперечном сечении используемого течения, а также
конфигурацией и размерами подводной части объекта. При оптимальной ориентации
айсберга и других рагияобъектов в океанских течениях упрощаются конструктивные
требования к рагиядвижителям и их концентраторам энергии.
Для изучения характеристик и свойств географических океанских течений и для использования их в многочисленных практических задачах освоения Мирового океана необходимо создание множества различных рагияаппаратов или рагиязондов, а точнее крупного научно- исследовательского рагияфлота.
Внимние! Читателям предлагается принять участие в обсуждении и дополнении перечня очевидних и невероятных
задач рагиянавтики. Все предложения и рекомендации будут опубликованы
на страницах Интернет-НИИ «Рагиянавтика».
Читатель, впиши свое имя в историю
развития рагиянавтики!
© В.А. Агарёв, 2008
Украина, 02160, Киев-160, а/я
2, Агарёву В.А., Тел .: (044) 559-31-34,
Тел. Моб.:80662339867,
Гостевая книга 13124648
Интернет-НИИ
«Рагиянавтика» agarev2@mail.ru
Все предложения и замечания читателей с
благодарностью будут приняты.
Для приобретения или издания полных сборников
«Рагиянавтика-наука 21 века»
или «Очевидные и невероятные задачи рагиянавтики»
необходим заказ или договор: mailto:agarev2@mail.ru
В заказе указать: 1. ФИО
или организацию. 2. Почтовый адрес с индексом.
3. Телефон для подтверждения
заказа.
Диск высылается наложенным платежом на почтовое
отделение.
