Страница:Радиолюбитель 1926 г. №09-10.djvu/31

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


О 212 В

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ—1926 О

Рис. 4. Действие ветра на мачту.

нормальных ветров. При скорости в 18 метров в секунду уже качаются стволы толстых деревьев. Условно это считают бурей. При скорости в 28 метров в секунду наблюдается уже разрушительное действие ветра: начинается шторм, который затем переходит в ураган со всеми его губительными последствиями. В наших краях такие ураганы весьма редки, а если и случаются, то проходят узкой полосой, но в тропических странах ато обычное и почти повсеместное явление.

скорость естся в ист рях в секунде ц

Рис. 5. Шкапа ветров и их давлений в зависимости от скорости движения воздуха.

Такие же ураганы, которые там редки (со скоростью около 60 метров в секунду) и случаются один раз в точение трех-пяти лет, у нас представляют явление настолько редкое, что оно становится историческим событием. Сила ветров таких ураганов чрезвычайна, и при 61 метре в секунду достигает 250 килограмм (15 пудов) на каждый квадратный метр препятствующей поверхности. Чтобы яснее себе представить действие таких урагапов, я укажу, что такой ветер сносит прочь пальмовый лес с диаметром стволов в 10V2 вершков (18 дюймов). Кстати здесь же замечу, что сила ветра при таких больших скоростях почти совершенно одипакова, как внизу, так и вверху. Такое давление в 250 кг на кв. метр представляет из себя среднее давление, так как в одно и то же время в различных точках давление может колебаться, давая наибольшее давление (на малые поверхности) в Н/а раза больше.

В обычной практике мачтостроепия давление таких „исторических" ветров в 250 кг на кв. м принимается за расчетное. Но мы, конечно, от этого отступим и возьмем за норму среднее давление в 100 кг на квадратный метр. Из рис. 5

видно (точка О), что оно уже соответствует свирепым ветрам. Разрушающим же нашу мачту будет ветер, примерно, раза в два более сильный.

Как ветер действует на мачту?

Во-первых, ветер стремится сдуть ее, но этому препятствуют оттяжки АО, ВО и СО, удерживающие почти неподвижно точки А, В и С мачты (рис. 4). От этого оттяжки натягиваются. Кроме того, действуя поперек мачты на участках АВ, ВС и СД, ветер их стремится изогнуть.

Все это, конечно, необходимо учитывать при расчетах мачты. Однако, эта нагрузка на мачту, хотя сама по себе и большая, не является основной. Главная нагрузка получается от того, что ветер действует не только на мачту, но и на оттяжки и, являясь для них также поперечной нагрузкой, чрезвычайно их натягивает. Таким образом, мачта нагружается преимущественно оттяжнами, и правильный выбор их размеров, а также постановка их с правильным натяжением являются залогом крепости мачты.

Выше мы видели, что наиболее легкий способ нагрузки — по рис. 1, наиболее тяжелый—по рис. 3, при этом, чем больше провес А, тем меньше получается натяжение.

Если мы повесим оттяжку горизонтально, то в каждой своей точке она будет нагружаться поперечной силой — собственным весом. От этого в ней будет1 возникать усилие растяжения Т. Картина явления будет целиком, как на рис. З-б, только вместо одной большой силы Т будет очень много маленьких сил, распределенных не в средине, а по всей длине О—Приведу1 пример действия поперечной нагрузки от собственного веса. Если мы возьмем железный телеграфный провод (к примеру, 5 мм диаметром) длиною в Ю5 метров и, поддерживая его горизонтально очень большим числом подставок, слегка (только лишь, чтобы выбрать слабину) натянем его и прикрепим концами к совершенно неподвижным опорам, а затем вынем подставки, то наш провод оборвется, хотя вес его менее П/2 пудов, а для обрыва его надо более 70 пудов. На рис. 4 на оттяжке ОВ показаны стрелками вертикальные силы от собственного веса, действуюшие на оттяжку. Она находится в лучших условиях, чем горизонтальный провод, но в худших, чем вертикальный.

О 20 40 60 80 100 дявленке ветря в килогрлм пя кв пегр

Рис. 6. Натяжение железного 6-мм. провода при возрастании силы ветра в зависимости от первоначальных натяжений.

Конечно, так повешенная оттяжка вовсе не будет располагаться по прямой линии, как для простоты показано на рис. 8. Средина ее провиснет и тем больше, чем слабее мы натянем ее за нижний конец. Когда поднимется ветер, то к поперечной нагрузке собственным весом прибавится еще поперечная нагрузка и от ветра. На рис. 6 показано, как возрастает натяжение железного телеграфного провода диаметром 6 мм, повешенного в качество оттяжки ОА (рис. 4), при возрастании силы ветра от 0 до 100 килограмм на квадратный метр в зависимости от различных первоначальных его напряжений. Из этого рисунка видно, что висевший в первоначальном натяжении в 60 кг. провод натягивается до 230 кг., т.-е. нагрузка возрасла на 170 кг., тогда как при первоначальных 240 кг. прибавка будет 460 кг., так как провод натянется до 700 кг. Этот рисунок со всей очевидностью показывает всю опасность сильного натяжения оттяжек при установке мачты: при ветре оттяжки могут либо сами лопнуть, либо так нагрузить саму мачту, что она не выдержит и сломается. На рис. 4 в точке С показано, как от двух противоположных оттяжек получается нагрузка вдоль мачты. Если оттяжки натянуты правильно, то нх легко качать рукой, и в то же время при сильном (хотя бы пробном) натяжении антенпы мачта во всех своих местах сохраняет свою прямолинейность, так как такие оттяжки не имеют излишне большого провеса („слабины"). На рис. 6 линией А—А указана приблизительно величина натяжения от того, что на провод по всей его поверхности насядет гололед такой величины, 4so толщина провода получится около 24 миллиметров. Из рисунка видно, что роль такого гололеда по своему вначепию такова же, как и сила ветра в 60 клг- на кв. метр.

Мачта высотою в 40 метров

Мы здесь рассмотрим несколько конструкций мачт из различного материала, разобрав детально наиболее большую и тяжело нагруженную мачту — высотою в 40 метров. Конечно, такая высота не является пределом для тех мачт, которые могли бы радиолюбители сооружать с полным успехом и безопасностью. Но мы не будем рассматривать более высокие мачты, так как все же они становятся довольно дорогими.

Наиболее совершенная мачта, обладающая наименьшим весом, требующая наименьшего количества работы и, в конце концов, относительно самая дешевая — это мачта из железной трубы. Мы уже видели, что мачта преимущественно нагружается оттяжками, а эти последние ветром. Поэтому вне зависимости от того, какая будет подвешена на мачту антенна, мачта должна уже обладать при заданной высоте определенной крепостью, соответствующей этой высоте и существующим силам ветра. Натяжение же антенны является дополнительной нагрузкой.

Для высоты в 40 метров требуется взять черную железную газовую трубу, внутренним диаметром 5 англ, дюймов, т.-е. имеющую наружный диаметр в 140 мм и внутренний — около 130 мм. Такая труба весит по одному пуду (16 кг.) в метре, следовательно, вся труба будет весить всего лишь 40 пудов и будет стоить 7 руб. 90 коп. X 40 = 316 рублей. Отдельные звенья по длине могут быть просто свинчены простой муфтой, как это показано на рис. 7. Нужно лишь заботиться о том, чтобы стыки их (линия а-а) смыкались вплотную и нарезка на муфте и на трубе была сделана так