111,1 тыс подписчиков
Занятный момент про масштабирование машин, механизмов, конструкций и даже научных экспериментов.
Некоторые предполагают, что если сделать сначала маленький самолёт, то его потом можно просто взять и легко масштабировать до нужных размеров. Предполагается, что зависимости мы имеем строго линейные. Вот только на практике это далеко не всегда так работает и это известная ловушка.
Поскольку уж заговорили про самолёты, то маленький самолёт нельзя просто превратить в большой поэтапным пропорциональным масштабированием. Воздух ведет себя по-разному в разных масштабах. Простое масштабирование тут не работает. Аэродинамика конструкции получится совершенно неправильная и следует пересчитывать каждый элемент при каждом увеличении и рассматривать всю конструкцию.
Длина, площадь и объем не масштабируются одинаково. Если самолет в 5 раз больше, то несущие элементы конструкции в 5 раз толще. Площадь сечения балки в 25 раз больше, как и больше площадь крыла. Балка, которая в 5 раз больше, с площадью поперечного сечения, которая в 25 раз больше, не выдерживает большее количество топлива, которое теперь потребуется увеличенному самолёту и так шаг за шагом. Тут следует пересчитывать всю конструкцию поэтапно.
В некоторых случаях масштабирование "в лоб" и правда срабатывает. Например, для кораблей всё не так критично.
Проблема масштабирования относится не только к проектированию конструкций. Часто так получается и с экспериментами. Если у вас получилось провести эксперимент в микро-объемах, это не значит, что он свободно будет масштабироваться до макро-уровня. Вопрос масштабирования может проявить себя на любых стадиях увеличения. Например, от размера стакана до размера цистерны эксперимент сможет масштабироваться без проблем, а вот от размера цистерны до размера трёх таких емкостей зависимость уже изменится.
1 минута
30 ноября 2022
12,5 тыс читали