Ответ всем, уточнение цыфир
День добрый.
Отвечаю всем сразу.
1) Я, конечно, упустил главную фразу: пусть лодка провалилась глубоко, корпус лопнул, она наполнилась водой, пошла вниз, развернулась вниз носом. А теперь: до какой скорости она разгонится?
2) Упустил из виду архимедову силу, но если весь корпус заполнен водой (он же лопнул), то разница будет не так велика (см. ниже).
Отсюда законное возмущение сообщества :))
----------------------
Николай:
> А почему Вы пренебрегаете выталкивающей силой?
Олег К:
> Во первых не оценен вес лодки , а в услових большой плотности окружающей среды именно вес а не масса является определяющим параметром.
Виноват, делаю поправку:
если вода заполнила всю лодку, то 60-100 уз.
если вода заполнила 90% "нормального" свободного объема лодки, то 50-80 уз.
если вода заполнила 50% "нормального" свободного объема лодки, то 40-65 уз.
Расчет см. ниже.
Кстати, при описанной здесь картине реактор (он же тяжелый) должен вывалиться из корпуса, нет?
----------------------
Олег К:
> ИМХО расчет среднепотолочный.
> Без обоснования почему взята та или иная величина ценность его стремится к нулю.
А какие величины Вам надо обосновать? Сх примерно такой (если правильно помню курс гидродинамики). Для сравнения: у кузова "копейки" Сх~0.43. Размеры лодки взял из постинга Поручика. Плотность воды - ясно.
> Далее. Учет лобового сопротивления вообще ни о чем не говорит, никому не известно где находился центр тяжести лодки.
Ц.Т. здесь не при чем. Предполагал, что лодка идет носом вниз (и сделал особое замечание).
> Абсолютно все надо пересчитывать, сильно похоже что ошиблись на порядок.
Нет, погрешность не более 100%, и скорее вниз, чем вверх.
----------------------
tarasv:
> Вот насчет M интересно - откуда она берется и каков ее физ смысл?
Движущееся в жидкости тело увлекает за собой прилегающие к ней слои жидкости. В первом приближении считают, что масса (но не вес) тела выросли на величину, зависящую от формы тела, его объема и плотности жидкости. Если я правильно помню, то для цилиндра, движущегося
перпендикулярно своей оси - это половина массы воды в объеме цилиндра. Если движется параллельно своей оси, то не помню :((
----------------------
Михаил Нестеров:
> У меня только к вам, Николай, такой вопрос - могла лодка при всех ваших расчетах добираться до дна так долго - ~7 минут (с 9.10 до 9.17).
Нет, не могла.
> Я вот сделал свои нехитрые расчеты, и у меня получается, что в таком случае ее скорость при столкновении с дном была в среднем не более 5 м/с. Если считать столкновением с дном шум слышанный штурманом.
Я глубИны не знаю. Но идея высокоскоростного столкновения живет только в таком раскладе: лодка погружается, корпус ломается (слышит штурман), лодка переворачивается носом вниз и летит в грунт.
С уважением, Николай.
Уточненный расчет.
1) Сила сопротивления равна
Fx=rho*S*Cx*v^2/2
2) Сила тяжести равна эм жо - архимедова сила.
3) Если тело падает с достаточной высоты, то режим устаканится и сила сопротивления (тормозит) станет равна силе тяжести (разгоняет):
Fx=mg-rho*V*g
V - это объем лодки. Он состоит из объема конструкций (Vк) и свободного
объема (Vв). Объем конструкций равен Vк=m/rho_ст. rho_cт=7.8 кг/м^3.
Итого:
Fx~mg(7/8-(rho/m)Vв).
Если объем воздуха в лодке будет равен 8/7(m/rho), то она будет находиться
в равновесии в погруженном состоянии. Если объем будет меньше (заполнятся
балластные цистерны или, не дай Бог, отсеки) - то лодка будет погружаться.
4) При этом скорость достигнет величины
Vmax=sqrt(2mg(7/8-(rho/m)Vв/rho*Cx*S)
S=pi*D^2/4, D=13 м
rho~10e3 кг/м^3
m=4.6e6 кг
g=10 м/с^2
Сх=0.2
Если ничего не наврал, то получается:
если вода заполнила всю лодку, то 56 м/с
если вода заполнила 90% "нормального" объема лодки, то 53 м/с
если вода заполнила 50% "нормального" объема лодки, то 40 м/с
Если весь "нормальный" объем свободен от воды, то лодка висит.
Сжатием воздуха в мешках пренебрегаем.
