23.Шарұшақтың вертикалды жылдамдығына әсер ететін факторларды атаңыз.

Тығыздықтың биіктік бойынша азаюының әсері. Ауа тығыздығының биіктік бойынша азаятыны анық. Енді осының ұшақ – шардың вертикальды жылдамдығына қалай әсер ететінін қарастырайық. Жер бетінде стандартты жағдай үшін вертикальды жылдамдық мынаған тең: W₀ =B₀ ρ₀ ^-1/6· [√A / (³√A+B)]; Ал кез-келген биіктікте W=B ρ ^-1/6· [√A / (³√A+B)]. Биіктік бойынша еркін көтерілу күші тұрақты болып қалса А = А₀, коэффиценттері де биіктік бойынша тұрақты деп санаймыз: W₀ / W= ρ₀ ^-1/6 / ρ ^-1/6 ;Ауа тығыздығының биіктік бойынша азаюына сәйкес ұшақ – шардың вертикальды жылдамдығы биіктікте жер бетіндегі жылдамдыққа қатысты жер бетіндегі тығыздық пен биіктіктегі тығыздықтың түбірастындағы алтыншы дәрежесіне пропорционалды. 5 км биіктікте шар жылдамдығы жер бетіндегі жылдамдықтан 10%-ға артық. Ал 10 км-де 20%-ға артық. Шар ішіндегі газ температурасы мен қоршаған ауа температурасының айырмашылығының әсері. Жоғарыда шар ішіндегі газ температурасы мен қоршаған ауа температурасының тең екендігі айтылған. Бірақ, бұл теңдік барлық кезде де сақтала бермейді. Демек, вертикальды жылдамдық келесі заңдылық бойынша өзгереді: W₀ / W = ⁶√(T¹ /T) · (ρ₀ /ρ) · √1+(B/A)· [(T¹ – Т) / T]; мұндағы, T және T¹ – ауаның және шар ішіндегі газдың абсолютті температурасы; В – шардың тысы мен ілінген жүктің салмағы; А – еркін көтерілу күші. Бұл формулада көретініміз, шардың тік жылдамдығының өзгерісі температуралар айырмашылығының таңбасына тәуелді. Тік жылдамдықтың өзгерісі неғұрлым көп болса, В/А солғұрлым жоғарылайды. Яғни шар жүгі ауырлай түседі. Температуралар айырмашылығы тік жылдамдыққа тікелей әсерін тигізеді, себебі, температураның абсолютті шкала бойынша алынады. Онда, шарда ауа мен газдың температуралық айырмашылығы шардың тік жылдамдығын 2-3%-ға өзгертеді және бұл %-дық көрсеткіш одан да жоғары болады.

24. Шарұшақтың толық және еркін көтерілу күштерін сипаттаңыз.

Шардың вертикальды жылдамдығының мәні қалай анықталатынын, оны есептеу формулалары мен шар қозғалысына әсер ететін факторларды қарастырамыз. Ұшақ – шар жоғары сапалы синтетикалық каучуктан жасалғандықтан ол шардық ішкі қысымы мен сыртқы қысымының тепе – теңдікте болуын қамтамасыз етеді. Осы фактіні есептей отырып, шардың толық және еркін көтерілу күшін анықтаймыз. Архимед заңына сәйкес шардың толық көтерілу күші Е шарды қоршаған ауа салмағы мен шар ішіне толтырылған газ салмағының айырмашылығымен есептелінеді: Е = Vρ - Vγ = V (ρ-γ) (1). Мұнда, ρ және γ – 1м³ ауа мен шарға толтырылған газ салмағы; V – шар көлемі. Сонымен қатар, шардық сыртқы қабығы да белгілі бір салмаққа ие, онымен қоса, ұшақ – шар тиелген болады. Сондықтан, толық күшті емес, еркін көтерілу күшін А анықтау маңызды. Ол толық көтерілу күшінен шардың қабығының салмағы мен жүк салмағын В шегергенге тең: А= Е – В = V (ρ-γ) – В (2). А және В шамалары граммен есептелінеді, ал V – м³, ρ және γ – г/м³. Жер бетінен жіберілген кездегі шардың еркін көтерілу күші А₀ мынаған тең: А₀ = V₀ (ρ₀ – γ₀) – В (3). Мұнда, ρ₀ – жер бетіндегі ауа тығыздығы; γ₀ – жер бетіндегі шарға толтырылған газ тығыздығы. Еркін көтерілу күшінің биіктік бойынша қалай өзгеретінін қарастырайық. Шар қабықшасының материялы қаншалықты созылса да, шар ішіндегі қысым сыртқы қысымнан 10 мбар-дан жоғары көтерілуі сирек жағдай, яғни шар ішіндегі қысым мен шардың сыртындағы ауа қысымы бірдей қалыпта болады деп санаймыз. Сонымен қатар, шар ішіндегі газ температурасы да шарды қоршаған ауа температурасына тең деп аламыз, ал шар ішіндегі газ мөлшері тұрақты. Ауа тығыздығы мен шар ішіндегі газ тығыздығының өзгерісі ауа температурасы мен қысымының өзгеруі әсерінен болады. Шар көлемі қаншалықты өзгерсе, ондағы газдың көлемі кері пропорционалды, яғни: ρ / ρ₀ = γ / γ₀ = V₀ / V (4) немесе Vρ = V₀ ρ₀ = const (5). Vγ= V₀ γ₀ = const (6). Демек, А = A₀= const, (7). Яғни, ұшақ – шардың еркін көтерілу күші барлық ұшу биіктігінде тұрақты.