Большая Советская Энциклопедия (ДИ) - БСЭ БСЭ

  Наряду с решением прямых гидрогеодинамических задач, в которых даётся прогноз режима и баланса подземных вод, в Д. п. в. рассматриваются решения обратных задач — восстановление параметров фильтрационной схемы по данным о режиме подземных вод (например, при многолетней работе крупных водозаборов подземных вод, в районах водохранилищ, карьеров). Важное значение для изучения загрязнения подземных вод, обоснования гидрогеохимических методов поисков полезных ископаемых приобретает новое направление, изучающее физико-химические процессы, происходящие при взаимодействии подземных вод с вмещающими их горными породами.

  Лит.: Павловский Н. Н., Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями и ее основные приложения (1922), Собр. соч., т. 2, М., 1956; Каменский Г. П., Основы динамики подземных вод, М., 1943; Полубаринова-Кочина П. Я., Теория движения грунтовых вод, М., 1952; Аравин В. И., Нумеров С. Н., Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде, М., 1953; Чарный И. А., Основы подземной гидравлики, М., 1956; Бочевер Ф. М., Гармонов И. В., Лебедев А. В., Шестаков В. М., Основы гидрогеологических расчётов, М., 1965; Силин-Бекчурин А. И., Динамика подземных вод, 2 изд., М., 1965; Уист Р. де, Гидрогеология с основами гидрологии суши, пер. с англ., т. 1, М., 1969; Шестаков В. М., Основные этапы развития советской школы динамики подземных вод, «Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отдел геологический», 1969, № 1; Развитие исследований по теории фильтрации в СССР, М., 1969.

  В. М. Шестаков.

Динамика ракет

Дина'мика раке'т, ракетодинамика, наука о движении летательных аппаратов, снабжённых реактивными двигателями. Наиболее важная особенность полёта ракеты с работающим (развивающим тягу) двигателем — существенное изменение её массы во время движения вследствие сгорания топлива. Так, одноступенчатые ракеты в процессе разгона (набора скорости) теряют до 90% первоначальной (стартовой) массы. Законы движения ракеты при работающем двигателе даются уравнениями механики тел переменной массы.

  Теоретические основы Д. р. заложены трудами русских учёных И. В. Мещерского и К. Э. Циолковского в конце 19 — начале 20 вв. Быстрое развитие Д. р. началось после окончания 2-й мировой войны 1939—45 в связи с ростом ракетостроения в ряде промышленно развитых стран (СССР, США, Франция и др.).

  Важнейшие разделы Д. р.: 1) изучение движения центра масс (центра тяжести) ракет, т. е. создание теории, посвящённой решению траекторных задач ракетодинамики; 2) изучение движения ракет относительно центра масс. В этом разделе исследуются вопросы стабилизации ракет, возможности маневрирования и управления, наведения на заданную цель, а также стыковки реактивных летательных аппаратов (космических кораблей с ракетными двигателями) на орбите в космическом пространстве; 3) экспериментальная ракетодинамика, где изучаются экспериментальные методы исследования движения ракет. Здесь широко используются оптические и радиотехнические приборы для определения геометрических, кинематических и динамических характеристик полёта, определяющих как движение центра масс ракеты, так и движение относительно центра масс.

  Своеобразный класс задач Д. р. вызван необходимостью программирования величины и направления реактивной силы, чтобы получить при имеющемся количестве топлива (горючего и окислителя) наилучшие лётные характеристики для достижения цели полёта (например, максимальная дальность полёта, минимальное время полёта до цели, максимальная кинетическая энергия в конце работы двигателя и др.). Такие задачи успешно решаются методами вариационного исчисления и способствуют развитию самих этих методов. В связи с созданием очень больших ракет на жидком топливе успешно развиваются новые разделы Д. р., в которых изучается движение корпуса ракеты с учётом колебаний жидкого топлива в её баках, а также исследуется движение ракеты как упругого тела. Эти новые задачи столь сложны, что недоступны аналитическому изучению. Для решения таких (многопараметрических) задач применяют цифровые ЭВМ.

  Для динамики управляемых ракет (например, зенитных управляемых ракет, ракет противоракетной обороны и др.) некоторые из внешних воздействий имеют вероятностный характер и количественно определяются «случайными» функциями времени. Решение таких задач требует использования теории вероятностных процессов.

  Лит.: Космическая техника, под ред. Г. Сейферта, пер. с англ., М., 1964; Космодемьянский А. А., Механика тел переменной массы (Теория реактивного движения), ч. 1, М., 1947; Фертрегт М., Основы космонавтики, пер. с англ., М., 1969; Циолковский К. Э., Реактивные летательные аппараты, М., 1964.

  А. А. Космодемьянский.

Динамика русловых потоков

Дина'мика ру'словых пото'ков, наука, в которой изучается движение воды и наносов в русловых потоках: реках, ручьях, каналах. Главная задача Д. р. п. — изучение движения воды в деформируемом русле в условиях непрерывного взаимодействия потока и русла: русло управляет потоком, формируя распределение скоростей в различных его частях (скоростное поле), а поток создаёт себе русло, отвечающее его скоростному полю. В связи с этим Д. р. п. исследует кинематическую структуру потока (распределение скоростей и давлений, их пульсации, турбулентность и механизмы турбулентного перемешивания, сопротивление движению потока и т.д.), механизм взвешивания и переноса наносов, деформации дна потока, положение потока (реки) в плане и др. Основой Д. р. п. является гидродинамика вязкой жидкости, теория турбулентного течения жидкости, подобия теория и физический эксперимент.

  Движение русловых потоков в криволинейном русле сопровождается поперечной циркуляцией, благодаря чему наносы перемещаются как вдоль, так и поперёк потока, создавая сложные формы рельефа дна. Теоретическое исследование руслового потока из-за сложности и нестационарности его течения представляет значительные трудности. В связи с этим в Д. р. п. большое значение приобрёл физический эксперимент, в особенности моделирование русловых процессов, основанное на теории подобия. Наряду с этим русловые исследования проводятся и непосредственно в натурных условиях (на реках и каналах).

  Как самостоятельная наука Д. р. п. сформировалась в начале 20 в. на базе исследований равнинных рек в целях судоходства (начатых русским инженером В. М. Лохтиным и Н. С. Лелявским) и в связи с развернувшимся гидротехническим строительством. Большой вклад в создание и развитие Д. р. п. внесли советские учёные М. А. Великанов, заложивший теоретические основы науки, а также В. М. Маккавеев, В. Н. Гончаров, Н. И. Маккавеев и др.

  Изучение закономерностей руслового потока позволило не только прогнозировать русловые деформации, но и направлять их. Так, с помощью специальных гидротехнических сооружений направляют русла рек, создавая условия, способствующие увеличению глубины русла, наиболее благоприятной для нормального судоходства. Прогноз русловых деформаций приобрёл особое значение в связи со строительством гидротехнических сооружений. Наиболее важны практические задачи Д. р. п.: осаждение наносов в каналах и отстойниках, заиление водохранилищ; размывы дна за гидротехническими сооружениями (понижение уровня воды в нижних бьефах гидроузлов), размывы русла реки при стеснении его сооружениями (перемычками, постройкой мостовых переходов, водозаборов и др.); разработка методов выправления рек в целях судоходства; борьба с вредным действием селевых потоков и др.

  Лит.: Великанов М. А., Динамика русловых потоков, 3 изд., т. 1—2, М. — Л., 1954—55; Леви И. И., Динамика русловых потоков, 2 изд., М. — Л., 1957; Гончаров В. Н., Основы динамики русловых потоков, Л., 1954; Гришанин К. В., Динамика русловых потоков, Л., 1969; Маккавеев Н. И., Экспериментальная геоморфология, М., 1961.

  И. Б. Найдёнова.

Динамика сооружений

Дина'мика сооруже'ний, теория колебаний сооружений, наука о колебаниях и методах расчёта сооружений, подвергающихся действию динамических нагрузок, и способах уменьшения колебаний; раздел строительной механики. Динамические нагрузки на сооружение характеризуются настолько быстрым изменением во времени их величины, направления или места приложения, что вызывают колебания сооружения, которые необходимо учитывать при его расчёте. Таковы нагрузки, возникающие при работе машин с неуравновешенными движущимися массами, при ударах массивных тел, при землетрясениях и взрывах и т.д. Колебательный характер имеют не только перемещения точек сооружения, но и внутренние усилия и напряжения в его элементах. Определение ожидаемых амплитуд перемещений, внутренних усилий и напряжений в сооружении при его колебаниях под действием динамической нагрузки (т. е. при вынужденных колебаниях) и сравнение их с допустимыми значениями составляют основное содержание динамического расчёта сооружения. Допустимые значения амплитуд внутренних усилий обусловлены требованиями прочности и долговечности строительных конструкций, а значения амплитуд скоростей и ускорений колебаний зданий и сооружений, в которых находятся люди или размещено производство с точной технологией, — требованиями безвредного влияния колебаний на здоровье людей и на качество выпускаемой продукции.