Изобретение относится к способам определения точки прнложения равнодействующей сил давления света, применяемым, например, при измерении моментов сил светового давления, действующих на различные объекты, или аэродинамических сил и моментов, возникающих нри взаимодействии тел со свободно-молекулярны.м газовым потоком.
Недостаток известного способа состоит в том, что составляющие его операции сложны и с трудом ноддаются автоматизации.
Целью изобретения является повышение точности измерения точки приложения равнодействующей н сокращение времени проведения экснеримента.
Для этого проводят три измерения отраженного от тела светового потока, причем сначала определяют величину светового потока, отраженного от тела в данном направлепни, потом - величнну MOiieHTa еил светового давлеПИЯ относительно произвольной оси п величину момента снл светового давлення относительно другой оси, нанример, перпендик лярно11 первой. Затем включают точечный источник света, жестко связапный с моделью, и пзмеряют величину светового потока, идущего от этого источппка в направлении измерения, и моменты сил светового давлен}1я этого потока относительно тех же осей. После этого включают второй точечный источник света, положение
которого относительно ненодвижной или связанной с моделью снстемы координат известно, и онять проводят три описанных измерения.
При включении каждого источника света все ранее горевщие источники могут либо выключаться, либо продолжать гореть. Направления осей, отноеительно которых измеряются моменты сил светового давления, удобно выбирать взаимно пернеидикулярным, например вертикальными и горизонтальными.
При первом измере1П1и определяют величину отраженного от тела светового потока, пропорциональ ую силе светового давления частиц, отралчснных в направле1нп1 измерения,
Ai kjF,(1)
где ki - коэффициент нропорцпоиальпости.
При втором измеренн определяют величину, пропорциональпую моменту сил относительно вертикальной оси.
При этом величину светового потока, идущего от каждой точки юдели в прибор, изменяют в число раз, пропорциональное расстоянию от этой точки до оси, относите,тьно которой и.змеряются MOMCiiTbi. пзмеряют измененный такн.м образом световой ноток от всгх точек тела одновременно. Велнчина сигнала равна где L.-pacnpe; C.Tei;i e ocHcuu-inocTfi к изображ211ин тела; //г,- лоордипата оси; /си-коьффипиент ripoiJOpa;;()ua.ibHOCTii; момент спл отлосптелыю этой оси. Ось, ОТ1ЮСИТОЛЫЮ которо) определена величина ., связаиа с иронзволыю осью в приборе, е иомои(ыо которого определяется величина Ли, ио не связана с дюдглыо. Необходимо оиределять момеит, относигельно некоторой оси, связанной с моделью. При третьем измерени.н оиред.еляют величину, аналогичи нс) Ли, отноеительио оси л:: ,.(3) ПОСКОЛЬКУ определения .момента относительно каждой ;з осей координат аналогичны, то доетаточио рассмотреть из.мереиие момента относительно оси х. Частное от деления выраже}П1я (2) на соот нредетавля го в даннь1л плечо действия еилы Р 01Ч1оенте.льно оеи л:, т. е. расстояние от точки ириложення равнодействуюп1ей сил светового давления до оси к. После того как включают источник света, жестко связанный с моделью, аналогично оиределяют следующие величины: л; ,, ЛII п, + vI, Ли: + M,i. Величины Fl, и - сила н момеить; относителыто осей х н //, действующие от всномогательного HI Величина j izii-y, есть илечо действия силы от жестко екрелленного с моделью источника езета огпосительно оси X. Эта велнчнна представляет собой расстояние от изображения этого точечного источника до оси X. Разиость между соотиошениями (4) н (8) определяет расстояние между точкой ириложения равнодействующей сил светового давления и иеиодвижиым иеточником света Лц-/ --Г- V (9) I «I I расстояние до или зкспсри.ментальио определен лиоо путем учета апертурь регистрируюн1его нрибора, поглощения света в нем и т. и. факторов, либо путем иеиользования иенодвижного источника света, Ho.io/ivcjnie которого относительно осей ;с и // нзвестпо. Если выключить точеч 1ый источник света на модели, включить неиодвижный иеточник света и носле этого ировеети три онисаиных измерения, то величины сигналов будут равны , Лп./Ь„.М,М,п, Лш kni My + Myu Величины FII, М,у11 и - сила и моменты от ненодвнжного источиика света. ТУК .же, как и в равенстве (8), выражение представляет собой величину /о.,/ - расстояние от изображения неподвижного источника до осн X. Так как оно известно, то из соотношения (13) 1МОЖНО вычислить отноо1ение -. Подставив это отношение в выражение (9), нолучают и - и Таким образом, величина 1у определяется через известное расстояние /о,/ и результаты шести измерений. Расстояние /..с онределяется аналогично описанному, ио вместо АИ, All, Аи берут величины Лиг, Лиь Лщ. Так как 1у и 4-коордииаты положения точки приложения равнодействующей, то их измерение вместе с измерением величины силы позволяет определить еилы и моменты светового давления. Предмет изобретения Сиоеоб определения точки приложения рав1{одействующей еил давления света, отраженного от тела в данном нанравлении, нутзм нз.мерения светового иотока, отраженного от исследуе.мого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышення точности измерения и сокраигзния времени проведения эксперимента, определяют величину светового иотока, отраженного от тела в данном направлении, изме5ния относительно произвольной оси, и величину момгнта сил светового давления относительно другой оси, например, перпендикулярной первой, затем включают точечный источник света, жестко связанный с моделью, и из-5 меряют величину светового потока, идущего от этого источника в направлении измерения, и моменты сил светового давления этого пото6ка относительно тех же осей, после чего включают второй точечный источник света, координаты которого относительно неподвижной или связанной с моделью системы координат известны, и проводят три указанных измерения; далее по результатам девяти замеров определяют координаты точки приложения равнодействующей.
