Hajótervezés II. [antikvár]

I. LENGÉSTAN EGYSZABADSÁGFOKU LENGŐ RENDSZEREK 1. A lei^ésekről általában A következőkben mozgás alatt mindig mechanikai mozgást - és ennek megfelelően lengés alatt mechanikai lengést fogunk érteni. Lengéseket végző mechanikai rendszereket röviden lengő rendszereknek fogunk nevezni. A lengés, vagy a lengő rendszer fogalmának körülhatárolása rendkívül nehéz feladat. A következőkben olyan mechanikai rendszerekkel, mint lengő rendszerekkel fogunk foglalkozni, amelyeknek közös tulajdonságuk, hogy a bennük működő erőhatások, vagy azok egy része - esetleg más tényezők mellett - a rendszer helyzetének is fi^gvényei. Ennél többet kikötni általában aligha lehet, jóllehet másfajta rendszerek is végezhetnek lengéseket - és az emiitett rendszerek is végezhetnek olyan moz-gásdsat, amelyek semmiképpen sem nevezhetők lengésnek. Éppen ezért vizsgálatainkban nem mellőzhetünk bizonyos általános mechanikai áttekintést sem és ennek ismeretében kell elhatárolnunk azokat a feltételeket, amelyek mellett lengések kialakulhatnak. Az általános mechanikai megjegyzések között mindenekelőtt arra keU emlékeznünk, hogy minden n szabadságfokú (a következőkben mindig holonom) rendszer elmozdulását alkalmasan választott, n számú, egymástól független skaláris változó, általános koordináta értékének megváltozásával lehet egyér-tékének megvái ozásával lehet egyértelmű kapcsolatba hozni. Egy robbanó motor forgattyús hajtóműve pl. egyszabadságfoku mechanikai rendszer, ha a hajtómű tagjait (forgattyukar, hajtórud, dugattyu, dugatlyurud) önmagukban merev testeknek tekintjük. E hajtómű - jelen példában önkényesen kijelölhető alaphelyzetétől mért - elmozdulása egyértelmű kapcsolatba hozható pl. a forgattyukar szögelfordulásával. A forgattyuszög értékének megváltozása a hajtómű tagjainak kényszerkapcsolatai utján egyértelműen meghatározza a rendszer bármely pontjának elmozdulását. A fogattyukar szögelfordulása így a hajtómű általános koordinátája lehet. A robbanó motor forgattyús hajtóműve önmagában még nem lengő rendszer. Tegyük fel azonban, hogy a szerkezet valamelyik tetszőleges, de nem holtponti helyzetében a henger robbanóterét légköri nyomású levegővel töltjük és a szelepeket zárjuk. Légmentes zárást feltételezve mind a henger és dugattyu között, mind a szelepeknél, a hengerbe zárt levegőt olyan rugalmas testnek tekinthetjük, amely a hajtóművet - az alaphelyzettől való bármilyen kitérés esetén - az alaphelyzetbe visszavezetni igyekszik. Nyilvánvaló, hogy a visszatérítő erő a hengerbe zárt levegő összenyomódásától, vagy kitágulásától, tehát a dugattyu elmozdulásától függ. A dugattyu el-