17 апреля 2013 года состоялось заседание секции «Теоретическая механика» XXXIX Самарской областной студенческой научной конференции. Наибольший интерес вызвала работа «ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СРЕДНЕВЕКОВЫХ МЕТАТЕЛЬНЫХ МАШИН НА ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ» студентов Сызранского филиала СамГТУ Алексея Арбузова и Валерия Перелыгина, выполненная под руководством Сизова Дмитрия Александровича. Работа была признана лучшей в секции.

1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ СРЕДНЕВЕКОВЫХ
МЕТАТЕЛЬНЫХ МАШИН НА ИХ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
СФ СамГТУ, 2013
Выполнили:
Арбузов А.С., Перелыгин В.О.
Научный руководитель:
Сизов Д.А.

2. Виды средневековых
боевых машин
ГравитационныеТенсионные
Использующие
энергию лука
Использующие
энергию
скрученных жил
Баробаллисты
Арбалеты
Катапульты
Баллисты
2

3. Актуальность и практическая ценность
Изучение и реконструкция
метательных машин
История Механика Математика Конструирование
Клиометрика
Отечественная
история Реконструкции
Матметоды
в истории
-татаро-монголы
- пόроки
- этнофестивали
- учебные проекты (США)
- машины Леонардо
- Тур Хайердал
Уравнения
Лагранжа 2-го
рода
Решение систем
нелинейных д.у.
3

4. Формулировка проблемы
Исторические знания
о баробаллистах
Подлинные
экземпляры
Средневековые
источники
Современные
статьи
не сохранились - Малое количество
- Малая информативность
Исторические
Мат.
моделирование
Смешанные
- Paul E. Chevedden
- Д. Уваров
- Р Храпачевский
Donald B. Siano Tanel Saimre
Цель работы:
Исследовать различные виды баробаллист с точки зрения механики
Задачи:
- Разработать комплекс математических моделей
- Создать универсальную натурную модель
- Исследовать влияние различных параметров на дальнобойность4

5. Баробаллисты
Принцип действия:
5

6. Максимальная дальность
(по Д. Сиано): Коэффициент
дальнобойности:
Боевые характеристики
6

7. Спектр конструкций
Тип 1 2 3 4
Вид
1А 1В 2А 2В 3А 3В 4А 4В
Мат. модель
(Д. Сиано) + + + +
Мат. модель
(авторы) + + + +
Натурный
эксперимент
(авторы)
+ + + + + + + +
7

8. Натурная модель
8

9. 9

10. 1-й тип 2-й тип
3-й тип 4-й тип
Снаряд в
корзине
Снаряд
в петле
Фиксированный
противовес
Подвешенный
противовес
10

11. Математическая
модель
Допущения
Уравнения
Лагранжа
Компьютерная
математика
Д. у. движения
материальной
точки
-Трение скольжения и
качения
- сопротивление
воздуха
ДальнобойностьРешение
систем
нелинейных
д.у.
11

12. Баробаллиста 1-го типа
Одна степень свободы
Две степени свободы12

13. Зависимость дальнобойности от угла выстрела
График зависимости угловой скорости от времени
13

14. Баробаллиста 2-го типа
Две степени свободы
Три степени свободы
14

15. Баробаллиста 2-го типа
Две степени свободы
Три степени свободы
14

16. График зависимости дальнобойности от угла
График зависимости угловой скорости от времени
15

17. Сравнение характеристик
баробаллист 1-го и 2-го типов
16

18. Распределение энергии
17
Конструкция без колес Конструкция с колесами
Потенциальная энергия системы
Кинетическая энергия корпуса
Кинетическая энергия снаряда
Кинетическая энергия противовеса
Кинетическая энергия балки
Е, Дж Е, Дж
t, c t, c

19. Радиальная нагрузка на опорный шарнир
F, H
18
Конструкция без колес Конструкция с колесами
F, H
t, ct, c

20. Баробаллиста 3-го типа Баробаллиста 4-го типа
19

21. Характеристики баробаллист
(эксперимент)
Тип 1 2 3 4
Вид
1А 1В 2А 2В 3А 3В 4А 4В
Дальноб
ойность,
м
2,72 3,47 5,85 6,18 12,22 17,7 18,58 19,7
Коэф.
дальноб. 0,05 0,06 0,103 0,108 0,21 0,31 0,33 0,35
56,5 м (теория)
+28% +6% +6%+45%
+350%
+115%подвес
петля20

22. Основные результаты
Перспективы
1. Создан комплекс математических моделей
2. Построена универсальная натурная модель
3. Определено влияние различных конструктивных параметров на дальнобойность
4. Рассчитана динамическая нагрузка на опорный шарнир
1. Изучение более совершенных конструкций
2. Расчет динамических напряжений в балке
3. Расчет ударных нагрузок
4. Изучение стенобитных качеств
21

23. Контактная информация
Работу выполнили студенты механического факультета
сызранского филиала СамГТУ
Арбузов Алексей Сергеевич (aleksei_arbuzov@mail.ru) и
Перелыгин Валерий Олегович (valera_308@mail.ru)
Научный руководитель: старший преподаватель
кафедры технической механики сызранского филиала СамГТУ
Сизов Дмитрий Александрович (sizov.syzran@gmail.com)
22