Виктор Каика - Итерация

Представим себе ситуацию, что достигнув высоты в 6 тысяч метров над землёй, самолёт не планирует, а устремляется вниз, словно с невидимой горки, имитируя свободное падение и лишая веса всех и вся находящегося на борту сего могучего транспортника, которое пусть продолжается всего 30 секунд! Ускорение свободного падения на Земле примерно равно 9,8 метрам в секунду в квадрате. Это означает, что вертикальная составляющая скорости свободно падающего самолёта каждую секунду будет увеличиваться на 9,8 метра в секунду и через 30 секунд достигнет величины аж в 294 метра в секунду! Чтобы выйти из пикирования при такой скорости приближения к земле самолёту, берущему при полной заправке 92 тонны только одного керосина, потребовались бы не только пилоты особого мастерства и отваги, но и весьма храбрые пассажиры – ведь высота на которой окажется «Илюша» за эти 30 секунд свободного падения уменьшится с 6 тысяч, до 1590 метров! И она ещё какое-то время будет продолжать падать – ведь мгновенно остановить тяжёлый самолёт невозможно. Мало того, при выходе из пике на такой скорости приближения к земле и на такой высоте, перегрузка будет уже далеко не 2g. Поэтому применялась небольшая хитрость, которая позволяла снизить риск тренировок до минимума возможного.

А дело в том, что добиться состояния невесомости можно ещё до того момента, как самолёт достигнет верхней точки условной горки! Если у разгоняющегося и устремлённого в высоту с тангажом до 45° самолёта резко убрать тягу ускоряющих его двигателей и отдать штурвал от себя, то могучий транспортник не сразу начнёт падать, а по инерции ещё продолжит своё движение вверх, но именно в этот момент – момент прекращения оказания сопротивления силе притяжения Земли, и наступит состояние невесомости! Самолёт словно сам подбросит себя вверх! И самый эффективный вариант – это разбить 30 секунд отсутствия силы тяжести на две равные части. Где первые 15 секунд – это замедляющееся в вертикальном направлении движение вверх с полной остановкой в верхней точке, и только вторые 15 секунд – движение вниз. А 15 секунд падения, это вовсе не 30! За это время и скорость приближения к земле будет в два раза меньше (всего 147 м/с) и потеря высоты не будет такой катастрофической и составит лишь один километр с хвостиком в 102 с половиной метра.

Что же касается вкушающих невесомость, чтобы не рухнуть с высоты выходящего из даже такого пологого пике «спортзала» на пол и не получить травм, самое главное было успеть подлететь к полу, ухватиться за тесёмки и прижаться к матам всем телом, в том числе и головой, и приготовиться к перегрузкам – благо цвет матов, устилавших пол этого, практически квадратного в поперечном сечении помещения, отличался от цвета обивки стен и потолка, что здорово помогало ориентироваться – ведь в условиях невесомости такие понятия как верх и низ вестибулярным аппаратом не улавливаются, совершенно условны и отличить пол от потолка не так-то просто. Тридцать секунд невесомости – это кажется совсем немного, но каждое из этих трёх десятков мгновений даёт колоссальный опыт в приобретении высокоассоциативных и многоплановых мыслительных образов и весьма ценных навыков поведения в этом удивительном состоянии, а для пытливого ума Герасима это давало и пищу для размышлений.

Принцип суперпозиции 2 2 Любое сложное движение можно разложить как минимум на два более простых. и теория относительности, о которых не раз рассказывал Герасиму Григорий Яковлевич, проявлялись в таких тренировках в самом удивительном виде. Тело находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и без ускорения, если на него не действуют какие-либо силы, либо действие этих сил уравновешено. 3 3 Физика. Динамика. Первый закон Ньютона. Именно это состояние испытывали тела людей и предметы, которые находились в спортзале свободно падающего самолёта все тридцать секунд, но только относительно его стен, потолка и пола! Ведь на самом деле они падали вместе с самолётом! А скорость их падения нарастала с каждой секундой. Но этого они не видели – ведь в помещении не было даже иллюминаторов, а потому не ощущали ни приближения земли, ни скорости с которой она приближалась. Они просто висели в пространстве между стенами, потолком и полом, совершенно позабыв о том, что снаружи всё по-другому.

Если человека поднимали и оставляли между полом и потолком, он просто висел в воздухе и никуда не двигался. Мало того, он не мог никуда двигаться, потому что не мог ни от чего оттолкнуться – у него не было точки опоры. Он мог дёргать руками и ногами, пытаться плыть, но оставался на месте – ведь воздух – не вода, и даже в более плотных слоях атмосферы нужен пропеллер с большой тягой, чтобы отталкиваться от воздуха. В общем, в таких поучительных примерах тренируемые барахтались в воздухе как цыплята, бесполезно дёргая руками и ногами.

Если эти беспомощные переставали дёргаться, то наблюдая за висящими в воздухе, со стопроцентной уверенностью можно было сказать, что их тела находятся в состоянии покоя, а если их оттолкнуть, то их движение к потолку или к соседней стене становилось безукоризненно прямолинейным и равномерным. В этом и проявлялась теория относительности, ведь относительно земли и самолёт, и они, находящиеся в нём, приближались к её поверхности всё быстрее и быстрее, и движение это было отнюдь не прямолинейным и уж совсем не равномерным, а с ускорением, создаваемым притяжением планеты и совершенно не уравновешенным никакими другими силами. Уравновешивалось оно только подъёмной силой крыла, когда самолёт выходил из пике, прекратив падение, и движение относительно поверхности земли становилось горизонтальным. Однако ненадолго, так как пилоты «Илюши» снова устремляли его вверх на «горку», с ускорением в два g, чтобы снова и снова продемонстрировать теорию относительности и принцип суперпозиции посетителям этого удивительного спортзала…

Особое внимание в условиях невесомости уделялось приобретению навыков перемещения предметов, сопоставимых по массе с массой человека либо превышающих её. Вися в воздухе и не имея опоры, практически бесполезно было пытаться переместить массивный предмет, так как желая его притянуть к себе, вместо этого ты сам притягивался к нему, а при попытке его оттолкнуть – тоже, лишь сам отталкивался от него, и чем больше была масса предмета, тем бесполезней было это занятие.

Но если у тебя есть точка опоры (например, ухватившись за массивную гирю и имея при этом возможность упереться ногами в пол, ну или в потолок – неважно, в невесомости это уже не имеет значения, от этого будет зависеть лишь то, куда ты её будешь двигать), то ты можешь придать движение предмету массой даже в тонну. Да что там в тонну?! В десять,.. в сто тонн!! И при этом совершенно не обязательно надрываться. Если есть точка опоры, можно переместить груз абсолютно любой массы. Просто времени на то, чтобы, например, гиря в 1000 килограмм начала заметно двигаться, ну, скажем, со скоростью 1 метр в секунду, при приложении силы, равной той, которую мы прикладываем на Земле, когда поднимаем гирю в 20 кг, нужно будет тянуть её на себя в течении аж пяти секунд. 4 4 Для тех, кто любит посчитать. Сила равна массе умноженной на ускорение: F = m • g. При массе гири 20кг, сила, которую требуется приложить, чтобы её поднять, будет примерно равна: F = 20кг • 9,8м/с² ≈ 200Н. Прикладываем силу 200Н к гире в 1000кг: F = 1000кг • a = 200Н. Тогда ускорение, которое получит гиря: a = 200Н / 1000кг = 0,2м/с². Формула расчёта ускорения: a = (v₁ – v₀) / t. Начальная скорость равна нулю, конечная – 1м/с, ускорение – 0,2м/с², подставляем и вычисляем время: t = 1м/с / 0,2м/с² = 5с Соответственно, гиря в 10 тонн достигнет этой скорости через 50 секунд. Но при этом, для того, чтобы остановить её движение, потребуется приложить такую же силу в течении того же времени, но в противоположном направлении. А для этого, в качестве опоры придётся использовать уже не пол, а потолок. Иначе гиря в 1000 килограмм продолжит своё движение до тех пор, пока не продемонстрирует закон сохранения импульса, а то и того хуже – первый закон термодинамики 5 5 Закон сохранения энергии. , разрушая всё, что встретится на её пути. В общем, если на Земле приподнять очень тяжёлый предмет не удастся, то в невесомости никакие, даже крохотные усилия не пропадают даром, и для работы в условиях отсутствия веса приобретение этих навыков крайне важно.