Биология

Биология - Автоколебания - В природе и технике

Автоколебания лежат в основе многих явлений природы:

• колебания листьев растений под действием равномерного потока воздуха;
• образование турбулентных потоков на перекатах и порогах рек;
• голоса людей, животных и птиц образуются благодаря автоколебаниям, возникающим при прохождении воздуха через голосовые связки;
• действие регулярных гейзеров
• Система «атмосфера — лёд — океан»

На автоколебаниях основан принцип действия большого количества всевозможных технических устройств и приспособлений, в том числе:

• работа всевозможных часов, как механических, так и электрических;
• звучание всех духовых и струнно-смычковых музыкальных инструментов;
• действие всевозможных генераторов электрических и электромагнитных колебаний, применяемых в электротехнике, радиотехнике и электронике;
• работа поршневых паровых машин и двигателей внутреннего сгорания;
• некоторые системы автоматического регулирования работают в режиме автоколебаний, когда регулируемая величина колеблется в окрестности требуемого значения, то превышая его, то опускаясь ниже него, в допустимом для целей регулирования диапазоне.

Разрушение Тэкомского моста 7 ноября 1940 года вследствие автоколебаний, возникших под действием ветра.

В то же время, в некоторых технических системах автоколебания могут возникать без специального намерения конструкторов этих систем, в результате неудачного выбора их технических параметров. Такие автоколебания могут быть нежелательными, а зачастую разрушительными, являющимися причиной аварий c тяжёлыми последствиями, когда речь идёт о системах с большими уровнями энергии, циркулирующей в них. Например:

• в турбинах электростанций;
• в реактивных авиационных и ракетных двигателях;
• в магистралях газов и жидкостей высокого давления;
• флаттер различных элементов летательных аппаратов;
• автоколебания сооружений неустойчивой аэродинамической формы при обтекании их потоком воздуха с определённой скоростью и др.