О верификации методов определения импульса отдачи…
5
Прямые траекторные измерения полета мишени или макета также
могут быть использованы для определения оптико-механических ха-
рактеристик лазерных систем генерации тяги [27–30]. Такой запуск
может рассматриваться как частный случай импульсного маятника,
однако получаемые результаты оказываются несколько больше, чем
те, что регистрируются в аналогичных условиях с использованием
маятника [27]. Вероятно, это объясняется отсутствием избыточных
связей (ограничения степеней свободы). Хотя при такой схеме изме-
рения регистрируется непосредственно импульс отдачи, сообщаемый
мишени, даже для миллиграммовых тел энергия импульса излучения
должна быть несколько десятков или даже сотни джоулей [31, 32].
Торсионный маятник (или крутильные весы), как известно, впер-
вые был применен Ш. Кулоном в 1784 г. для исследования силы от-
талкивания одноименно заряженных тел. Силы электростатического
взаимодействия чаще всего используются для калибровки этих при-
боров и в настоящее время [20, 33, 34], другие способы, например
маятниковые ударники [35], применяются реже. Простейший вариант
конструкции — вертикальная нить, на которой подвешен легкий
уравновешенный рычаг. Измеряемые силы действуют на концы ры-
чага и поворачивают его в горизонтальной плоскости до тех пор, по-
ка не будут уравновешены силами упругости закрученной нити. По
углу поворота рычага
j
можно судить о величине крутящего момента
М
к
действующих сил:
к
,
j M l GI
где
l
— длина нити;
G
— модуль сдвига материала нити;
I
Ω
— сум-
марный момент инерции рычага и нити. Высокая чувствительность
маятника достигается применением достаточно длинной нити с ма-
лым модулем сдвига. Используются как унифилярные (одна нить),
так и бифилярные (две нити — в случае больших импульсов) маят-
ники [36]. Кроме очень тонких проволок (стальных, серебряных, зо-
лотых), используются стеклянные и кварцевые нити [10]; последние
ломки, но хороши отсутствием упругого последействия.
Крутильные весы непригодны для измерения больших импульсов
отдачи [37–44]. В случае приложения силы в плоскости, отклоняю-
щейся от горизонтальной, индуцируются колебания в вертикальной
плоскости, могут также возникать крутильные колебания рычага во-
круг своей оси, что снижает точность измерений. Для уменьшения
колебаний торсионных маятников используются жидкостные [37]
или электромагнитные [45] демпферы. Для регистрации малых коле-
баний (под действием импульсов ~10
–9
Н
с) применяют интерферен-
ционные схемы [46].
