Что значит подвешенное состояние

Синдром подвешенного состояния.

Очень часто на консультациях можно услышать примерно такие слова: «Я нахожусь в подвешенном состоянии и поэтому не могу быть спокойной, не могу работать, не могу ничего делать, не могу жить, он меня измотал меня, я жду пока он озвучит мне своё решение…..»

Что такое «подвешенное состояние»?

Если смотреть с физической точки зрения, то, когда человек подвешен, тело его тело обездвижено, что приводит к децентрализации кровотока, депонирования крови в периферических сосудах и дисбалансу в работе сердечно-сосудистой и дыхательных систем, что в свою очередь приводит к ортостатическим нарушениям, вплоть до потери сознания. Если перевести соматическое состояние на психологическое, то получаем следующее.

— Состояние неопределенности. В подвешенном состоянии человек не имеет опоры под ногами, он беспомощен и полностью зависит от тех, кто его подвесил. Нарушение тока жизненных энергий. приводящих к «патологиям» взаимодействия с миром, вплоть до нарушения связи с реальностью.

И ещё цитата для осмысления

Подвешенное состояние – это положение бессилия и невозможности повлиять на ситуацию. Когда ты можешь только ждать, происходящее не зависит от тебя. Поэтому говорить об этом неприятном ощущении можно, только если ты, не дай боже, оказалась в заложниках, тюрьме, коме, либо с кем-то из твоих близких случилось что-то страшное. Например, когда человек пропадает без вести – его родственники действительно находятся в подвешенном состоянии. Когда тебя приковывают наручниками к батарее в подвале на трехметровой глубине – да, ты тоже вполне себе в нем.

Теперь стоит рассмотреть состояние подвешенности ближе)

Начну с того. что если содержимое цитаты к вам не имеет отношения, то скорее всего ваша «подвешенность» есть одна из игр вашего эго. Поясню почему.

Подвешенность как неопределенность. Скажите. кто знает человека у которого всё в жизни определенно? Человека, у которого есть гарантийное письмо о том, что он проснётся завтра? Я лично не знакома с такими людьми. Вся жизнь есть неопределённость, череда перемен, ведь всё не стоит на месте а ежесекундно меняется. Поэтому в данном контексте смыслов, за подвешенностью прячутся не адаптивность, отсутствие гибкости и пластичности психики. Стабильность-путь в никуда и посему желание стабильности априори иллюзорно.

Подвешенность от ожидания чьего -либо решения. Ожидание само по себе вещь не благодарная, мягко говоря. А если по сути, то ожидание как правило порождает страдания. ибо пока человек ожидает -он бездействует в надежде на чужую деятельность, тем самым теряет время а энергию свою направляет на ожидание и то бишь свои будущие страдания от того что они не сбылись или сбылись но не так как ожидалось.

Подвешенность как отказ от ответственности за себя и свою жизнь, перекладывание ответственности за своё состояние на кого-либо. позиция «жертвы» и «ребенка». Удобно конечно свалить на кого-либо вину за свое «подвешенное состояние» и оправдать этим свою безответственность, но право мало проку от такого действа в первую очередь вам самим. Такое поведение типично для состояния эгоизма.

Подвешенность как отсутствие опоры. Все опоры внутри, а не снаружи. Если нет точек опоры внутри человека, то и снаружи он их не почувствует, что и создаст ему ощущение подвешенности. Сюда также можно отнести отсутствие заземления.

Ноги несут нас по дороге нашей жизни, они отвечают за наши движения, за наше развитие, за прочность нашей позиции в этом мире, за наши опоры в реальности. А.Лоуэн (американский психотерапевт, автор метода «Биоэнергетический анализ») пишет так: В электротехнике при помощи заземления добиваются снижения напряжения. Чтобы переизбыток напряжения с помощью специального устройства «заземлителя» уходил в землю. «За-земление» это значит держаться за землю. Быть заземленным — означает находиться в соприкосновении с реальностью.

Подвешенность как зафиксированное положение, отсутствие движения. Стагнация, вектор на деградацию. Отсутствие развития в жизни. Трата жизненной энергии на поддержание уже созданных форм жизни.

Подвешенность как беспомощность и зависимость. Так может проявляться психологическая инфантильность в человеке, которая также свойственна погруженным в эго людям. Которая включает в себя всё выше перечисленное – и безответственность, и нацеленность на стабильность и иллюзорность ожиданий и отсутствие заземления и связи с реальностью, и дезадпативность.

Что делать?

Выход обычно там же где и вход. Учимся любить себя, быть ответственными и взрослыми, создаем ритмичный ток жизненных энергий, активно развиваемся, ищем точки опоры внутри себя и регулярно ходим ногами по земле) А если серьезно, то это совершенно нормальный запрос на работу со специалистом.

Подвешенное состояние

«Он меня постоянно держит в подвешенном состоянии! Ничего не понятно. Ждать мне, не ждать, изменять, не изменять, уходить, не уходить. Меня эта вся ситуация уже измотала совершенно. Сплю плохо, все гоняю туда сюда в голове. И думаю, что же я за дура такая, что не могу все это разрулить уже».

Ты «дура» не потому, что не можешь разрулить, а потому, что не умеешь правильно формулировать. Чем и загоняешь себя еще глубже.

Подвешеное состояние – это положение бессилия и невозможности повлиять на ситуацию. Когда ты можешь только ждать, происходящее не зависит от тебя. Поэтому говорить об этом неприятном ощущении можно, только если ты, не дай боже, оказалась в заложниках, тюрьме, коме, либо с кем-то из твоих близких случилось что-то страшное. Например, когда человек пропадает без вести – его родственники действительно находятся в подвешенном состоянии. Когда тебя приковывают наручниками к батарее в подвале на трехметровой глубине – да, ты тоже вполне себе в нем. А вот если твой нерешительный лосяша не может определиться, куда ему уже направить свои копытца, а ты по этому поводу страдаешь, но терпишь – это про другое.

Наверняка вы сейчас ждете от меня пассажа из серии «соберись тряпка, не ной, хочешь терпеть – терпи, а не хочешь – принимай решение». А вот и нет. Его не будет. Потому что я знаю, что, во-первых, это прямо сейчас невозможно, а во-вторых, даже если собрать всю свою волю в кулак и действовать таким способом, последствия будут хреновыми. Так что, лучше я расскажу вам, как из этой неприятности выходить постепенно.

Шаг первый – переформулируем. У тебя нет подвешенного состояния, у тебя есть объективные и важные обстоятельства (моральные или фактические), по причине которых ты пока не можешь разорвать этот порочный круг. Прямо вот садись и повторяй эту логическую цепочку.

Шаг второй – ты имеешь право на эти обстоятельства, а они, в свою очередь, имеют право на уважение. Хотя бы твое. Если я так делаю – значит, мне это для чего-то нужно. И я имею на это право. И вновь – повторяй это утверждение раз за разом, особенно в моменты, когда накатывает желание поругать себя за свое бессилие. Тех, кто рассказывает тебе про то, что «надо любить себя», «иметь гордость», «не быть тряпкой», отправляй заняться собственными делами, а то они наверняка заждались.

На этих двух шагах тебе уже станет легче дышать, потому что в твое сознание вернется контроль над ситуацией. Если я сама выбираю такое положение вещей, значит, когда меня окончательно заебет, я смогу из него спокойно выйти.

Шаг третий – после того, как ты приняла свой выбор и дала себе на него право, начинаем разбираться, зачем тебе вся эта история нужна. Мой любимый вопрос – чтобы что? Этот пункт самый сложный. Ибо зацепок, которые тянут тебя в это состояние, может быть довольно много, и, конечно, лучше бы определять и «закрывать» их вместе со специалистом. Но, как говорит моя коллега по «Больнице» Катерина Александрова, кое-что можно сделать самой.

– Поищи в недрах своей памяти ситуации, в которых ты испытывала похожие чувства и переживания. Подсказка: ищи в детстве и подростковом периоде. Хорошо ищи! Вспоминай самые неприятные эпизоды, можешь с внутренним ребенком пообщаться (вот писала как это делать). Нашла? Бинго. Это значит, что раз за разом в своих взрослых отношениях ты пытаешься добиться другого финала собственного прошлого. Чувствуешь диссонанс? Та ситуация, которая уже случилась когда-то – неизменима. И это придется принять.

– Разберись, чего ты избегаешь, болтаясь в этих непонятках. Можешь список писать, можешь просто продумывать. Например, там может оказаться что-то про острую необходимость быть хорошей, и если вдруг ты сбежишь сама – будешь плохой, как будто недостаточно круто выполнила свои обязанности. Или, как вариант, про боязнь чувства вины, особенно если ты столкнулась с манипулятором, и тебе его регулярно прививают (про манипуляторов читать ). Ищи свои варианты. Они точно есть.

– Определи, что ты получаешь от всей этой истории. И не ври мне, что ничего. Давно б ускакала к новому солнцеликому, если бы этот недостаточно хорошо щекотал твои невротические пяточки. Смотреть в следующем направлении: когда он обращает на тебя свой ясный взор, ты как будто чувствуешь себя выбранной, особенной, лучшей, с преимуществом, или, когда ты думаешь о спокойных, тихих, ровных отношениях, на тебя накатывают тоска и страх, или у тебя был очень болезненный опыт слияния, который закончился отдиранием от себя кусков. Перебирай, примеряй на себя, следи за своим состоянием, когда вы вместе – какая ты там, что там за чувства, в том числе негативные, кстати.

Шаг четвертый -ты примерно или точно знаешь, зачем тебе все это, ради пропитания каких собственных «черных дыр» ты сюда раз за разом влезаешь. Мое следующее предложение для самостоятельной работы – поищи, чем еще можно их позаполнять. Абсолютно точно есть варианты источников энергии, которые будут тебя подпитывать. Они могут быть как адреналиновыми, так и, наоборот, спокойными, созерцательными. Суть в том, чтобы были ощущения, за которыми ты гонишься. Например, собственной значимости или нужности, красоты и востребованности, постоянного соревновательного элемента. Самое главное – ты должна там чувствовать себя круто. Одна моя клиентка успешно лечит себя танцами, там она чувствует себя красоткой, вторая ударилась в волонтерство и за месяц закрыла прореху про «я не нужна» аж на год вперед. Надеюсь, ты понимаешь, что речь не о «сходите к косметологу» или «побалуйте себя шоппингом».

Шаг пятый – можешь принимать решение. Только помни, пожалуйста, что любое – верное. Если тебе пока еще нужно посидеть со своим мающимся котиком – посиди, если нет – вперед, в закат.

Всем добра.

Lamed-Vufniiks ›
Blog ›
Элементы подвески глазами механика

Честно признаться, написать этот текст я собирался достаточно долго.
Просто есть и остаются «за» и «против». С одной стороны, абсолютное большинство автолюбителей — пользователей драйва, имеют очень примитивное представление о работе подвески автомобиля (без обид). С другой стороны, любая инициатива наказуема, и попытка объяснить что-то с позиции здравого смысла обязательного вызовет бурление со стороны диванных экспертов и капитанов «плавали — знаем».

Поэтому давайте договоримся на берегу: каждый при своем мнении, хорошо? Я совершенно не считаю себя гуру автомобильных подвесок, у меня есть только довольно скромный опыт моих собственных автомобилей, и свою позицию я не навязываю никому. Но у меня есть определенное образование, позволяющее иметь обоснованное мнение по данному вопросу.

По научной специальности я механик, не «механик-автослесарь», а исследователь в области данного раздела физики. Для меня понятия «жесткость», «прочность», «упругость» — это очень конкретные, четко определенные вещи. В пользовательской среде на этот счет масса милых заблуждений, как сутевых, так и терминологических. Есть специальная литература, в которой все это, я уверен, можно прочитать. Сам я не читал, хотя конкретные книги в свободном доступе есть — но я и не собираюсь подвеску проектировать с нуля. Уверен, что занимаюсь изобретением велосипеда, но иногда такой путь нагляднее и понятнее.

Я только хочу внести смысловую ясность в вопрос, занимающий многих автовладельцев: пружины и амортизаторы. Но сначала договоримся о терминах:

Геометрический ход подвески — кинематически возможное перемещение колеса от крайней нижней до крайней верхней точки. Определяется конструкцией рычагов, наличием отбойников и ограничителей. Чем ровнее предполагаемое покрытие дороги — тем меньше ход подвески нужен.
Энергоемкость подвески — способность подвески поглощать и рассеивать энергию удара (быстрого сжатия).
«Жесткая подвеска» — подвеска, которая не поглощает удары полностью, а передает их на кузов.
«Мягкая подвеска» — подвеска, которая практически полностью поглощает удары.
Пробой подвески — следствие недостаточной энергоемкости, когда энергия удара не поглощается подвеской, а подвеска достигает геометрического предела хода.

ПРУЖИНА
Начнем с них, ведь каждый, кто разбирал автоматическую ручку, убежден, что знает о пружинах все. Корень этого заблуждения в нашей школьной программе. В самом начале курса физики рассказывают о «законе Гука», связывающем между собой силу и величину сжатия пружины через ее жесткость:
F = -kx

На самом деле, закон Гука несколько сложнее, но представим, что мы живем в идеальном мире. В этом идеальном мире пружина сопротивляется сжатию и растяжению одинаково, жесткость ее постоянна (то есть зависимость линейна), а все деформации упругие (то есть после снятия нагрузки пружина возвращается к исходной длине, независимо от количества циклов нагрузки-разгрузки). На графике это можно представить так.

Еще одно важное обстоятельство: любое изменение длины происходит МГНОВЕННО при изменении усилия.
Именно так ведет себя идеально-упругий элемент механической модели — элемент Гука. Реальная автомобильная пружина имеет несколько важных отличий.

Во-первых, она является пружиной сжатия. В свободном состоянии имеет некоторую длину, при установке на автомобиль сжимается под его весом, далее при работе подвески постоянно сжата. Растягивающих усилий не воспринимает в силу конструкции узлов крепления: пружина и спереди (на стойке) и сзади (между лонжероном/стаканом и рычагом) установлена враспор. Соответственно, диапазон работы пружины ограничивается.

Во-вторых, линейных материалов не существует, а автомобильные пружины специально делаются нелинейными за счет переменного шага витков. Коэффициент жесткости k — назовем его так — при этом перестает быть постоянной величиной. Это означает, что график принимает изогнутый вид.

Теперь перейдем к другому графику: зависимости жесткости от изменения длины.

Этот сложнее, давайте рассмотрим его подробно. В свободном состоянии пружина имеет некоторую жесткость. Если начать пружину растягивать (нас это мало интересует, но тем не менее), то ее жесткость начнет возрастать, пока не произойдет разрыв. Жесткость упадет до нуля, а дальнейшее удлинение будет происходить без сопротивления. На графике этот кусок непропорционально короткий, на самом деле зона растяжения по длине равна зоне сжатия — спасибо за дополнение IRomanoff.

Если пружину установить на автомобиль, то она под его весом сожмется на некоторую величину, лежащую внутри зоны нормального рабочего хода. Продолжая сжимать пружину, мы постепенно заведем ее в зону возникновения пластических (неупругих) деформаций. Если в этот момент пружину разгрузить, то ее исходная длина восстановится не полностью, а только частично. Длительная работа в таком режиме (на перегруженных машинах, например) приводит к накоплению остаточных деформаций и известному явлению просадки пружин.

Возможный рабочий ход заканчивается в точке геометрического предела сжатия, когда подвеска упирается в отбойник и не дает больше сжимать пружину. Если продолжать сжимать пружину (уже вне подвески либо без отбойников), то мы достигнем механического предела сжатия. При этом либо витки упрутся друг в друга, либо витки лопнут.

Таким образом, любая пружина характеризуется двумя параметрами: величиной нормального рабочего хода и средней жесткостью в течение рабочего хода.

Аналогичную диаграмму удобно было бы использовать для графического представления характеристик пружин. Ограничимся только зоной нормального рабочего хода. Например:

По-моему, вполне наглядно.

Теперь представим себе, что никакого амортизатора у нас нет, а в подвеске только пружина. Как скажется на работе подвески изменение ее параметров?
Если рабочий ход пружины будет больше геометрического хода подвески — ничего страшного не произойдет. Фактически, это и есть условие длительной надежной эксплуатации пружины. Другой вопрос, что большой рабочий ход подразумевает большое количество витков, а их не всегда есть возможность разместить при максимальном сжатии. Именно поэтому для особо тесных случаев пружины делают с переменным диаметром навивки.

Если рабочий ход пружины будет меньше геометрического хода подвески — пружина быстро продавится, так как часто будет выходить в неупругую зону. Именно поэтому НЕЛЬЗЯ пилить витки пружин! Каждый виток дает свой вклад в общий ход, пропорционально их числу. Скажем, если Вы уберете один виток из пяти, то ход пружины снизится на 20%, а общая жесткость на 20% вырастет. Но на те же 20% приблизится предел упругой работы, и при нагрузках она будет чаще уходить в зону неупругих дефораций.

Если жесткость пружины будет ниже, чем требует вес автомобиля или скорость прохождения неровностей, то она быстро просядет.

Если жесткость пружины будет выше, чем требует вес автомобиля, то подвеска будет ощущаться как жесткая, так как изменения усилия в пружине не будут вызывать существенных изменений длины. Такая пружина работает практически как жесткий стержень.

Еще пара слов об автобафферах. Они частично выключают из работы один из витков пружины. При этом рабочий ход пружины пропорционально сокращается, а жесткость сохраняется почти без изменений. Со стороны пользователя это воспринимается как более собранное поведение подвески, хотя достигнуто оно только путем снижения энергоемкости.

АМОРТИЗАТОР

Если бы в подвеске стояли только упругие элементы, то при прохождении неровностей машина совершала бы больше одного качания, что в свою очередь чревато потерей контакта колеса с дорогой. Поэтому в подвеске обязательно присутствует вязкий элемент — амортизатор. Его задача — поглощать энергию колебаний, как вследствие работы подвески, так и инерционных сил, действующих на кузов.

Вязкостью в механике называется параметр, связывающий скорость сжатия с усилием:

F = ηV

Проще говоря, идеально вязкий элемент (элемент Ньютона) не оказывает никакого сопротивления сжатию, если скорость сжатия бесконечно мала, и наоборот, при бесконечно быстром сжатии оказывает бесконечно большое сопротивление.

Как это работает в реальном амортизаторе, знают, наверное, все: внутри цилиндра ходит поршень с отверстием. Цилиндр с обеих сторон поршня заполнен маслом. При движении поршня масло должно перетекать с одной стороны на другую. Если масло густое, а отверстие маленькое — этот процесс требует времени, общая вязкость амортизатора будет большой. И наоборот, соответственно. Картинок в википедии полно.

Здесь и далее я буду пользоваться термином «вязкость амортизатора», хотя всем привычнее «жесткость». Жесткость легко спутать с пружиной, кроме того, в случае амортизатора, это не совсем корректно.

Что все это значит для конечного пользователя? Вязкий амортизатор при быстром сжатии-растяжении превращается в жесткую палку, невязкий амортизатор практически не оказывает сопротивления сжатию-растяжению.

Помимо вязкости, у амортизаторов есть еще один параметр — ход, максимально возможное перемещение поршня. В отличие от пружин, жесткость и рабочий ход которых являются независимыми параметрами, у амортизаторов они связаны. То есть, чем больше ход при сжатии, тем больше сопротивление.

Поясню на примере. У вас установлен невязкий амортизатор с большим ходом. Вы проезжаете неровность на асфальте, высотой в 1 сантиметр, с постоянной скоростью 60 км/ч. Для амортизатора это ерундовое сжатие, он будет сжиматься практически без сопротивления — то есть для данного препятствия его вязкость близка к нулю.

А теперь вы проезжаете бугор в 10 сантиметров с той же скоростью. Получается, что колесо и подвеска должны получить за то же самое время в 10 раз большее перемещение, соответственно и скорость сжатия возрастает в 10 раз, и сопротивление амортизатора становится в 10 раз больше.

Если у вас установлен вязкий короткоходный амортизатор, то неровность в 1 сантиметр для Вас будет ощутима, а 10 сантиметров амортизатор просто не успеет отработать — станет жесткой палкой и напрямую передаст удар на кузов.

Теперь рассмотрим отбой — обратный ход . Невязкий длинный амортизатор сохранит контакт с дорогой в обоих случаях. Вязкий короткий амортизатор не даст пружине прижать колесо обратно к дороге, и оно отправится в полет.

Рабочий ход НИКОГДА не должен быть меньше геометрического хода подвески. Представим себе, что мы сняли пружину и оставили только амортизатор. В этом случае шток амортизатора через поршень упрется в его дно, и весь вес автомобиля будет приложен к штоку. В общем-то, это не так страшно, однако во избежание повреждения клапанов на рычагах ставят ограничители хода сжатия.

А теперь поднимем машину. Подвеска идет вниз, преодолевая сопротивление сайлентблоков. Через некоторое время колесо и рычаги повиснут на амортизаторе. Вот это уже куда опаснее, так как сейчас на разрыв работает крепление штока к поршню. Если оно не выдержит — амортизатор порвется и просто перестанет работать. Веса колеса для этого недостаточно, но если добавить еще усилие от пружины, то проблем не избежать.

Попробуем представить графически параметры амортизаторов.

Самый вязкий амортизатор нужен автомобилю, который в принципе с неровностями не сталкивается, для которого принципиальна стабильность кузова — для гоночного автомобиля. На мельчайших неровностях такой амортизатор создаст ощущение стиральной доски. При прохождении даже мелких неровностей на скорости — колесо будет отрываться от земли. Зато никакого раскачивания и кренов в поворотах.

Самый мягкий амортизатор нужен самому легкому автомобилю с максимальным ходом подвески — ему нужно, что подвеска успевала отрабатывать неровности рельефа, при этом даже небольшое сопротивление для его веса будет заметно.

Чем тяжелее автомобиль — тем более вязкий амортизатор ему нужен.

Я намеренно не хочу лезть в достижения прогресса в этой области. Одно- и двухкамерные, масляные и газомасляные, с переменной вязкостью и все прочее оставим производителям. Основной принцип работы у них один.

СОВМЕСТНАЯ РАБОТА

Два вышеупомянутых элемента в подвеске соединены параллельно — то есть к ним прикладывается равное усилие от веса автомобиля и реакции покрытия, а уже они делят его между собой. Задача пружины — воспринимать усилие. Задача амортизатора — регулировать скорость деформирования. В механике такое соединение известно под названием вязко-упругой модели Кельвина-Фойгта.

Данная модель описывается дифференциальным уравнением, которое в обозначениях школьной физики выглядит так:

F = k*x(t) + η*dx(t)/dt

Данная модель имеет зависимость от скорости нагружения, поэтому рассмотрим два крайних случая. При бесконечно медленном нагружении, вязкий элемент не оказывает никакого сопротивления, вся нагрузка воспринимается упругим элементом. При бесконечно быстром нагружении вязкий элемент становится бесконечно жестким, упругий элемент в работу не включается вовсе. Однако через некоторое время нагрузка постепенно перераспределяется на упругий элемент, а вязкий из работы выключается. Вот и все.

Из этого уравнения следует еще одна важная диаграмма.

Из-за наличия вязкости деформирование становится нелинейным — при приложении усилия сжатие начинается не сразу, а при снятии усилия — не сразу начинается обратный ход. Петля, которая получается, называется петлей гистерезиса. Чем больше ее площадь, тем больше энергии поглотит подвеска, тем меньше перейдет на кузов вследствие удара.

Анализ этой диаграммы показывает, что в целях повышения энергоемкости нужно увеличивать площадь гистерезиса. Очевидно, что для этого либо следует увеличить кривизну (увеличив вязкость), либо увеличить ход. Проблема в том, что увеличивая вязкость вы, наоборот, уменьшаете ход при прочих равных (той же скорости прохождения препятствия). Поэтому для повышения энергоемкости нужно выбирать амортизатор с умеренной вязкостью, но большим ходом.

Как эта связка работает в машине? Вы поставили новую подвеску, опустили машину на колеса. Через несколько мгновений пружина приняла на себя полностью ее вес.

При проезде бугров возникает удар в подвеску, подвеска должна сократить длину. Пружина сделала бы это мгновенно, но ей не дает амортизатор. Если скорость проезда низкая, то вся энергия будет поглощена упругим сжатием пружины, до машины удар не дойдет. По мере роста скорости все меньшая часть успеет поглотиться подвеской, вплоть до жесткого удара в кузов. Чем больше вязкость амортизатора — тем меньше скорость прохождения препятствий.

При проезде ям подвеска должна увеличить длину. Если вязкость амортизатора низкая, то пружина за счет упругости легко это сделает. Если вязкость большая, то он сработает как растянутый жесткий стержень и не даст колесу достичь покрытия. При этом машина движется вперед, колесо летит над дорогой.

Еще один важный момент: комфортность передвижения. Комфортной будет подвеска, которая проглатывает все неровности и не передает их на кузов, однако такая подвеска плохо сопротивляется раскачиванию и наклону кузова при прохождении поворотов. Особенно это заметно в случае высоких и тяжелых автомобилей.
Частично эту проблему решает использование амортизаторов с переменной жесткостью в различных направлениях, это позволяет и сохранить мягкость при первом цикле, и быстро погасить колебания при последующих.

ВЫВОДЫ

У подвески две задачи: проглатывать неровности и сохранять управляемость. К сожалению, как это часто бывает, способы их решения противоположны. Энергоемкая, комфортная подвеска, будет валкой на дороге. Жесткая подвеска с хорошей управляемостью будет долбить в позвоночник. Попробую коротко резюмировать весь текст.

Для плохих дорог необходима энергоемкая подвеска. Энергоемкость повышается в первую очередь за счет величины рабочего хода пружины, чем больше ход, тем комфортнее подвеска.

Чем меньше вязкость амортизатора, тем проще подвеске постоянно сохранять контакт колеса с дорогой. При этом увеличивается склонность машины к раскачиванию вследствие инерционных сил.

Вязкие амортизаторы предотвращают раскачивание вследствие инерционных сил, однако ухудшают условия контакта колеса с НЕРОВНОЙ дорогой, так как не дают подвеске отрабатывать неровности.

На идеально ровных покрытиях вязкие амортизаторы, наоборот, обеспечивают плотный контакт колеса с дорогой за счет большей жесткости подвески в целом.

Один и тот же амортизатор для тяжелого автомобиля будет менее жестким, а для легкого более жестким.

Рекомендации по подбору элементов

Рабочий ход пружины не должен быть меньше геометрического хода подвески.

Рабочий ход амортизатора ни в коем случае не должен быть меньше рабочего хода пружины.

Жесткость пружины должна быть подобрана исходя из веса автомобиля и нагрузок на подвеску от дорожного покрытия так, чтобы максимально полно использовался ее рабочий ход.

Вязкость амортизатора должна быть подобрана исходя из веса автомобиля и рабочего хода пружины так, чтобы во всем диапазоне ускорений подвески пружина успевала сжиматься.

А самый главный вывод такой:
Пружина и амортизатор — это подобранная ПАРА элементов, изменение параметров одного из них приведет к дестабилизации работы подвески, и от балды этого делать нельзя.

Очень жаль, что производители автозапчастей, в особенности тюнинга, не снабжают свою продукцию конкретными графиками и числовыми показателями, а ограничиваются только маркетинговыми фразами и описанием инновационных технологий.

Надеюсь, что данный материал кому-нибудь пригодится и поможет на базовом уровне понять закономерности работы автомобильной подвески.

При копировании прошу ссылаться на меня — все написанное это хоть и примитивное, но самостоятельное исследование.

Лада Приора Универсал люкс ›
Бортжурнал ›
Замена буфера хода сжатия без снятия передней стойки.

Новый

Разорвало у меня на машине буфер хода сжатия. Выбрал погоду по-лучше (где-то -5) и решил заменить.
Стойку не снимал. Открутил только стойку стабилизатора от рычага. Тогда пружина растягивается почти полностью. Само собой надо открутить еще и шток амортизатора от верхней опоры. Только не вздумайте это делать на вытянутой пружине. Я делал так:
1. Поднял авто на домкрате и снял колесо. Немного отпустил домкрат, чтобы стабилизатор не был натянут.
2. Открутил стойку стабилизатора от рычага.
3. Поставил снова колесо на место, на один болт.
4. Опустил домкрат полностью, чтобы сжалась пружина.
5. Открутил с помощью шестигранника и рожкового ключа на 22 шток амортизатора.
6. Поднял домкрат до тех пор пока колесо не оторвалось от земли. Затем подставил под машину страховочную подставку и снял колесо.
7. Опускаем шток амортизатора вниз и снимаем пыльник амортизатора между витками пружины.
8. Вставляем в пыльник новый буфер и все это вместе просовываем между витками пружины и ставим на место.
Колесо снова поставил на один болт. А вот дальше началось самое интересное:
9. Чтобы вытянуть шток амортизатора вверх надел на него шайбу и наживил гайку, чтобы было легче вытянуть шток.
10. После того как шток вытянут, снимаем гайку. Далее, опуская авто с домкрата сжимаем пружину и пытаемся попасть штоком амортизатора в опору. Я раз десять так пробовал — не получилось.
11.В итоге достал из багажника стяжки для пружин. Стянул пружины.
12. Снял опору стойки. Опора в отличном состоянии Anvis.
13. Разобрал подшипник опоры VBF. Смазки там уже практически не было. Её было больше снаружи подшипника. Набил туда Литол 24. Все это собрал на место.
14. Одел опору на пружину и шток, наживил гайку штока.
15. Далее уже пришлось попадать шпильками опоры в отверстия в кузове. Это гораздо проще. Главное соблюдать направления стрелочек. Они должны смотреть вперед и назад, а не по бокам.
16. Опустил домкрат, чтобы сжалась пружина. Снял стяжки.
17. Протянул опору стойки и шток амортизатора.
18. Поставил стойку стабилизатора на место. Вот вроде и все.

Полный размер

То что осталось от родного демпфера
P.S. Добавил пару фото.

Полный размер

Чтобы стойка сильней опустилась вниз, открутил стойку стабилизатора.

Полный размер

Стягиваем пружину прямо на месте, не снимая с машины. Только стягивать надо сильно, чтобы потом легче было вставить шток амортизатора в опору.>Буферы хода сжатия передней и задней подвески SS20 для а/м ВАЗ 2108-10 и их модификации

Дополнительный отбойник (буфер сжатия)

Дополнительный резиновый отбойник был разработан ООО НПП «Система Технологий» как вторая ступень жесткости буфера сжатия (штатного отбойника) передней амортизаторной стойки.
Конструкция запатентована и может быть применена при разработке и проектировании любых буферных устройств для увеличения эффективности гашения ударной нагрузки по согласованию с ООО НПП «Система Технологий».
1. Дополнительный отбойник SS20.
2. Штатный отбойник.
Работая в подвеске, отбойник сжимается до высоты одного звена. Дальнейшее сжатие отбойника приводит к его раздавливанию вплоть до разрушения. Это может происходить при сильных ударах по подвеске от неровностей дороги, и в этом случае Вы слышите жесткие удары вплоть до металлических.

Получилась вторая ступень сжатия отбойника, и теперь двухступенчатый отбойник может выдержать удар в 5 раз больше.

Изменение упругости подвески

Применяемые отбойники

Различное сочетание отбойников дает возможность:

• изменять упругость подвески;
• уменьшать крен на крутых поворотах;
• исключать критические удары в подвеске;
• изменять высоту автомобиля.

Отбойники резиновые SS20 высокой жесткости.
Штатные отбойники пенополиуретановые, производства ОАО «Пластик» (Сызрань)

Обычно мы используем отбойники:

• различной длины и формы — что определяет линейность или нелинейность характеристики и долговечность их работы;
• различной жесткости — для гашения колебаний автомобилей различного веса и различного класса (спорт, бизнес, средний, малый);
• пенополиуретановые — наилучший результат механической и химической стойкости, хорошо работает в отрицательных температурах, недостатки — частичная гигроскопичность;
• резиновые — из бензомаслостойкой резины — высокая жесткост, хорошая энергоемкость, низкая цена, недостатки — при температурах ниже -10°С происходит значительное увеличение жесткости.

Работа штатного отбойника

Буфер сжатия (отбойник) предназначен для увеличения упругости подвески при сильном её сжатии для избежания металлического удара — «пробоя» (рис. 1).
Фактически, отбойник — это дополнительная пружина со свойствами поглощения энергии удара, вступающая в работу при большой загрузке автомобиля или наезде на неровность.
Штатные отбойники 2108 и 2110 при сильных ударах (наезд на бордюр с хорошей скоростью) могут сжиматься в 4-5 раз, вплоть до разрушения. При этом происходит удар по нижнему клапану стойки и выход ее из строя (график на рис. 2).

Предотвращение «пробоя» амортизатора

Упругую характеристику подвески, а значит и ее сопротивляемость «пробою» можно улучшить, установив более жесткий или дополнительный отбойник (буфер сжатия).

При сильном ударе по подвеске на сжатие: штатный отбойник сжимается практически полностью. Резиновый демпфер опоры выдавливается, частично поглощая резкий удар большой силы. Дополнительный отбойник SS20 сожмется на половину своей высоты, так же поглощая энергию удара, но полного сжатия амортизатора до удара по нижнему клапану не произойдет. Предотвращаются критические удары, повышается безопасность и надежность элементов подвески в целом.

Изменение упругости подвески
с помощью изменения длины и упругости отбойника (буфера сжатия)

Сначала сделаем замеры подвески до её ремонта и внесения каких-либо изменений:
1) Сделайте замер расстояния S1 от центра ступичного подшипника до края крыла колесной арки (автомобиль при этом должен стоять под собственным весом на ровной горизонтальной площадке);
2) Поднимите автомобиль на подъёмнике или с помощью домкрата, и сделайте второй замер расстояния S2 при вывешенном колесе. Разница между замерами A=S2-S1 будет определять величину сжатия пружины и амортстойки под весом автомобиля, другими словами Вы определили среднюю рабочую точку штока.
3) Демонтируйте амортизаторную стойку. Выдвинув полностью шток, оденьте отбойник на шток вровень с верхней кромкой (Рис 1). Задвиньте шток в амортизатор на расстояние A, и Вы увидите на каком расстоянии H находится нижний край отбойника от корпуса амортизаторной стойки когда автомобиль стоит на колесах.
A = S2(вывешенное колесо) — S1(под весом автомобиля)
H = B(полный выход штока) — C(высота отбойника) — A

Распределение отбойников по высоте и упругости

Пример: Снимем размеры с ВАЗ 2110 (заводская комплектация) по вышеприведенной схеме:

S1=380 мм — высота при нагруженной весом автомобиля подвеске
S2=455 мм — высота при вывешенных колесах
А=455-380=75 мм — сжатие пружины под весом автомобиля
В=180 мм — полный выход штока
С=100 мм — высота отбойника ВАЗ 2110
Н=180-100-75=5 мм — расстояние между отбойником и корпусом стойки
Это значит, что на стоящем автомобиле отбойник почти касается корпуса стойки и начинает работать с самого начала движения авто. При таком режиме работы некачественный отбойник быстро разрушается и появляется вероятность «пробоя подвески». В дополнение можно отметить, что на отбойник попадают частицы масла из амортизатора, что так же негативно сказывается на его долговечност. Качественный отбойник выдерживает миллионы циклов сжатия.

К отбойнику 2110 добавим дополнительный отбойник SS20, тогда:

С=125 мм — суммарная высота отбойников 2110 и SS20
Н=180-125-75 = — 20 мм
Т. е. на стоящем автомобиле отбойник сжат на 20 мм. Вес автомобиля ложится как на пружину, так и на отбойник. Сила упругости отбойника F = 25 кг — приподнимет автомобиль на высоту, пропорциональную этой силе (примерно 10 мм). Упругость подвески увеличится.

Вместо отбойника 2110 установим отбойник 2108 совместно с отбойником SS20:

С=103 мм — суммарная высота отбойников 2108 и SS20
Н=180-103-75 = 2 мм
Предварительного сжатия отбойника весом авто нет, при небольших амплитудах подвески её упругость будет как со штатным отбойником, а при сильном сжатии вероятность «пробоя» снижается за счет более жесткого дополнительного отбойника.

Следует учесть, что при установке на автомобиль заниженных (подрезанных) пружин уменьшается высота S1, что приводит к уменьшению расстояния Н и, соответственно, к увеличению упругости подвески даже со штатными отбойниками.

Из счетчика Гейгера, спичек и ардуины. Часть первая — теория

Давно не проблема купить прибор под условным названием «бытовой дозиметр» (были б деньги — в этом смысле, Фукусима радиофобам и радиофилам (TM) подгадила), но думаю, что этот прибор было бы интересно сделать своими руками.

Сердцем нашего прибора будет счетчик Гейгера. Мы знаем, конечно, что у этого детектора есть куча недостатков и вообще «прибор должен быть сцинтилляционным», но сцинтилляционный радиометр существенно сложнее и у меня под него задуман следующий пост. Тем более, у счетчика Гейгера-Мюллера есть и ряд неоспоримых достоинств.
Итак, начнем.

Детектор

Итак, счетчик Гейгера-Мюллера. (рис.1) Простейшее устройство, состоящее из двух электродов, помещенных в газовую среду при низком давлении — катод, имеющий большую площадь, и анод в виде более-менее тонкой проволоки, создающий локальное поле большой напряженности. в котором развивается процесс размножения ионов, за счет которого единственная ионная пара может вызвать мощную лавину ионизации и зажигание самостоятельного разряда.
Рис. 1. Счетчик Гейгера-Мюллера. 1 — анод, 2 — катод, 3 — баллон, 4 — вывод катода, 5, 6 — пружины, натягивающие нить катода.
По сути счетчик работает, как тиратрон с холодным катодом, только разряд в нем зажигается от ионизации, вызванной не импульсом с сетки, а пролетевшей через газ заряженной частицей. После того, как разряд загорелся, его нужно погасить либо снятием с анода напряжения, либо… Либо он погаснет сам. Но для этого в газовую среду счетчика надо ввести что-то, что под действием разряда перейдет в форму, которая сделает газ непрозрачным для ультрафиолетового излучения и из-за этого исчезнет один из факторов поддержания самостоятельного разряда — фотоэлектронная эмиссия. Таких добавок две: спирт и галогены (хлор, бром и йод). Первый в разряде разлагается, превращаясь, грубо говоря, в сажу, и потом обратно в спирт не превращается, и через несколько десятков тысяч импульсов кончится и счетчику конец. А галогены становятся из молекулярных атомарными, причем процесс обратим. Они тоже кончаются — из-за того, что атомарные галогены с легкостью реагируют со всем попало, включая стенки счетчика, но чаще они успевают рекомбинировать друг с другом, поэтому галогенные счетчики гораздо более долговечны, выдерживая миллиарды импульсов. Нас интересуют в первую очередь галогенные счетчики, потому что:
а) они долговечнее,
б) они работают при 400-500 В, а не при полутора тысячах, как спиртовые,
в) они просто наиболее распространены.
В таблице 1 я привел несколько распространенных счетчиков Гейгера и их основные параметры.
Таблица 1.

Основные параметры некоторых счетчиков Гейгера-Мюллера.
Примечания: 1 — чувствительность к альфа-излучению не регламентирована; 2 — мелкосерийный счетчик, данные по нему скудны.

Чувствительность

Выбирая счетчик Гейгера для нашего дозиметра, нужно в первую очередь смотреть на его чувствительность. Ведь вряд ли вы хотите прибор, который что-то покажет только там, где пару часов назад взорвалась «Кузькина мать». А таких счетчиков, между тем, предостаточно, и за их почти полной бесполезностью для обывателя, они очень дешево стоят. Это всевозможные СИ-3БГ, СИ-13Г и прочие «счетчики судного дня», стоящие в армейских дозиметрах для работы на верхнем пределе измерений. Чем счетчик чувствительнее, тем больше импульсов в секунду он при одном и том же уровне радиации даст. Классический счетчик СБМ-20 (он же более ранних выпусков носил название СТС-5), который традиционно ставили во все перестроечно-постчернобыльские «трещалки», при естественном фоне в 12 мкР/ч дает около 18 импульсов в минуту. От этой цифры удобно плясать, считая чувствительность счетчика в «СБМ-20».
Что нам дает чувствительность счетчика? Точность и скорость реакции. Дело в том, что частицы радиоактивных излучений прилетают к нам не по расписанию, а как придется, да и счетчик какую-то из них пропустит, а от какой-то сработает (от фотонов гамма-излучения — примерно от одного из нескольких сотен). Так что импульсы от счетчика Гейгера (да и от любого счетного детектора радиации) идут в абсолютно случайные моменты времени с непредсказуемыми интервалами между ними. И посчитав количество импульсов в одну минуту, другую, третью — мы получим различные значения. И среднеквадратичное отклонение этих значений, то есть погрешность определения скорости счета, будет пропорционален квадратному корню из числа зарегистрированных импульсов. Чем больше будет импульсов, тем меньше будет относительная (в процентах от измеряемой величины) погрешность их счета: .
Когда у нас детектор — упомянутый «эталонный» СБМ-20, а время счета — 40 секунд (так делали в простых бытовых дозиметрах, непосредственно показывая число сосчитанных импульсов в качестве уровня мощности дозы в мкР/ч), на естественном фоне количество импульсов — ~10 штук. А это значит, что среднеквадратическое отклонение — около трех. А погрешность при 95% доверительной вероятности — вдвое больше, то есть 6 импульсов. Таким образом, мы имеем грустную картинку: показания дозиметра 10 мкР/ч означают, что мощность дозы составляет где-то от 4 до 16 мкР/ч. А об обнаружении аномалии мы сможем говорить только когда дозиметр покажет отклонение в три сигмы, то есть больше 20 мкР/ч…
Чтобы точность увеличить, можно увеличить время счета. Если мы сделаем его три минуты, то есть в четыре раза больше, мы учетверим и число импульсов, а значит, удвоим точность. Но тогда мы потеряем реакцию прибора на короткие всплески излучения, например, на прошедшего мимо вас «вашего сиятельства» после сцинтиграфии или радиойодтерапии или наоборот, когда вы проходите на радиобазаре мимо часов с СПД. А взяв вчетверо более чувствительный детектор (4 параллельно соединенных СБМ-20, один СБМ-19, СБТ-10 или СИ-8Б) и оставив то же время измерения, мы и точность повысим, и скорость реакции сохраним.

Альфа, бета, гамма и конструкция счетчиков

Альфа-излучение задерживается бумажкой. Бета-излучение можно экранировать листом оргстекла. А от жесткого гамма-излучения нужно строить стену из свинцовых кирпичей. Это знают, пожалуй, все. И все это имеет прямое отношение к счетчикам Гейгера: чтобы он почувствовал излучение, нужно, чтобы оно, как минимум, проникло внутрь. А еще оно должно не пролететь навылет, как нейтрино сквозь Землю.
Счетчик типа СБМ-20 (и его старший брат СБМ-19 и младшие СБМ-10 и СБМ-21) имеют металлический корпус, в котором нет никаких специальных входных окон. Из этого вытекает, что ни о какой чувствительности к альфа-излучению речи не идет. Бета-лучи он чувствует достаточно неплохо, но только если они достаточно жесткие, чтобы проникнуть внутрь. Это где-то от 300 кэВ. А вот гамма-излучение он чувствует, начиная с пары десятков кэВ.
А счетчики СБТ-10 и СИ-8Б (а также новомодные и малодоступные из-за ломовых цен Бета-1,2 и 5) вместо сплошной стальной оболочки имеют обширное окно из тонкой слюды. Через это окно способны проникнуть бета-частицы с энергией свыше 100-150 кэВ, что позволяет увидеть загрязнение углеродом-14, которое абсолютно невидимо для стальных счетчиков. Также окно из слюды позволяет счетчику чувствовать альфа-частицы. Правда, в отношении последних надо смотреть на толщину слюды конкретных счетчиков. Так, СБТ-10 с его толстой слюдой его практически не видит, а у Беты-1 и 2 слюда тоньше, что дает эффективность регистрации альфа-частиц плутония-239 около 20%. СИ-8Б — где-то посередине между ними.
А вот теперь что касается пролета насквозь. Дело в том, что альфа- и бета-частицы счетчик Гейгера регистрирует практически все, что смогли проникнуть внутрь. А вот с гамма-квантами все печально. Чтобы гамма-квант вызвал импульс в счетчике, он должен выбить из его стенки электрон. Этот электрон должен преодолеть толщу металла от точки, где произошло взаимодействие, до внутренней поверхности, и поэтому «рабочий объем» детектора, где происходит его взаимодействие с фотонами гамма-излучения — это тончайший, в несколько микрон, слой металла. Отсюда ясно, что эффективность счетчика для гамма-излучения очень мала — в сто и более раз меньше, чем для бета-излучения.

Питание

Для работы счетчик Гейгера требует высоковольтного питания. Типичные галогенные приборы советского-российского производства требуют напряжения около 400 В, многие западные счетчики рассчитаны на 500 или 900 В. Некоторые счетчики требуют напряжения до полутора киловольт — это старые счетчики со спиртовым гашением типа МС и ВС, счетчики рентгеновского излучения для рентгеноструктурного анализа, нейтронные. Нас они не будут сильно интересовать. Питание на счетчик подается через балластное сопротивление в несколько мегаом — оно ограничивает импульс тока и снижает напряжение на счетчике после прохождения импульса, облегчая гашение. Величина этого сопротивления приводится в справочных данных на конкретный прибор — его слишком малая величина сокращает жизнь детектора, а слишком большая — увеличивает мертвое время. Обычно его можно взять около 5 МОм.
При увеличении напряжения от нуля счетчик Гейгера сначала работает, как обыкновенная ионизационная камера, а затем, как пропорциональный счетчик: каждая из пар ионов, которые образовались при пролете частицы, порождает небольшую ионов, увеличивая ионный ток в сотни и тысячи раз. При этом на нагрузочном сопротивлении в цепи счетчика уже можно обнаружить очень слабые, измеряемые милливольтами, импульсы. С ростом напряжения лавины становятся все больше, и в какой-то момент самые сильные из них начинают поддерживать сами себя, зажигая самостоятельный разряд. В этот момент вместо слабых, милливольтовых импульсов от лавин, проходящих через межэлектродное пространство и исчезающих на электродах, появляются гигантские, амплитудой в несколько десятков вольт! И их частота с ростом напряжения быстро растет, пока вспышку разряда не начнет вызывать каждая лавина Очевидно, что при дальнейшем росте напряжения скорость счета должна перестать расти. Так оно и происходит: на зависимости чувствительности от напряжения наблюдается плато.
Все же рост напряжения не оставляет скорость счета неизменной: разряд может возникнуть и просто так, от спонтанной эмиссии. И с ростом напряжения вероятность такого разряда только увеличивается. Поэтому плато получается наклонным, а начиная с некоторого напряжения скорость счета начинает быстро расти, а затем разряд переходит в непрерывный. В таком режиме, понятное дело, счетчик не только не выполняет своей функции, но и быстро выходит из строя.
Рис. 2. Зависимость скорости счета счетчика Гейгера от напряжения питания.
Наличие плато существенно облегчает питание счетчика Гейгера — ему не требуются высокостабильные источники высокого напряжения, какие требуются для сцинтилляционных счетчиков. Длина этого плато для низковольтных счетчиков — 80-100 В. Во многих советских бытовых дозиметрах кооперативного происхождения и практически во всех любительских конструкциях того времени питание счетчика было сделано от преобразователя напряжения на основе блокинг-генератора без всякого намека на стабилизацию. Расчет был таким: при свежей батарейке напряжение на аноде счетчика соответствовало верхней границе плато, так что нижней границы плато высокое напряжение достигало уже при изрядно разряженной батарейке.

Фон и мертвое время

Любой детектор любого излучения всегда имеет некоторый темновой сигнал, регистрируемый, когда на детектор не падает никакое излучение. Счетчик Гейгера-Мюллера — не исключение. Одним из источников темнового фона является упоминавшаяся выше спонтанная эмиссия. Вторым — радиоактивность самого счетчика, что особенно актуально для счетчиков со слюдяным окном, так как природная слюда неизбежно содержит примеси урана и тория. И если последняя практически не зависит ни от чего и является константой для данного экземпляра детектора, то фон от спонтанной эмиссии зависит от величины высокого напряжения, температуры, «возраста» счетчика. Из-за этого становится плохой идеей питать нестабилизированным напряжением счетчик, которым мы будем пользоваться в основном при измерениях низких уровней радиации: собственный фон счетчика от напряжения питания зависит весьма существенно.

Скорость счета от собственного фона достигает у счетчиков Гейгера уровня, соответствующего 3-10 мкР/ч, то есть составляет заметную долю скорости счета при нормальной радиационной обстановке. Особенно велик фон у слюдяных датчиков — СБТ-10, СИ-8Б, «Бета». Так что его обязательно нужно вычитать из результатов измерения. Но для этого его нужно знать. Справочник тут не поможет: там приведены лишь максимальные значения. Чтобы собственный фон измерить, нужен свинцовый «домик» толщиной не менее 5 см, при этом внутреннюю поверхность нужно покрыть листами меди толщиной 2-3 мм и 5 мм оргстеклом. Дело в том, что «домик» будет находиться под обстрелом космических лучей, которые делают сам домик источником рентгеновского излучения, главным образом в характеристических линиях свинца. И если сделать защиту только из свинца, это флюоресцентное «свечение» и «увидит» счетчик — вместо полной «темноты». А оргстекло нужно от выбиваемых той же космикой из свинца и меди электронов, энергия которых тоже достаточна для обнаружения счетчиком Гейгера.
При измерении фона следует учитывать, что свинцовый «домик» не оказывает никакого препятствия для космических мюонов. Их поток составляет ~0,015 . Например, через счетчик СБМ-20 эффективной площадью ~8 пройдет 0,12 или 7,2 . Из-за большой энергии эффективность регистрации космических мюонов практически любым счетчиком Гейгера можно принимать за 100%, и эту величину следует вычесть из темнового фона.
Если собственный фон — источник погрешностей при низких уровнях, то мертвое время сказывается при больших уровнях радиации. Сущность явления состоит в том, что сразу после импульса емкость счетчика еще не зарядилась до первоначального напряжения через нагрузочное сопротивление. Кроме того, в счетчике только погас разряд — но гасящая присадка еще не успела вернуться в первоначальное состояние. Поэтому у счетчика на 150-200 мкс возникает состояние, когда он оказывается нечувствителен к следующей частице, после чего он постепенно восстанавливает чувствительность. (рис. 3)
Рис. 3. Мертвое время счетчика Гейгера
Поправка на мертвое время находится по формуле:

где m и n, соответственно, измеренная и скорректированная скорости счета, а — мертвое время.
При очень больших уровнях радиации у многих счетчиков Гейгера (тут еще зависит и от остальной схемы) наступает неприятный и опасный эффект: постоянная ионизация мешает формироваться отдельным импульсам. Счетчик начинает непрерывно «гореть» постоянным разрядом и скорость счета резко падает до очень малой величины. Вместо того, чтобы зашкалить, дозиметр показывает какие-то умеренно-повышенные, а то и почти нормальные цифры. А тем временем вокруг светят десятки и сотни рентген в час и надо бы бежать, но вы успокоены показаниями дозиметра. Именно поэтому в армейских дозиметрах почти всегда есть помимо основного чувствительного — счетчик «судного дня», очень малочувствительный, но зато способный переварить тысячи Р/ч.

От скорости счета к дозе. Ход с жесткостью и прочие нехорошие вещи

Вообще говоря, счетчик Гейгера не измеряет мощность дозы. Мы получаем лишь скорость счета — сколько импульсов в минуту или секунду выдал счетчик. К дозе — энергии, поглощенной в одном килограмме человеческого тела (или еще чего-либо) это имеет весьма отдаленное отношение. В первую очередь — в связи с принципом действия: счетчику Гейгера абсолютно плевать на природу частицы и ее энергию. Импульсы от фотонов любой энергии, бета-частиц, мюонов, позитронов, протонов — будут одинаковыми. А вот эффективность регистрации — разная.
Как уже я говорил, бета-излучение счетчик Гейгера регистрирует с эффективностью в десятки процентов. А гамма-гамма-кванты — только доли процента. И все это напоминает складывание метров с килограммами, да еще и с произвольно взятыми коэффициентами. Вдобавок, чувствительность счетчика к гамма-излучению неодинакова при разных энергиях (рис.4). Дозовая чувствительность к излучению разных энергий может отличаться почти на порядок. Природа этого явления понятна: гамма-излучение низкой энергии имеет гораздо больший шанс поглотиться тонким слоем вещества, поэтому чем энергия ниже, тем выше эффективность (пока не начнет сказываться поглощение в стенках счетчика). В области же высоких энергий наоборот: с ростом энергии эффективность регистрации растет, что является среди детекторов ионизирующего излучения достаточно необычным явлением.
Рис. 4. Энергетическая зависимость дозовой чувствительности счетчика Гейгера-Мюллера (слева) и результат ее компенсации с помощью фильтра.
К счастью, при высоких энергиях (выше 0,5-1 МэВ) эффективность счетчика Гейгера к гамма-излучению почти пропорциональна энергии. А значит, энергетическая зависимость дозовой чувствительности там невелика. А горб при малых энергиях легко убрать с помощью фильтра из свинца толщиной около 0,5 мм. Толщина фильтра подбирается таким образом, чтобы при энергии, соответствующей максимальной чувствительности детектора (это 50-100 кэВ в зависимости от толщины входного окна детектора) кратность поглощения составляла бы величину этого пика. Чем энергия больше, тем меньше поглощения в свинце, и при 500-1000 кэВ, где чувствительность детектора выравнивается сама, оно уже практически незаметно.
Более точной коррекции можно добиться, используя многослойный фильтр из разных металлов, который нужно подбирать к конкретному счетчику.
Такой фильтр сокращает «ход с жесткостью» до величины в 15-20% во всем диапазоне 50-3000 кэВ и превращает показометр (ну ладно, поисковый радиометр-индикатор) в дозиметр.
Такой фильтр обычно делают съемным, поскольку он делает датчик нечувствительным к альфа- и бета-излучению.

***

В общем-то, это все, что нужно знать про счетчик Гейгера-Мюллера конструктору приборов на его основе. Как видите, прибор и впрямь несложный, хотя ряд тонкостей имеется. В следующей серии мы на его основе что-нибудь полезное сконструируем.

Приложение 4. Счетчики Гейгера

Приложение 4

Счетчики Гейгера

Счетчики Гейгера-Мюллера — самые распространенные детекторы (датчики) ионизирующего излучения. До сих пор им, изобретенным в самом начале нашего века для нужд зарождающейся ядерной физики, нет, как это ни странно, скольконибудь полноценной замены.

В своей основе счетчик Гейгера очень прост. В хорошо вакуумированный герметичный баллон с двумя электродами введена газовая смесь, состоящая в основном из легко ионизируемых неона и аргона. Баллон может быть стеклянным, металлическим и др. Обычно счетчи- ки воспринимают излучение всей своей поверхностью, но существуют

Рис. П4.1. Включение счетчика Гейгера

и такие, у которых для этого в баллоне предусмотрено специальное «окно». К электродам прикладывают высокое напряжение U^ (рис. П4.1), которое само по себе не вызывает каких-либо разрядных явлений. В этом состоянии счетчик будет пребывать до тех пор, пока в его газовой среде не возникнет центр ионизации — след из ионов и электронов, порождаемый пришедшей извне ионизирующей частицей. Первичные электроны, ускоряясь в электрическом поле, ионизируют «по дороге» другие молекулы газовой среды, порождая все новые и новые электроны и ионы. Развиваясь лавинообразно, этот процесс завершается образованием в межэлектродном пространстве электронноионного облака, резко увеличивающего его проводимость. В газовой среде счетчика возникает разряд, видимый (если баллон прозрачный) даже простым глазом.

Обратный процесс — возвращение газовой среды в ее исходное состояние в так называемых галогеновых счетчиках — происходит само собой. В действие вступают галогены (обычно хлор или бром), в небольшом количестве содержащиеся в газовой среде, которые способствуют интенсивной рекомбинации зарядов. Но этот процесс идет значительно медленнее. Отрезок времени, необходимый для восстановления радиационной чувствительности счетчика Гейгера и фактически определяющий его быстродействие — «мертвое» время — является важной его паспортной характеристикой.

Такие счетчики называют галогеновыми самогасящимися. Отличаясь самым низким напряжением питания, превосходными параметрами выходного сигнала и достаточно высоким быстродействием, они оказались особенно удобными для применения в качестве датчиков ионизирующего излучения в бытовых приборах радиационного контроля.

Счетчики Гейгера способны реагировать на самые разные виды ионизирующего излучения — a, b, g, ультрафиолетовое, рентгеновское, нейтронное. Но реальная спектральная чувствительность счетчика в значительной мере зависит от его конструкции. Так, входное окно счетчика, чувствительного к a- и мягкому b-излучению, должно быть очень тонким; для этого обычно используют слюду толщиной 3…10 мкм. Баллон счетчика, реагирующего на жесткое b- и g-излучение, имеет обычно форму цилиндра с толщиной стенки

Рис. П4.2. Зависимость скорости счета or напряжения питания в счетчике Гейгера

0,05….0,06 мм (он служит и като- дом счетчика). Окно рентгеновского счетчика изготавливают из бериллия, а ультрафиолетового — из кварцевого стекла.

В счетчик нейтронов вводят бор, при взаимодействии с которым поток нейтронов преобразуется в легко регистрируемые a- частицы. Фотонное излучение — ультрафиолетовое, рентгеновское, g-излучение — счетчики Гейгера воспринимают опосредованно — через фотоэффект, комптон-эффект, эффект рождения пар; в каждом случае происходит преобразование взаимодействующего с веществом катода излучения в поток электронов.

Каждая фиксируемая счетчиком частица вызывает появление в его выходной цепи короткого импульса. Число импульсов, возникающих в единицу времени, — скорость счета счетчика Гейгера — зависит от уровня ионизирующей радиации и напряжения на его электродах. Типичный график зависимости скорости счета от напряжения питания Uпит показан на рис. П4.2. Здесь Uнс — напряжение начала счета; Uнг и Uвг — нижняя и верхняя граница рабочего участка, так называемого плато, на котором скорость счета почти не зависит от напряжения питания счетчика. Рабочее напряжение Uр обычно выбирают в середине этого участка. Ему соответствует Nр — скорость счета в этом режиме.

Зависимость скорости счета от уровня радиационного облучения счетчика — важнейшая его характеристика. График этой зависимости имеет почти линейный характер и поэтому нередко радиационную чувствительность счетчика выражают через имп/мкР (импульсов на микрорентген; эта размерность следует из отношения скорости счета — имп/с — к уровню радиации — мкР/с).

В тех случаях, когда она не указана (нередких, к сожалению), судить о радиационной чувствительности счетчика приходится по другому его тоже очень важному параметру — собственному фону. Так называют скорость счета, причиной которой являются две составляющие: внешняя — естественный радиационный фон, и внутренняя — излучение радионуклидов, оказавшихся в самой конструкции счетчика, а также спонтанная электронная эмиссия его катода. («фон» в дозиметрии имеет почти тот же смысл, что и «шум»

Рис. П4.3. Зависимость скорости счета от энергии гамма-квантов («ход с жесткостью») в счетчике Гейгера

в радиоэлектронике; в обоих случаях речь идет о принципиально неустранимых воздействиях на аппаратуру.)

Еще одной важной характеристикой счетчика Гейгера является зависимость его радиационной чувствительности от энергии («жесткости») ионизирующих частиц. На профессиональном жаргоне график этой зависимости называют «ходом с жесткостью». В какой мере эта зависимость важна, показывает график на рис. П4.3. «Ход с жесткостью» будет влиять, очевидно, на точность проводимых измерений.

Не обсуждая вопрос о том, нужна ли высокая точность измерений бытовому радиометру, заметим, что подобные приборы промышленного изготовления отличаются от любительских только лишь коррекцией счетчика по жесткости. Для этого на счетчик надевают «рубашку» — пассивный фильтр, имеющий приблизительно обратную по отношению к счетчику жесткостную характеристику.

То, что счетчик Гейгера является лавинным прибором, имеет и свои минусы — по реакции такого прибора нельзя судить о перво- причине его возбуждения. Выходные импульсы, генерируемые счетчиком Гейгера под действием a-частиц, электронов, g-квантов

Таблица П4

СБМ19				310*		19х195
СБМ20				78*		11х108
СБТ9			0,17	40*		12х74
СБТ10А			2,2	333*		(83х67х37)
СБТ11			0,7	50*		(55х29х23,5)
СИ8Б						82х31
СИ14Б						84х26
СИ22Г			1,3	540*		19х220
СИ23БГ				200-400*		19х195

1 — рабочее напряжение, В;

2 — плато — область малой зависимости скорости счета от напряжения питания, В;

3 — собственный фон счетчика, имп/с, не более;

4 — радиационная чувствительность счетчика, имп/мкР (* — по кобальту-60);

5 — амплитуда выходного импульса, В, не менее;

6 — габариты, мм — диаметр х длина (длина х ширина х высота);

7.1 — жесткое b- и g-излучение;

7.2 — то же и мягкое b-излучение;

7.3 — то же и a-излучение;

7.4 — g-излучение.

(в счетчике, на все эти виды излучения реагирующем), ничем не различаются. Сами частицы, их энергии совершенно исчезают в порождаемых ими лавинах-близнецах.

В таблице П4 приведены сведения о самогасящихся галогеновых счетчиках Гейгера отечественного производства, наиболее подходящих для бытовых приборов радиационного контроля.

Внешний вид и основные размеры некоторых счетчиков Гейгера приведены на рис. П4.4.

Рис. П4.4. Счетчики Гейгера

В этой статье мы расскажем как проектировали переднюю подвеску для багги.

Как писали в предыдущей статье, чертежа у нас не было и мы изготовили подвеску по «месту». И сейчас нам известно, что подвеску можно было спроектировать с еще более лучшими характеристиками. Как такие характеристики получить, поделимся здесь же.

Опишем, в каком виде исполнена подвеска сейчас.

>Нижний рычаг

Вид сверху

Вид снизу

>Верхний рычаг

Вид сверху

Вид снизу

Расчет подвески: развал, клиренс

Будем опираться на вот такой чертеж, который нашли в Интернете

Сам по себе он нам не очень подходит, зато на нем наглядно показано откуда и до откуда нужно отмерять длины рычагов. Геометрически длина трубы не совпадает с расчетной длиной рычагов.

Есть еще пара ресурсов, которые могут упростить жизнь:
— можно посмотреть работу подвески в динамике

Однозначно точный расчет получится, если подвеску спроектировать в CAD-программе (Компас 3D, AutoCAD, SolidWorks). Ну или вы можете дружить с какой-либо программой по 3D-моделированию (3D Max, Maya и другие).

Мы решили пойти простым путем — обойтись без чертежей и расчетов — и сразу примерить подвеску. И зря. Проверка показала, что при подъеме подвеска уходит в положительный угол развала. Хотя изначально в самом нижнем положении подвеска имеет отрицательный угол (так и задумано). Это говорит о том, что на больших скоростях при повороте управляемость будет ухудшаться.

Нужно было что-то решать и выяснять на какую точку подвески влиять. С наскоку правильное решение не найти, потому что интуитивно сразу трудно определить как изменение в одной точке повлияет на другие.

Поэтому пришлось погружаться в проблему и заниматься проектированием. Для начала стоит разобраться как вообще работает конструкция передней независимой рычажной подвески.

Не претендуя на роль супер-конструкторов, мы решили вникнуть в элементарную физику / механику / геометрию работы нашей передней подвески. Конструктивная критика в комментариях приветствуется, особенно от матерых механиков.

Исходные данные:
1. Расчетные длины рычагов (не длины труб! — см. чертеж выше) — нижний — 450 мм, верхний — 430 мм. Длины замерены у коротких труб. Размеры длинных труб в расчет не берем.
2. Верхний и нижний рычаги параллельны друг другу.
3. Расстояние между верхним и нижним рычагом — 190 мм.
4. Короткие стороны рычагов перпендикулярны кузову багги.

Что ищем:
1. Угол развала на всем протяжении движения подвески (вверх-вниз) — при данных длинах рычагов.
2. Оптимальные длины рычагов для лучших значений угла развала.
3. Определяем возможные максимальные значения клиренса (высоты между поверхностью земли и корпусом кузова).

Геометрия движения:

Сначала рисуем вот такую фигуру:

Красные точки — это центры окружностей, которые также нужно прочертить:

Теперь соединяем между собой крайние точки расчетной длины подвески (синий цвет):

И затем такую же линию (такой же высоты) используем для соединения точек двух полуокружностей:

Множество синих линий и будут представлять из себя траекторию движения колеса.
Если проделывать это в специальной программе, то легко изменять длины и местоположения рычагов и наблюдать за углами развала, а также за другими интересующими параметрами.

И здесь снова мы пошли более коротким путем и на бумаге прочертили различные варианты, как добиться более лучших характеристик подвески:

В ходе построения чертежей прорабатывались такие варианты:
1. Изменение высоты крепления верхнего рычага к корпусу (это уже не параллельные расположение рычагов). Выше или ниже.
2. Уменьшение длины верхнего рычага.
3. Увеличение длины нижнего рычага.
4. Увеличение длины нижнего рычага и его смещение назад.

Скудную информацию нашли в интернете о том, что нижний рычаг должен быть на 25% длиннее верхнего. Неизвестно, насколько это справедливо. Но именно на такую величину и был сделан расчет.

Оказалось, что именно 4-й вариант (увеличение длины нижнего рычага на 25% и его смещение назад) по расчетам и давал лучшие характеристики угла развала. При подъеме подвеска уходит в отрицательный угол, что дает лучшую управляемость при поворотах.

Однако, мы уже не могли так переделать подвеску, поскольку пришлось бы вносить много конструкционных изменений в существующую раму. И поэтому мы решили укоротить верхний рычаг на пару сантиметров за счет регулировки длины рулевого наконечника, это и стало оптимальным решением для нас.

Клиренс

Казалось бы, таким же образом можно рассчитать клиренс. Но есть одно обстоятельство — шаровая на нижней подвеске и/или рулевой наконечник на верхней становятся в крайнее положение и не дают подвеске опуститься ниже.
Есть такие решения:
1. Подогнуть площадку, на которой крепится шаровая.
2. Не использовать эти запчасти, посмотреть какие есть еще способы крепления колес без таких ограничивающих факторов.

Как поступили мы? Измерили клиренс — 25 см. Нам достаточно.