Вертушка

один из наиболее распространенных и удобных приборов для определения скоростей течения воды в реках и каналах. Изобретение его приписывается немецкому гидравлику Вольтману (Woltmann), и снаряд часто называется его именем (вертушка или мельница Вольтмана). Со времени первых применений к практическим целям В. получила много усовершенствований в деталях устройства (В. Баумгартена, В. Амслера, В. Гарлахера и др.), но в существенном остается неизменной, являясь подобием ветряной мельницы, только приводимой в движение не ветром, а водой. Главная составная часть В. — металлическое колесо диаметром в несколько дюймов, о двух или больше лопастях. Ось этого колеса может быть по желанию соединена при помощи особого приспособления со счетчиком числа оборотов или оставлена свободной. Счетчик устраивается по образцу подобных же снарядов, устраиваемых для автоматического записывания числа оборотов валов, ударов поршня и т. п. Обыкновенно в В. счетчик имеет два циферблата, деления коих находятся между собой в определенном десятичном отношении. Ось колеса укреплена в подшипниках в металлической же раме, снабженной противовесом колесу В. в виде металлической широкой пластинки (пера). Перо это служит для удерживания В. в воде в таком положении, чтобы плоскость вращения колеса была нормальна к течению; для этого ось и плоскость пера помещены в продолжение оси В. Рама В. снабжена приспособлением для подвешивания ее к металлической проволоке, веревке или палке, при помощи коих В. может быть опущена на желаемую глубину. Соединение оси В. со счетчиком или разъединение их делается с лодки, не вынимая В. из воды.

Пользуются В. следующим образом. Записывают цифру, показываемую счетчиком, и погружают В. в воду. Колесо начинает вращаться. Через несколько секунд, когда можно ожидать, что движение его сделалось равномерным, посредством замыкателя, не вынимая В., соединяют ось со счетчиком и оставляют ее в этом положении 10, 20 или более секунд, точно замечая время. Затем размыкают, вынимают В. из воды, читают показание счетчика и на основании этого определяют число оборотов в секунду, а из него — скорость течения воды.

В наиболее усовершенствованной В. системы Амслера электрический аппарат звонит через каждые сто оборотов колеса. Этим устраняется необходимость в смыкании и размыкании оси со счетчиком и в беспрестанном вынимании В. из воды для отсчетов числа оборотов. В. Амслера обыкновенно снабжена тоже приспособлением для определения глубины, на которую она опускается. Прикрепляется она к тонкой проволоке из мягкого железа и перемещается веревкой посредством особой лебедки.

Зависимость между числом оборотов В. (п) и скоростью течения (v) выражается уравнением v = a + bn, где а, b суть коэффициенты не только разные для разных вертушек, но изменяющиеся для каждой из них по мере ее употребления. Коэффициенты эти определяются опытным путем, и их должно поверять каждые несколько месяцев.

Определяются коэффициенты а и b обыкновенно так. В. опускается с лодки в стоячей воде, и лодку передвигают с некоторой определенной скоростью (v₁), при чем отмечается число оборотов В. в секунду (п₁). Затем опыт повторяется много раз (m) с другими скоростями перемещения лодки (v₂, v₃); соответствующие числа оборотов будут, положим, п₂, п₃. Собственно из двух измерений можно из двух уравнений такого вида, как первое, определить численные значения величин а и b. А так как эти величины постоянны, то можно потом пользоваться ими для того, чтобы из уравнения (1) по числу оборотов п определять скорость течения v. Для большей точности делают гораздо больше измерений и с полученными числами обращаются по способу наименьших квадратов.

В. Тимонов.