| |
Глиссе в шоколаде. (Соперничество идей в механике)
Игорь Смирнов
О практическом использовании
круговых диаграмм
Круговая диаграмма универсальна. На изображении 2.4 показано, как ею можно воспользоваться для любой другой траектории. Например, для прямолинейной наклонной траектории, рассмотренной в предыдущем разделе. Для этого нужно подобрать на кривой точку, касательная к которой совпадает по направлению с выбранной траекторией, и посмотреть, что вас ожидает при изменении угла наклона в ту или иную сторону.
 |
| Круговая диаграмма 2.4
|
Теперь мы можем понять явление, с которым столкнулся Алексей Морозов в Домодедове (рис. 1). Когда он выполнял движение камеры, находясь во втором квадранте круговой диаграммы, все проходило гладко. Но при переходе в первый квадрант на его пути возникал провал в районе 90° и наибольшая для выбранного режима величина бокового сноса, что все время сбивало оператора с пути.
На рис. 2 я попытался показать, как нелинейность может сказаться при панорамировании по траектории с небольшой кривизной. Оператор будет испытывать неудобства на очень малых углах наклона траектории к горизонту.
Как видите, можно использовать любой подходящий фрагмент круговой диаграммы или трансформировать ее для интерпретации явлений бокового сноса и неравномерности движения применительно к конкретной ситуации.
Какие выводы можно сделать в этом разделе?
Для осуществления движения по вертикальной круговой траектории с
постоянной скоростью оператор должен облад
|
| Рис. 1 | ать фантастической способностью в каждой точке траектории менять силу давления на рукоятку не только по величине, но и по направлению, как это видно на круговой диаграмме. Поверить в такие способности я не могу. Другое дело, если динамический характер панорамной головки описывается кривой, близкой к окружности. В этом случае в руках оператора оказывается послушный и надежный инструмент. Явление бокового сноса будет настолько незаметным, что вы его с легкостью подавите.
Мы рассмотрели пример движения по круговой
траектории с постоянной скоростью. Отметили неприятности, вызванные
нелинейностью динамических характеристик и величиной момента
троганья, который наиболее отчетливо заметен в точках реверса, когда
одна из составляющих движения меняет свое направление. В режиме
слежения за объектом, движущимся по криволинейной траектории с
изменяющейся скоростью, дело обстоит еще сложнее. Как ведет себя
головка в этом случае?
На круговой диаграмме 2.5 представлено семейство кривых для разных скоростей в диапазоне 0,1…0,5 рад/с с шагом 0,05 рад/с. Здесь мы видим, что при изменении скорости движения меняется как усилие, так и форма кривых. При увеличении скорости сильнее проявляется их нелинейный характер.
На протяжении всего повествования я упоминал
о силах вяз
|
| Рис. 2 | кого сопротивления как о функции скорости движения. Это отражает физический смысл возникновения вязкого трения. Нет нужды доказывать, что во всех рассмотренных случаях сложного движения (при воздействии на рукоятку с постоянным усилием, к чему привык оператор) мы столкнемся с непостоянством скорости. Поэтому понятие плавности движения (с постоянной скоростью при сложном движении головки, имеющей нелинейную динамическую характеристику) весьма спорно.
Несколько слов об идее проскальзывания
Я упомянул о ней в
примере со съемкой соревнований в классе болидов Формула-1. Фирма
Vinten возвращается к этой идее не впервые. Проскальзывание в узлах
поворота и наклона головки при достижении критического значения силы
сопротивления подсказано необходимостью. С одной стороны, она
возникает при очень быстрых разворотах, когда возникает риск падения
штатива из-за чрезмерных усилий. С другой стороны, общая тенденция к
снижению веса камер влечет за собой и требование к снижению веса
головок и треног. А уменьшение веса треноги влечет за собой
уменьшение упругости ее конструкции. При возникновении же больших
скручивающих моментов это приводит к существенным упругим угловым
деформациям. Поэтому стремление реализовать идею проскальзывания
нужно только приветствовать. Но не ценой ухудшения динамических
свойств головки. Чуть выше я обозначил возможные параметры зоны на
динамической характеристике, которую назвал "зоной возможного
использования в режиме слежения". Теперь ее правильней было бы
назвать "зоной линейности". Внутри этой зоны характеристики должны
быть линейными. А вот за ее пределами плавный переход в горизонталь
был бы очень полезен.
|
| Круговая диаграмма 2.5
|
Такова моя версия проблем, возникающих при
выполнении сложного движения с помощью жидкостных головок. Как выйти
из положения? Думаю, нужно постараться оттестировать то, что у вас
есть. Для этого не нужны специальные стенды. Я предлагаю очень
простой и доступный способ.
ЧТО ДЕЛАТЬ?
Балансировка камеры
Со штативом Vinten нужно выполнить следующие действия:
- выставить головку по уровню;
- отпустить полностью пружину контрбаланса, вращая крестообразную ручку против часовой стрелки до упора;
- отпустить полностью вязкий фрикцион наклона, вращая ручку фрикциона против часовой стрелки до положения "0";
- установить камеру на площадку головки штатива;
- двигая площадку по горизонтали, добиться положения неустойчивого равновесия камеры. Закрепить площадку в этом положении;
- наклонить камеру вперед и, придерживая ее рукой, вращать крестообразную ручку контрбаланса по часовой стрелке до полного устранения эффекта опрокидывания камеры;
- наклонить камеру назад и убедиться в
правильности балансировки.
При балансировке, близкой к идеальной, камера должна оставаться неподвижной при любом угле наклона. В противном случае нужно тщательнее повторить операции по п.п. 5…7.
Такая же схема действует и для головок других систем. Разница – лишь в устройствах набора усилия контрбаланса. Важно перед балансировкой полностью разгрузить устройство контрбаланса.
Балансировка фрикционов
Об этой процедуре, в отличие от балансировки камер, нигде не упоминается. Я знаю операторов, которые пришли к данной необходимости интуитивно. Ее цель – подбор такого состояния фрикционов поворота и наклона головки, при котором их динамические характеристики будут похожими в максимально возможной степени. Балансировка фрикционов целесообразна только при точно сбалансированной камере. На головках с плавной регулировкой фрикционов эта операция выполняется следующим образом:
- полностью отпустите фрикцион наклона, установив регулятор в положение "0";
- выдвиньте телескопическую рукоятку на максимально возможную длину;
- установите регулятор фрикциона поворота в среднее положение, например, Drag 5;
- взявшись за конец рукоятки одной или двумя руками, попытайтесь описать в воздухе вертикальный круг (сначала это у вас не получится);
- не прерывая движения, начните увеличивать сопротивление фрикциона наклона;
- продолжайте выполнять эту процедуру до тех пор, пока у вас не появится ощущение, что описываемая вами в воздухе фигура напоминает окружность;
- попробуйте изменять положение фиксатора поворота, скорость и амплитуду размаха, добиваясь наилучшего эффекта;
- если все удалось, считайте, что вы подобрали наилучшее для головки соотношение характеристик фрикционов наклона и поворота, при которых удобнее всего выполнять сложное движение по криволинейной траектории;
- установите привычную длину рукоятки и
запомните положения фрикционов.
На головках со ступенчатой регулировкой фрикционов выполнить балансировку по описанной методике невозможно. На них просто нужно установить фрикционы поворота и наклона в одинаковое положение (на одинаковую цифру). Если в процессе изготовления блоки вязкого сопротивления выпускались с одинаковыми характеристиками для наклона и поворота, то баланс должен существовать. В противном случае изменить что-либо невозможно.
Предлагаемый способ балансировки основан на ощущениях и потому субъективен, но может помочь в работе. О другом, более сложном, но и более объективном способе поиска оптимального режима настройки головки с использованием динамических характеристик я расскажу чуть позже, когда перейду к описанию конкретных моделей головок, их достоинств, конструктивных особенностей и "характера".
В последних моделях объективов фирма Canon внедрила оптико-механическое устройство с "плавающей" линзой, которое предназначено для стабилизации изображения при неплавном движении камеры. Это – лечение следствия. Причин же неплавного движения достаточно много. Среди них – "рваное" движение линии визирования, которое возникает при стремлении оператора удержать камеру на сложной траектории при плохих динамических качествах головки или неправильно выбранном режиме вязких фрикционов. Вот вам пример единства оптики и механики как участников единого процесса, о котором я говорил в первом разделе.
К оппонентам
Возникший много лет назад в Древней Греции политический кризис побудил к активной деятельности лучшие умы нации. В этот период Эвклид положил начало геометрии, Гиппарх – астрономии, Эратосфен – географии, Архимед – механике. Результаты их деятельности громадны, а их имена остались в памяти человечества навсегда. Но избирательная память благодарных потомков предала забвенью небольшую группку мыслителей, которые называли себя критиками, и ее основоположника – Секста Эмпирика. Ничего не создавая, эти люди подвергали критике учения, находя в них неточности, нелогичность, недостаточную убедительность доказательств. Их деятельность заслужила высокую оценку современников, поскольку она побуждала авторов к большей тщательности и отточенности в формулировках своих теорий. Критика носила позитивный характер и была созидательной.
Этим примером из истории я хочу ответить нынешним и будущим оппонентам на вопрос, который я уже слышал не единожды: "Слушай, а зачем тебе все это надо? Люди работают, претензий к технике нет. Нужно ли это ковыряние?". Думаю, углубленное знание техники, ее возможностей, физических процессов, происходящих в ней, полезно и в пользовании, и в ремонте, и в разработке новых изделий. Каким бы несовершенным ни был предлагаемый мною критерий оценки динамических возможностей головок, он, по крайней мере, уже родился. Родился и метод оптимизации, родится и концепция нового устройства вязкого сопротивления. А это совсем не так плохо.
Серьезным замечанием я счел бы следующее. Все доказательства я приводил из условия, что сложное движение раскладывается на две составляющих. Другими словами, что сложное движение совершается в плоскости. Мне могут возразить. На самом деле, любая точка вращающейся головки совершает движение не в плоскости, а на сферической поверхности, центр которой расположен в точке пересечения осей головки (центр вращения головки). Поэтому сложное движение должно раскладываться не на две, а на три составляющих. Сказанное абсолютно справедливо для всех жителей нашей планеты. Для всех, кроме одного. И этим одним является оператор, нежно обнявший двумя руками свою камеру и прилипший глазом к видоискателю. В таком положении он совершает сложное движение, постоянно изменяя положение тела. В этот момент он становится частью вращающейся системы, и для него совершаемое движение (при незначительном допущении) является плоским. На эти грабли я чуть было не наступил, начиная свои исследования.
К исследователям
Мне кажется, на эти грабли наступают все создатели испытательных стендов, о существовании которых я слышал или читал у Александра Маркелова. Если в испытаниях присутствуют разного рода испытательные таблицы, нарисованные фигуры, а также лазерные устройства, с помощью которых оператору или испытателю предлагается "пройтись" по этим фигурам. Это означает, что, фактически, подвергается испытанию не само устройство, а способность испытателя выполнить с помощью испытуемой головки сложное движение. Субъективный фактор здесь налицо. Такой эксперимент нельзя считать чистым. Кроме того, неподвижно стоящий перед штативом оператор, крутящий штативную головку за рукоятку, совершает не плоское, а пространственное движение, поскольку находится по отношению к головке в другой движущейся системе.
Мне рассказывали, что некоторые операторы, испытывая головки на своих штативах, крутят "восьмерку" (фигуру, которой в математике обозначают бесконечность). Об этом упоминали и англичане на TRBE 2002. Движение действительно интересное. Есть в нем какая-то притягательная и увлекающая сила. Мне кажется, что оно внутренне связано с музыкальным размером 3/4 с хорошим ударением на первом такте: "Р-раз, два, три. Р-раз, два, три". Мы не однажды видели, как этот плавный, раскачивающийся ритм вальса захватывает людей больше и больше. И они, положив руки на плечи друг другу, раскачиваются вместе в едином ритме на трибунах стадионов, площадях, в кабачках. Наступает всеобщее единение и упоение ритмом. Наиболее активные выскакивают на сцену, чтобы помочь дирижеру духового оркестра, размахивают руками и, заметьте, описывают в воздухе все ту же "восьмерку". Кстати, она называется лемнискатой. Есть внутри нас какое-то неравнодушие к этому движению. Оно доставляет удовольствие. А вот проку в испытаниях от него никакого нет. Поскольку, как я показал раньше, две пересекающиеся наклонные линии, составляющие основу этой фигуры, являются самыми легкими из всех возможных траекторий сложного движения.
Все-таки, что ни говорите, а замкнул я круг рассуждений весьма элегантно. Начав с танца в шоколаде, закончил вальсом в испытаниях. Как в музыкальной композиции: какой бы сложной она ни была, заканчивается она всегда той же нотой, с которой и начиналась.
|
«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
