Прочностные расчеты иллюминаторов фотобокса

Прочность иллюминаторов фотобокса можно рассчитать по методу, разработанному проблемной лабораторией оптики ЛИТМО. При этом исходить надо из условий погружения камеры на различные глубины. В качестве примера рассчитаем прочность иллюминаторов фотобокса, изготовленных как плоско-параллельные пластины из оптического стекла марки "Крон-8" (рис. 17).

Рис. 17. Схема сил давления воды, действующих на стекло иллюминатора - плоско-параллельную пластину

При расчете используем следующие величины:

r - радиус иллюминатора, ограниченный углом зрения объектива 35 мм

i' - угол преломления луча света в пластине ........ 31°

Р - давление воды на глубине 100 м 10 ^кг/_см²

σ_изг - допускаемые напряжения на изгиб в стекле марки "Крон-8" 7,5 ^кг/_мм²

μ - коэффициент Пуассона ....... 0,209

Е - модуль упругости ....... 8,23 ^кг/_мм²

Принимая пятикратный запас прочности, имеем:

Толщину иллюминатора h подсчитываем по формуле:

h₁ = 14,5 мм; h₂ - величина отрицательная.

Для двукратного запаса прочности [σ_изг] = 3,75 ^кг/_мм². В этом случае получим толщину h = 8,3 мм. Учитывая возможность погружений в легководолазном снаряжении (предел 40 м), оставляем толщину стекла h = 8,5 мм.