Сила тяжести воспроизводилась с помощью остроумного приспособления. При данном угле наклона модели на нее действует в боковом направлении слагающая ее веса, пропорциональная синусу угла наклона, а нормальная слагающая уменьшается в соответствии с косинусом того же угла. Чтобы полностью уравновесить боковую слагающую силы веса, к ферме жесткости в нескольких точках вдоль пролета были прикреплены натянутые пружинами шнурки, наклоненные к горизонтали под углом, равным половине угла наклона модели. Натяжение шнурков, создаваемое слабыми цилиндрическими витыми пружинами, регулировалось до тех пор, пока не оказывалась уравновешенной боковая слагающая веса платформы. В этих услдвиях полная нормальная слагающая силы равнялась вертикальной силе веса ненаклоненной модели.

Аэродинамические характеристики модели моста

Для определения аэродинамических характеристик модели были проведены испытания ее в аэродинамической трубе при скоростях потока, изменявшихся постепенно от нуля до 62,5 м/сек (последняя скорость соответствует максимальной для натурного моста). Фиксировались критические значения скоростей потока и частоты установившихся колебаний при различных формах колебаний; обычно эти формы наблюдались визуально, хотя некоторые типичные колебания регистрировались киносъемкой. Исследовалось влияние угла наклона «потока к модели, жесткости пилонов и нагрузки кабелей и форма висячей конструкции. Закрывая панели боковой фермы жесткости бумагой, можно было воспроизвести аэродинамические характеристики моста, укрепленного для жесткости балкой со сплошной стенкой; в этом виде на модели были воспроизведены многие движения, наблюдавшиеся на первом мосте Такома. Выяснилось, что динамическая устойчивость модели зависит от формы и расположения составных частей висячей конструкции, причем модель, укрепленная боковыми балками со сплошной стенкой, оказалась во всех опытах более неустойчивой при вертикальных изгибных формах по сравнению с моделью, укрепленной решетчатыми фермами, хотя крутильные колебания возникали при некоторых условиях и в модели, укрепленной фермами. Был проведен ряд испытаний различных секций моста. Модели секций были жесткие деревянные и соответствовали натурным секциям висячей конструкции длиной по 108,6 м. В аэродинамической трубе испытывались рабочие секции размером 1,22×1,04 м. Для опытов, в которых модель испытывала колебания, аналогичные килевой качке, было применено остроумное монтажное приспособление; масштаб для инерционных эффектов был выдержан, а затухание можно было изменять, начиная с малых значений.

Модель была закреплена между дисками, каждый из которых был подвешен на стальной полоске, имевшей фиксированную ось колебаний и требуемую жесткость. Благодаря такой подвеске затухание было очень мало. Дополнительное затухание создавалось тонким медным сегментом/ колебавшимся вместе с моделью и входившим в зазор между полюсами электромагнита. Момент сил затухания можно было легко изменять, регулируя ток возбуждения в катушках электромагнита. Для окончательной проверки устойчивости запроектированной конструкции Севернского моста была использована модель секции в более крупном масштабе. Висячая конструкция относится к типу моста с ездой поверху с фермами жесткости. Высокая крутильная жесткость обеспечивается здесь горизонтальными связями в двух плоскостях— вверху и внизу поясов ферм жесткости.

Описанные аварии мостов и их причины подчеркивают ценность научно поставленных модельных испытаний в сочетании с соображениями, основанными на здравом смысле. Мы видим, что во всех этих случаях возможности использования изящных математических расчетов очень ограничены; они могут объяснить причины аварии, когда она уже произошла, но, по-видимому, не в состоянии ее предвидеть. Например, никто из математиков не предвидел необычайного поведения моста Такома перед его аварией, а такое предвидение было бы чрезвычайно ценным. Стоит отметить, что Майкл Фарадей, основополагающие исследования которого привели к созданию электротехники, сказал, что за всю свою жизнь он «только один раз выполнил математическую операцию…, когда повернул рукоять вычислительной машины Бэббиджа». В настоящее время отчасти в результате исследований, предпринятых в связи с аварией моста Такома, отчасти общей разработки проблемы аэродинамической устойчивости, стало возможным предвидеть и предотвращать аварии.