Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 01.04.2011
Последнее обновление: 25.02.2015

Статья из сайта petrovlam.ru автор Петров В. М. Введена: 01.04.11

 

Дополнена: 13.04.11

Дополнена: 06.05.11

Дополнена: 16.04.12

Дополнена: 25.02.15

 

 

 

Гравитационный Мотор ГравиМот-8

 

 

      Аннотация:    Описана схема гравитационного мотора с неограниченно большим коэффициентом полезного действия.

 

 

       Схема гравитационного привода цепного типа порождает надежду преодолеть затраты на перевод звена из «отрицательной» позиции в позицию «положительную».

       Однако самым слабым местом в таких приводах является необходимость получения разницы в массах  между «положительной» и «отрицательной» половинами мотора.

       В обсуждаемой здесь схеме гравитационного мотора предлагаются пути решения изложенных выше противоречий.

 

       Схема обсуждаемого устройства приведена на рисунке 1.

 

 

Рис. 1

 

       На ротор (красный цвет) установлены звенья (зелёный цвет) с грузами (серый цвет) на внешних концах. Внутренний конец звена несёт на себе рычаг с упорным роликом (малиновый цвет).

       Когда звенья оказываются в правой (по схеме) половине мотора, упорные ролики катятся по профилю (оранжевый цвет). Профиль с ротором никак не связан.

       В левой половине звенья свободно «висят».

       В верхней части мотора дополнительно к профилю предусмотрен упор (оранжевая четверть круга).

       Благодаря использованию профиля, груз, насаженный на другой гонец звена, давит на ось вращения звена с силой, во столько раз большей массы груза, во сколько раз суммарная длина звена больше длины рычага. Для спроектированного варианта это соотношение равно 9.

       Предполагается, что усиленное давление на ось, а через неё – и на ротор, эквивалентно соответствующему увеличению массы груза в «положительной» зоне.

 

       Для перевода звена из «висячего» состояния в «рабочее» как раз и используется дополнительный упор (в верхней части устройства). Укрупнённый показ для одного из промежуточных состояний звена в этой зоне дан на рисунке 2.

 

 

Рис. 2

 

       Теперь дело – за экспериментом!

 

ДОПОЛНЕНИЕ от 13.04.11

 

       Пока ведётся изготовление макета появилось желание хотя бы примерно оценить мощность, которую данный конкретный экземпляр способен будет развивать на выходе.

 

       Понятно, что при любых массах грузов ускорение их падения не сможет превысить 9.8[м/сек2].

 

       Время, затраченное на падение груза с высоты ротора до его нижнего края (D=20см) составит:

 

 

       Предлагаю считать, что за это время ротор провернётся на пол-оборота. Следовательно, на весь оборот будет затрачено, примерно, 0.4[сек].

       Это соответствует числу оборотов ротора, равному:

 

 

       Мощность мотора:

 

 

где:

 

t      - время падения груза

n    - число оборотов ротора

N    - выходная мощность мотора

М   - суммарный момент вращения от всех звеньев (при массе груза m = 0.130кг)

η     - коэффициент эффективности (полезного действия) мотора

 

 

РЕЗЮМЕ:

 

       Ожидание - обнадёживающее!

 

       Дело – за экспериментом!

 

 

ДОПОЛНЕНИЕ от 06.05.11

 

       Макет был изготовлен (без узла перекидывания). Результат – полная неожиданность. Ротор не то чтобы не хотел вращаться, он категорически возражал проворачиваться даже при ручном на него воздействии.

       В связи с этим были сняты все звенья, кроме двух. Оставлены: один «положительный» и один «отрицательный» (по одному на каждой стороне ротора).

       Одно «отрицательное» звено надёжно проворачивалось от одного «положительного». Но было замечено, что проворачивание было возможным при расположении «положительного» звена, начиная не с верхней его позиции, а только с нижней четверти  «положительной» стороны ротора.

       Добавление по второму звену на каждую из сторон ротора делало мотор вообще неработоспособным.

       Как говорится: «Вот тебе, батюшка, и Юрьев день!»

 

       Когда прошёл шок, я стал включать свою соображаловку.

       В результате – появилось предположение о принципиальной неправильности алгоритма для предварительно проведённого расчёта кинематической схемы мотора.

 

       Начальная расчётная схема показана на рисунке 3.

 

 

Рис. 3

 

       Ротор изображён серой окружностью. Ось вращения звена – жёлтый цвет. Звено с грузом и опорным роликом – синий цвет. Вес груза – красная стрелка.

 

l1   - длина выступа

l2   - вылет груза

r     - горизонтальное расстояние от оси конкретного звена до оси ротора.

 

       Принималось, что сила давления «положительного» груза на ротор примерно равна:

 

 

       Для «отрицательного» груза сила давления принималась равной весу груза.

       Тогда вращающий момент от одного звена равен:

 

 

       Расстояние от оси звена до оси ротора зависело от порядкового номера звена.

       Масса груза была условно принята равной единице.

       Сомножитель, выражающий длины, - тоже единице.

 

       В соответствии с проведёнными вычислениями суммарный вращающий момент от всех звеньев обещал величину 3494 единицы (без учёта потери на перекидывание).

 

       Новая методика расчёта приведена на рисунке 4.

 

 

Рис. 4

 

            Ротор изображён серой окружностью. Ось вращения звена – жёлтый цвет. Звено с грузом и опорным роликом – синий цвет. Вес груза – красная стрелка.

 

М1     - момент, создаваемый силой реакции управляющего профиля на давление опорным роликом

М2     - момент, создаваемый грузом на длине его вылета

r     - расстояние от вектора результирующей силы, действующей на ось вращения конкретного звена, до оси вращения ротора

Q    - результирующая сила воздействия звена на ось его вращения

N    - сила реакции профиля на давление опорным роликом

 

       Предполагается, что сила реакции управляющего профиля формирует момент вращения (М1) выступа вокруг оси вращения звена. В свою очередь, груз формирует встречный момент вращения (М2). Понятно, что эти моменты равны по модулю. Поэтому можно вычислить величину силы реакции (N).

 

 

       Можно вычислить (графически) и расстояние (АВ) от оси вращения звена до вектора силы N.

 

       Далее, принято, что момент М1 не передаётся ротору, так как ротор связан со звеном шарнирно. Но сама сила может считаться приложенной к штифту ротора (уменьшенный по толщине вектор N).

 

       Такие же свойства приписаны и моменту М2 от силы Р. Только следует учесть, что расстояние от вектора Р до оси звена равно ВС.

 

       Векторная сумма сил N и Р считается результирующей силой Q, понуждающей ротор ко вращению.

       Момент такого вращения равен:

 

 

       Теперь остаётся только поворачивать звено на дискретный угол вокруг оси ротора и определять для каждой дискретной позиции величину момента, вращающего ротор.

 

       Конструктивно обеспечить свободное «висячее» положение для «отрицательных» грузов в построенном макете мне не удалось. Поэтому для них тоже приходится принимать во внимание наличие (но уже - «паразитной») точки приложения результирующей силы. На этот раз в качестве опоры выступает сам штифт ротора, а результирующая сила создаётся на точке контакта звеньев между собою (звено «ложится» на звено, находящееся под ним). Это хорошо показывает рисунок 2.

       Момент сопротивления, формируемый такой результирующей силой, похоже, существенно снижает схемотехническую эффективность мотора (аналог КПД).

 

ВЫВОД:

 

1.    Считаю проведение новых вычислений нецелесообразным. Учитывая опыт с моделью ГравиМот-7, должен сразу признать, что ГравиМот с профилем – НЕ работоспособны!

 

 

ДОПОЛНЕНИЕ от 16.04.12

 

       По мере повышения моего образования я, наконец, понял, что вылет сам по себе не увеличивает момент вращения. Значение имеет только точка приложения массы груза.

       А так как точка приложения массы каждого груза находятся на краю диска, то НЕ зависимо от вылета груза его плечом является расстояние этой точки до оси диска.            Точки приложения масс у левых грузов – тоже на краю диска.

 

 

ДОПОЛНЕНИЕ от 25.02.15

 

       НИКАКОЙ (!) гравитационный мотор не сможет работать, если перекидывание груза в верхнее (исходное) положение будет осуществляться только самим вращающимся ротором!

       Ведь для такого подъёма потребуется совершить работу, которая будет БОЛЬШЕ той, что была наработана падающим грузом. Причём, эта работа совершенно НЕ зависит от траектории движения груза. Значение имеет только высота падения.

 

 


Просмотров: 2910

Комментарии к статье:


Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]