Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 14.05.2011
Последнее обновление: 14.05.2011

 

 

Вопросы по теме гравитационных моторов

 

       К настоящему времени опубликовано уже немереное количество статей, посвящённых невозможности построения вечного двигателя. И, как частный случай, - двигателя, использующего для своей работы падение грузов в гравитационном поле.

       Чаще всего Авторы таких публикаций апеллируют к двум аргументам: к закону сохранения энергии и к равенству работ, совершаемых для перемещения тела  из точки «А» в точку «Б» и обратно. Принято считать, что работа, затрачиваемая для таких перемещений, совершенно не зависит от траектории движения тела.

       Применительно к гравитационному мотору последний аргумент утверждает, что для движения груза вниз (от действия гравитации) затрачивается такая же работа, как и работа, затрачиваемая для последующего подъёма этого же груза вверх.

       На практике следует ещё учитывать и наличие сил сопротивления в виде трения. Таким образом, у Изобретателей гравимотов нет никаких шансов на успех предприятия.

       Тем не менее, Изобретатели – это такой народ, который ищет решение задачи даже в тех случаях, когда весь мир науки говорит, что решение 100-процентно отсутствует.

       По-видимому, к таковым отношусь и я.

 

       В данной статье я предлагаю моим Читателям подумать вместе со мной над следующей задачкой.

 

       Несложно представить себе некий диск, по окружности которого навешаны грузы. Понятно, что грузы, оказавшиеся на одной половине диска, постараются повернуть его, например, ПО часовой стрелке. А грузы, оказавшиеся на другой половине диска, постараются повернуть диск в обратную сторону (в нашем случае - ПРОТИВ часовой стрелки). Понятно также, что работа, затрачиваемая грузами в одной половине диска при их падении, как минимум, равна работе, затрачиваемой на подъём грузов в другой половине диска. «Как минимум» - это потому, что в реальности работа, совершаемая падающими грузами, недостаточна для подъёма другой половины грузов из-за потери некоторой части работы от падения на преодоление сил трения. Таким образом, для подъёма другой половины грузов остатка энергии будет уже недостаточно. Особенно, если учесть, что при подъёме грузов тоже придётся некоторую часть оставшейся энергии потратить на преодоление сил сопротивления.

       Получается так, что «И думать не смей!»

 

       Но у меня возникает вопрос: «А что произойдёт, если Изобретатель найдёт конструктивное решение, обеспечивающее возникновение ситуации, при которой суммарный момент, создаваемый грузами одной половины диска, существенно превышает сумму моментов от другой половины грузов? Если такая разница будет превышать силы сопротивления, то диск получит энергию для ПОСТОЯННОГО вращения».

 

       Прежде, чем утверждать, что такое конструктивное решение однозначно относится к невозможным, попробуйте ответить на вопрос: «Что всё-таки произойдёт?»

       Ведь моменты, создаваемые обеими половинами грузов, не знают о равенстве работ на подъём и опускание грузов. Они ориентируются только на чистую математику, показывающую, что суммарный «положительный» момент вращения, в гипотетическом случае, существенно превышает величину суммарного «отрицательного» (даже с учётом трения) момента вращения. А из этого следует, что диск приобретёт ПОСТОЯННОЕ вращение!

 

       Ну и как же тогда быть с постоянством работы?

       Да очень просто! Потребуется пересмотреть формулировку этого тезиса!

 

       Вариантов, обеспечивающих перевес «положительного» момента над «отрицательным», даже я смогу предложить несколько. А других «ненормальных» Изобретателей – тьма! Следовательно, и вариантов может быть предложено – тьма!

 

       Одно из возможных кинематических решений для такого мотора представлено схемой на рисунке 1.

 

 

Рис. 1

 

       В станину мотора вмонтирована свободно вращающаяся ось «Б» с прорезью. В этой прорези свободно перемещается шатун (голубой цвет). Похожая свободно вращающаяся ось «В» с прорезью насажена на шатун и ограничена в своих движениях вертикальными направляющими (коричневый цвет). Левый (по схеме) конец шатуна связан шарнирно (ось «А») с кривошипом (узел красного цвета), выходной вал которого вращается в станине. На оси «В» весит груз (серый цвет).

       Через точку «В» висящий на шатуне груз понуждает шатун к вращению вокруг оси «Б». Это влечёт за собой вращение кривошипа по направлению, отмеченному зелёной стрелкой. Принятое направление будет считаться «положительным». Верхняя позиция точки «А» при вертикальной ориентации кривошипа принята началом отсчёта. Таким образом, на рисунке 1 кривошип повёрнут на 30º от начала отсчёта.

       Понятно, что сила давления шатуна на кривошип будет меньше, чем масса груза, во столько раз, во сколько раз плечо «БВ» меньше плеча «АБ». Самое большое приближение величины давящей на кривошип силы к величине массы груза будет при горизонтальной ориентации шатуна и кривошипа после поворота последнего на 90º. Самое большое уменьшение давящей на кривошип силы по сравнению с массой груза будет при горизонтальной ориентации шатуна и кривошипа после поворота последнего на 270º от начального.

       Предельный поворот, совершаемый кривошипом от действия груза, составляет 180º.  Это присутствует в правой (по схеме) зоне для позиций кривошипа.

       В левой зоне кривошипа точка «А» должна уже подниматься. Понятно, что груз в этом деле ей не помощник. Во всяком случае, на прямую.

       Но я предлагаю пока не заморачиваться на этой проблеме, а для начала оценить силы, которые необходимо приложить к точке «А» по мере продвижения её снизу вверх. В процессе такой оценки можно будет попутно оценить усреднённый крутящий момент мотора за один оборот кривошипа.

       При заданных предварительно размерах устройства требуемые вычисления легко осуществить чисто аналитически. Но для наглядности результаты проведённых (в EXCEL) вычислений для одного из типоразмеров показаны в таблице 1.

Таблица 1

α

М [кг*мм]

0

0

30

34.60

60

82.18

90

109.77

120

82.18

150

34.60

180

0

210

-19.88

240

-29.80

270

-32.79

300

-29.80

330

-19.88

360

0

 

Мусредн = 17.60

τ = +524% ÷ -286%

 

       Если принять к.п.д. устройства равным 79.5%, то полезная разница составит 14 кг*мм.

       Учитывая, что мною реально изготовлены грузы массой 130г, ожидаемый усреднённый момент вращения составит 1.82 кгмм или 18.20 кгсм.

       Можно принять, что при диаметре траектории точки «А», равном 290мм, время на один оборот равно 0.5сек. Этому соответствуют 120 об/мин.

       В переводе на мощность получается 22вт.

 

       Приведённые выкладки сделаны в предположении, что по свойству инерции кривошип сможет самостоятельно проскочить «отрицательную» часть своего оборота.

       Для надёжности вместо кривошипа выгодным будет использование массивного диска вместо кривошипа.

 

       На рисунке 2 предложен вариант двухсекционного мотора.

 

 

Рис. 2

 

       Правая (по рисунку) секция вращается «положительно» под действием своего падающего груза. В это время левая половина вращается тоже «положительно», но уже принудительно, поднимая при этом свой груз. Показанные выше вычисления показывают, что момент вращения, требуемый для такого подъёма, на много меньше момента вращения, вырабатываемого правой секцией.

       В точке нижнего положения правого груза левый груз займёт, соответственно, свою верхнюю позицию и будет готов к падению. Требуется лишь слегка «подтолкнуть» любой из дисков (можно – оба). Весьма велика вероятность того, что инерции даже одного диска вполне хватит для решения настолько упрощенной задачи. После «подталкивания» начинается новый оборот выходного вала.

 

ВЫВОД: Математика говорит, что мотор ДОЛЖЕН работать, даже при том, что для подъёма и опускания груза требуется затратить одинаковую работу.

 

       Теперь – дело за экспериментом!

 


Просмотров: 2603

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]