Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 04.03.2008
Последнее обновление: 06.02.2012

 

Исправлена 11.07.08

 

Дополнена: 23.12.10

 

Доработана: 06.02.12

 

О работе центробежного движителя

(продолжение)

      Шаг 4

 

      В устройствах на рисунках 1 и 2 (предыдущая статья) радиусы вылета груза в верхнем и в нижнем сегментах обечайки были одинаковые. Поэтому равнодействующая Q от полного оборота вала привода, естественно, равна нулю.

 

      На рисунке 4 (здесь) показана схема устройства (далее – движителя), в котором радиус в нижнем сегменте выполнен меньше, чем радиус в верхней части траектории.

      После оборота на 180° груз резко (мгновенно) переводится из позиции максимального вылета в позицию минимального вылета (рис.4б и 4в).

      Пройдя сектор минимального вылета, груз (опять же мгновенно) переводится из позиции минимального вылета в начальную позицию максимального вылета.

      Цикл повторяется.

 

      На этом этапе рассуждений схема является заведомо гипотетической, так как едва ли возможно мгновенно изменить вылет груза.

 

      Практические способы решения этой задачи будут обсуждаться позже. А пока к рассмотрению предлагается идеализированная схема.

 

      Вторая особенность схемы – это односекционное изображение. Просто следует иметь в виду, что данное изображение – условность. Движитель должен быть двухсекционным (состоять из зеркальных частей).

 

 

Рис 4   Движитель с изменяющимся радиусом вылета

 

а)   груз - в верхнем сегменте

б)   груз – в крайней позиции максимального вылета

в)   груз – в крайней позиции минимального вылета

г)   груз – в нижнем сегменте

 

      В верхнем сегменте тяговая сила при повороте вала привода от 0° до 180° изменяется по синусоиде с амплитудой Рмакс

 

Рмакс = m ´ w2 ´ Rмакс ´ sin a / 9.81

где (и далее)

      Рмаксцентробежная сила при максимальном вылете груза [кг]

      w - угловая скорость привода [рад/мин]

      Rмакс – радиус траектории максимального вылета [м]

      a - угол поворота спицы [°]

 

      Аналогичен закон изменения тяговой силы для нижнего сегмента

 

Рмин = m ´ w2 ´ Rмакс ´ sin a / 9.81

 

где (и далее)

      Рминцентробежная сила при минимальном вылете груза [кг]

 

      Тяговая характеристика движителя по углу поворота привода представлена на рисунке 5.

 

 

Рис. 5

 

      Полуволна зелёного цвета соответствует тяговой силе при  движении груза в верхнем сегменте. Другая полуволна (коричневый цвет) соответствует тяговой силе нижнего сегмента.

      Линия синего цвета показывает уровень усреднённой тяговой силы в верхнем сегменте. Линия розового цвета – в нижнем.

      Представляется очевидным, что за время прохождения грузом верхнего сегмента движитель перемещается вверх (продолжая короткое начальное время движение вниз по свойству инерции). За время нахождения груза в нижнем сегменте движитель переместится вниз (продолжая короткое начальное время движение вверх по свойству инерции). Однако суммарное перемещение вверх будет больше, чем суммарное перемещение вниз, поскольку усреднённая тяговая сила верхнего сектора в четыре раза больше усреднённой тяговой силы нижнего сектора. В результате - итоговое смещение движителя за один оборот привода окажется всё-таки положительным! Такое перемещение равносильно тому, что на движитель действует постоянная усреднённая сила, обозначенная на рисунке 4 красным уровнем.

      Разумеется, что пульсация в данном движителе – неизбежна.

 

      Вывод 1

 

     Движитель по схеме на рисунке 4 должен перемещаться в заданном направлении, хотя и с заметной возвратно-поступательной пульсацией.

       

            Если ошибок в моих рассуждениях не обнаружено, шагаем дальше.

 

      Шаг 5

 

      Мне кажется, будет вполне логичным загрузить одновременной работой оба сегмента.

      Схема гипотетического (идеального) движителя, решающего поставленную задачу, представлена рисунком 6.

 

 

Рис. 6

 

      Тяговую характеристику движителя по рисунку 6 можно получить графическим сложением характеристик из рисунка 5 со сдвигом их на 180° (рисунок 7).

 

 

Рис. 7

 

      Результирующая тяговая характеристика показана на рисунке 7 красной линией. Усреднённое значение тяговой характеристики – зелёной линией.

      Максимальная амплитуда суммарной тяговой силы составляет 0.75 от максимальной центробежной силы одного груза.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

      В рассматриваемом варианте минимальный вылет составляет 0.25 от максимального.

 

      Уровень усреднённой тяговой силы составляет 0.53 от максимальной центробежной силы одного груза.

      Полезно обратить внимание, что ни при какой угловой позиции вала привода не встречается ситуация, когда направление суммарной мгновенной тяговой силы получается отрицательным.

       

            Если ошибок не обнаружено, шагаем дальше.

 

      Шаг 6

 

            Идеализированный движитель по рисунку 7 даже в таком варианте показывает отсутствие отрицательно направленных мгновенных тяговых сил. Однако, имеется серьёзный (с моей точки зрения) недостаток. Он заключается в большой пульсации тяговой характеристики.

 

t = +42.51% ¸ -100%

 

ПРИМЕЧАНИЕ

      В реальном движителе по схеме рисунка 6 пульсация была бы ещё больше, плюс наличие участков на тяговой характеристике с отрицательно направленными мгновенными тяговыми силами.

 

      Прежде, чем обсуждать решения задач, связанных со способами изменения вылета груза, предложу ещё один вариант идеализированного движителя (рисунок 8).

 

 

Рис. 8

 

      Тяговую характеристику этого движителя можно получить сложением трёх характеристик из рисунка 5 со сдвигом их на 60° (рисунок 9).

 

 

Рис. 9

 

Красная кривая показывает закон изменения суммарной тяговой силы.

Голубая линия – её усреднённое значение.

 

      Из рисунка 9 следует однозначный вывод.

 

      Вывод 2

 

     Движитель по схеме на рисунке 8 должен перемещаться в заданном направлении, с приемлемой возвратно-поступательной пульсацией.

       

t = +4.8% ¸ -11.3%

 

ДОПОЛНЕНИЕ от 23.12.10

 

      Считается, что грузы успевают долететь до стенки на всём участке длинновылетного сектора.

 

            Если ошибок в моих рассуждениях не обнаружено, шагаем дальше (см. продолжение в ч.3).

 

 

 


Просмотров: 3524

Комментарии к статье:

№ 735   Виктор   2012-09-02 12:27:36
Должно работать если использовать максимально тяжолый подвижный груз, подвижный груз должен быть один. Плюс зеркальная секция с таким же грузом.
здесь схема и демонстрация работы
http://www.youtube.com/watch?v=KCqEj6a1kjc
http://www.youtube.com/watch?v=xqtOKKZmx0w&feature=related
№ 736   Виктор   2012-09-02 12:30:25
Здесь демонстрируется тоже интересная модель на безопорной тяге
http://www.youtube.com/watch?v=xqtOKKZmx0w&feature=related
№ 737   Владимир Максимович   2012-09-02 15:22:46
На №735
1. Виктор, а почему один груз будет лучше двух, находящихся по разные стороны от оси вращения?
     Ваша первая ссылка показывает симуляцию для другой схемы движителя. В моих ранних разработках такая схема присутствует на моём сайте.
     А модель ЦДП-50 даже представлена видеороликом.
2. Ваша вторая ссылка тоже относится к другой схеме, которая тоже прокомментирована у меня на сайте.
3. Наличие зеркальной секции предполагается по умолчанию.
№ 738   Владимир Максимович   2012-09-02 15:25:16
На №736
     Виктор, эту ссылку Вы уже показывали в комментариях №735.
№ 739   Виктор   2012-09-02 17:55:28
Прошу прощения, в сообщении 735 по ошибке указал не ту ссылку, вот ссылка которую хотел указать
http://www.youtube.com/watch?v=fH-iqKRbHj0&feature=related
С уважением.
№ 740   Владимир Максимович   2012-09-02 18:27:26
На №739
     Виктор, ссылки, конечно интересны, но какое отношение они имеют к содержимому конкретной данной статьи?
№ 791   Петр   2012-24-03 22:36:36
Почему не учитываются силы торможения и разгона, так называемая отдача при выстреле из ружья?
Уважаемый, проштудируйте хотяб школный курс физики.

№ 794   Владимир Максимович   2012-24-03 23:35:32
На №791
1. Пётр, если уж Вы рекомендуете кому-то подучиться по учебнику физики, то, как минимум, не мешало бы освежить по этому учебнику собственные знания!
     Отдача при выстреле происходит из-за того, что продукты сгорания распространяются вдоль ствола в двух противоположных направлениях. В одном направлении препятствием для этих продуктов является снаряд (для ружья - пуля). Продукты давят на него (для ружья - на пулю) и выталкивают из ствола.
     В противоположном направлении препятствием для продуктов сгорания является само орудие (например, ружьё). Продукты сгоряния давят на него и тем самым отодвигают от снаряда (для ружья - от пули)!
     Центробежная сила НЕ ИМЕЕТ УРАВНОВЕШИВАЮЩЕЙ СИЛЫ, поскольку давит только на ПРЕПЯТСТВИЕ, мешающее телу удалятся от оси вращения.
2. Термины "Хотя бы" и "Хотя б" пишутся раздельно!
№ 1081   пашай   2013-10-04 10:48:52
А каким образом вы учитываете силы при переходе груза с максимального вылета на минимальный?
№ 1082   Владимир Максимович   2013-10-04 11:05:29
На №1081
     ПаШай, сам период перехода груза с минимального расстояния не его максимальное значение не учитывается никак. В этот момент центробежная сила просто не генерируется(читайте "О ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СИЛЕ" и "ОТЧЁТЫ О САМОВЫЛЕТЕ".
№ 1086   пашай   2013-11-04 13:49:04
Ознакомился с указаными вами материалами. Но возможно я не корректно задал вам свой вопрос. Занимаясь инерциоидами я построил систему которая по принцыпу работы аналогична вашему ЦД 2. Во время испытания модели выяснилось что в момент перехода рабочего груза с малого радиуса на больший и обратно возникает импульс сил непонятног характера много больше чем центробежные. Вот я и хотел чтобы вы, как сарожил в этой теме, высказали свое мнение и проанализировали природу этих сил и как они соотносятся с цетробежными.
№ 1087   Владимир Максимович   2013-11-04 14:11:42
На №1086
     Коллега ПаШай, присылайте Вашу схему на мою почту petrovla@ya.ru и тогда поговорим.
№ 1209   Руслан   2013-10-11 18:43:16
Владимир Максимович,надо создать искусственную гравитацию и уже отталкиваясь от неё получим безопорник
№ 1210   Владимир Максимович   2013-10-11 18:48:18
На №1209
     Руслан, я не уловил связь. Для центробежных движителей гравитация не требуется!
№ 1211   Руслан   2013-11-11 17:29:16
Владимир Максимович,центробежные, как Вы себе представляете, вряд ли работоспособны,слишком много сил.Понимаете,Вы вращаете не то что надо.
С уважением ,Руслан.
№ 1212   Руслан   2013-12-11 17:50:38
Ну вот...только хотел отдать на растерзание свой проект...и молчание...обидно
№ 1214   Владимир Максимович   2013-15-11 10:42:51
На №1211
     Руслан,
1. Я и сейчас не понимаю предмета разговора.
     "Слишком много сил" - о каких силах, которых "слишком много", идёт речь?
2. А что следует вращать, если НЕ грузы?
№ 1215   Владимир Максимович   2013-15-11 10:44:58
На №1211
     У моего провайдера грохнулся Интернет. Из-за этого - мои задержки с реакцией.
№ 1217   Руслан   2013-15-11 17:11:27
Владимир Максимович,я хочу Вам предложить рассмотреть моё видение безопорного,нужно ли это сделать прямо сюда,дело в том что Руслан это моё реальное имя,но я попробовал...оказывается я могу написать и под другими именами,вообщем получится,что кто угодно может подписываться под моим именем.
С уважением,Руслан.
№ 1218   Руслан   2013-15-11 17:45:52
Владимир Максимович,в предыдущих постах прочитал ваш е-маил,но не счетаю вправе писать на него,Вы мне давали согласия.
№ 1219   Руслан   2013-15-11 17:49:46
Две ошибки,извиняюсь.
№ 1221   Владимир Максимович   2013-16-11 13:39:38
На №1217
     Руслан,
1. Обмен мнениями, не относящимися к конкретной данной статье, я предлагаю вести по переписке на мой адрес petrovla@yandex.ru
2. Добавление фамилии к имени, как правило, всё расставляет по своим местам.
№ 1222   Владимир Максимович   2013-16-11 13:40:55
На №1218
     Моё согласие уже дано.
№ 1223   Владимир Максимович   2013-16-11 13:41:57
На №1219
     Это , к сожалению, бывает.

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]