Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 17.12.2009
Последнее обновление: 24.12.2010

 

Доработана: 24.12.10

 

Отчёт о выполнении научно-исследовательской

и опытно-конструкторской разработки (НИОКР)

«Центробежный движитель с саморазгонным вылетом груза»

 

Аннотация. В статье представлены:

 

    Общие сведения о ЦД с саморазгонным вылетом

    Расчёт и обоснование выбранного схемотехнического решения

    Обоснование выбора практической схемы движителя

    Результаты проведённого эксперимента

    Резюме и выводы

 

Общие сведения о центробежных движителях с саморазгонным вылетом

 

      Движителем (здесь и далее) считается устройство, вырабатывающее тяговую силу, непосредственно обеспечивающую движение транспортному средству.

      Для колёсных транспортных средств движителем является колесо. Для винтовых транспортных средств – винт. Для махолётов – машущее крыло. И так далее.

      Во всех названных случаях (в том числе и для вышеперечисленных) движение транспортного средства становится возможным только при наличии контакта его движителя с внешней вещественной (состоящей из молекул или из материальных частиц) средой. Колёсная повозка останется на месте при любых оборотах колёс, если под колёсами отсутствует опора. Винтовой транспорт останется неподвижным, если винту не во что будет «ввинчиваться». Махолёт будет бессмысленно размахивать крыльями, если убрать атмосферу. И так далее.

       В наше время всё большее внимание начинают привлекать к себе движители, обеспечивающие движение транспортному средству без того, чтобы для такого движения должна была обязательно присутствовать вещественная внешняя среда.

      Очень часто подобные движители называют движителями для безопорного движения. Правомерность термина «безопорное движение» сама по себе является спорной. Однако термин, вопреки разумной логике, прижился так же, как прижились многие другие «притянутые за уши» термины. Например, такие, как: «на частоте 104.7 FM», «сила инерции», «поле инерции», «ах, это так волнительно!»…

      В конце концов, движение ракеты за счёт отбрасывания реактивной массы тоже можно считать безопорным. Ведь внешняя вещественная среда только мешает движению ракеты. И уж в любом случае ракета не отталкивается от частиц внешней среды явным образом.

      Среди разработчиков, интересующихся движителями для безопорного движения, в настоящее время необыкновенно популярны устройства, в которых тяговое усилие создаётся за счёт центробежных сил, генерируемых вращающимися внутри устройства грузами. Такие устройства здесь и далее будут называться «центробежными движителями» или «ЦД».

      Изобретатели и разработчики подобных движителей, как правило, знают (с очень редким исключением) мнение (слава Богу! – не всех) учёных о невозможности движения замкнутой системы за счёт только внутренних сил. На это, мол, совершенно однозначно (с точки зрения учёных) указывают хорошо известные в механике законы Ньютона.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

      В хорошо известных законах Ньютона даже намёком не отменяется возможность безопорного движения.

 

      Но ведь, изобретатель – это человек, который в то время как все вокруг него утверждают о невозможности, продолжает искать эту возможность. И не так уж редко находит-таки её!

 

      Так и в вопросах о безопорном движении.

 

      Ведь Ньютон изучал в земной механике движение и взаимодействие материальных ТОЧЕК. А для точки не существует понятия о внутренних силах. Для точки все силы – внешние. Поэтому и Ньютон НЕ разделял силы на внешние и внутренние.

      В небесной механике все планеты считались у него отдельными материальными точками. Движение одной галактики относительно другой тоже рассматривалось им, как движение материальных точек.

      Современный изобретатель НЕ отрицает того, что сила действия по модулю равна силе противодействия и противоположна ей по направлению. А раз так, то можно попытаться сгенерировать такую силу, у которой внутри замкнутой системы отсутствует вторая сила, компенсирующая первую (или, по крайней мере, такая, которая не успевает скомпенсировать её полностью).

 

      Весьма привлекательной лазейкой для решения поставленной задачи кажется использование центробежной силы.

 

        Известно, что мгновенное значение генерируемой вращающимся грузом центробежной силы можно вычислить по формуле:

 

       (1)

 

Р – мгновенная центробежная сила

m – мгновенная масса груза

ω – мгновенная угловая скорость вращающегося груза

r  –  мгновенный радиус кривизны траектории

 

      Влиять на величину центробежной силы можно, если изменять:

 

    или угловую скорость вращения груза

    или радиус кривизны траектории движения груза

    или вращающуюся массу

    или и то, и другое, и третье, и в любой комбинации

 

      Следует принять во внимание, что способов для изменения любого из названных параметров можно предложить неограниченное количество.

 

      В. Н. Толчин, например, в своём инерцоиде, применил привод с принудительно-переменной угловой скоростью. Такое решение имеет, как обычно, и плюсы, и минусы. Применительно к использованию подобного привода для практических целей (НЕ игрушки) – скорее минусы, чем плюсы.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

      Почему Толчин назвал своё устройство «инерцоидом», остаётся загадкой. Ведь в его тележке НЕ инерция является причиной движения, а тяговая составляющая от центробежных сил, генерируемых грузами, неравномерно вращающимися на постоянном вылете.

      Впрочем, во время перемены направления тяговой силы тележка действительно продолжает двигаться (принято для удобства считать, что - по инерции).

      Но тогда и обычную хоккейную шайбу (пулю, снаряд, брошенный камень, и т. д.) можно считать инерцоидом с принципом безопорного движения. Ведь после удара клюшкой шайба дальше движется только по свойству инерции (если, конечно, признавать существование ИНЕРЦИИ)! А ледяная опора только мешает её движению.

 

      Один из наиболее часто встречающихся вариантов – это косвенное изменение угловой скорости вращающегося груза (вращающихся грузов) за счёт того, что в конструкцию заложен эксцентриситет центра траектории движения груза относительно оси привода, а удаление (вылет) груза от оси привода осуществляется (как один из вариантов) под действием силы Петрова, (саморазгонный вылет). Угловая скорость самого привода может при этом оставаться неизменной.

 

      В качестве модели для анализа выбрана схема движителя, в которой траекторией движения груза является окружность (постоянный радиус вращения груза). Центр траектории смещён относительно оси привода (эксцентриситет). Угловая скорость привода постоянна во времени. Предполагается, что в течение всего оборота приводного вала груз от его минимального вылета до вылета максимальной величины не теряет контакт с внутренней стенкой корпуса, прижимаясь к ней под действием центробежной силы, генерируемой этим же грузом. Траектория такого движения, чаще всего, – окружность. Но это – НЕ обязательно.

 

      Схема простейшего (одноместного) варианта, реализующая эту идею, представлена на рисунке 1.

 

 

Рис. 1

 

Rнач –  начальная величина вылета  [м]

Rкон –  конечная величина вылета  [м]

ω     –  угловая скорость привода [рад/сек]

е      –  эксцентриситет (задан) [м]

Р      –  мгновенная центробежная сила от вращения груза [кг]

r      –  радиус траектории (радиус вращения груза) [м]

R     –  мгновенный вылет груза  [м]

 

      На рисунке 1 серым цветом отмечен вал привода. Фиолетовым цветом – груз. Синим цветом – спица, связанная с приводом, и удерживающая её концы обечайка. Груз показан в начальной позиции (минимальный вылет). Тонким контуром отмечены его другие позиции (промежуточный и максимальный вылеты). Зелёная стрелка – выбранное положительное направление. Красная окружность – траектория движения грузов. Красные стрелки – векторы промежуточных мгновенных центробежных сил. Их векторы исходят из центра траектории.

 

      Из-за наличия эксцентриситета между центром траектории и осью привода мгновенная угловая скорость груза не на всех участках траектории равна угловой скорости привода. В первой четверти полуоборота (в действительности – чуть больше) угловая скорость груза отстаёт от угловой скорости привода, так как вылет пока остаётся меньше радиуса траектории. Примерно в середине полуоборота вылет и радиус кривизны по величинам примерно выравниваются. На этом отрезке пути угловая скорость груза и угловая скорость привода тоже примерно уравниваются. На оставшейся четверти полуоборота (в действительности – чуть меньше) груз начинает вращаться быстрее привода. На втором полуобороте события чередуются в обратном направлении. Сначала угловая скорость груза оказывается больше скорости привода, а в последней четверти – меньше (рисунок 2).

      Ожидается, что суммарная тяговая сила именно по выбранному положительному направлению (там, где обеспечивается увеличенная угловая скорость вращения груза), будет превышать суммарную тяговую силу обратного направления.

 

 

Рис. 2

 

      Из рисунка 2 следует, что при повороте спицы на угол α оба конца её повернутся на один и тот же угол α. Но из-за разности вылетов (по причине наличия эксцентриситета) длина дуги, пройденной концом спицы по нижнему (на схеме) участку траектории, окажется меньше, чем длина дуги, пройденной за то же самое время верхним концом. А, следовательно, и угол сектора, опирающегося на нижнюю дугу, будет меньше угла сектора, опирающегося на верхнюю дугу, поскольку обе дуги имеют один и тот же радиус кривизны.

      Но уж, если верхний конец успел повернуться на больший угол, чем за это же время повернулся нижний конец, то приходится признать, что угловая скорость верхнего конца больше угловой скорости нижнего конца.

      Наконец, если мы соглашаемся с этими рассуждениями, значит, должны признать и тот факт, что центробежная сила на верхнем участке должна быть больше центробежной силы, генерируемой на нижнем участке.

 

Расчётное обоснование работы движителя по схеме рисунка 1

 

      В основе работы ЦД с саморазгонным вылетом лежит высказанное выше предположение о том, что во время вращения груза он в обязательном порядке надёжно контактирует со стенкой корпуса.

      Однако в реальности, на некоторый промежуточный момент времени, груз может находиться в одной из двух позиций: либо он стремится «долететь» до стенки либо он уже находится в контакте с этой стенкой (дальше «лететь» некуда).

      Центробежная сила передаётся корпусу движителя только при наличии надёжного контакта груза со стенкой. Во время «свободного полёта» груза (под воздействием силы Петрова, не являющейся силой отталкивания от какой-либо части этого же устройства), никакая сила корпусу устройства НЕ передаётся (если принять, для начала, силы трения равными нулю).

 

ПРИМЕЧАНИЕ

      В Интернете можно увидеть схемы ЦД с саморазгонным вылетом грузов, в которых грузы не контактируют со стенкой корпуса, останавливая свой вылет при помощи механического ограничителя. Подобные схемы НЕ изменяют суть обсуждаемого вопроса. Вполне можно считать, что ограничитель как раз и является самим корпусом.

 

       (1)

 

      Формула (1) в явном виде показывает, что увеличение угловой скорости груза в два раза – повышает центробежную силу в четыре раза при прочих равных условиях.

      По этой причине для любого ЦД кажется естественным  обеспечить вращению груза наиболее высокие обороты.

      Так вот, если в ЦД для изменения угловой скорости вращающегося груза выбран принцип его саморазгонного вылета, то возникает неоднозначная ситуация. С одной стороны, чем выше угловая скорость груза, тем более эффективным становится движитель с точки зрения увеличения генерируемой грузом центробежной силы при той же массе груза. Но, с другой стороны, чем выше скорость вращения, тем меньше времени отводится грузу для перемещения его от позиции минимального вылета до позиции максимального вылета. Другими словами, груз элементарно может не «долететь» до позиции максимального вылета (может не достичь контакта со стенкой корпуса или почти не достичь), как ему (грузу) уже надо будет возвращаться назад, принудительно приближаясь к оси привода.

      В наиболее часто встречаемых схемах ЦД с переменным саморазгонным вылетом грузов на их полное перемещение от позиции минимального вылета до позиции максимального вылета отводится менее половины оборота привода.

      Поэтому может оказаться не лишним прикинуть, достаточно ли грузу отводится  времени на достижение им полного вылета. Может быть, именно здесь «зарыта собака», из-за которой такие устройства НЕ РАБОТАЮТ?

 

      При оценке требуемого времени следует иметь в виду, что:

 

–    вращающийся груз удаляется от оси привода (увеличивает вылет) из-за действия на него силы Петрова

–    величина силы Петрова прямо пропорциональна мгновенной величине вылета

    груз перемещается по некоторой криволинейной траектории, являющейся отрезком спирали

    сила Петрова всегда направлена по нормали к мгновенной точке траектории движения от мгновенного центра кривизны, а НЕ от оси привода

–    чем больше сила Петрова, тем большее улетательное ускорение приобретает груз, находящийся под действием этой самой силы

–    чем больше улетательное ускорение, тем большее расстояние пролетит груз за одну и ту же единицу времени

    непрерывно и неравномерно изменяется угловая скорость вращения груза вокруг мгновенного центра кривизны спирального участка траектории

    из-за непрерывно и неравномерно увеличивающейся угловой скорости груза и его вылета так же непрерывно и неравномерно увеличивается составляющая силы Петрова, направленная от оси привода (радиальная сила)

    из-за непрерывно и неравномерно растущей радиальной силы Петрова так же непрерывно и неравномерно увеличивается радиальное улетательное ускорение груза

    из-за нелинейно изменяющегося улетательного ускорения так же нелинейно изменяется вылет груза.

 

      Принимаю следующие предварительные допущения:

 

–    полный оборот равномерно вращающегося привода состоит из дискретных секторов, в пределах каждого из которых:

 

--         радиус кривизны спиральной траектории остаётся неизменным (спиральный участок дискретного сектора считается дугой окружности)

--         радиальное улетательное ускорение «летящего» груза НЕ изменяется, хотя может быть отличным от ускорения в соседнем секторе

--         угловая скорость груза остаётся неизменной, хотя может быть отличной от угловой скорости в соседнем секторе

--         сила Петрова принимается постоянной по модулю, хотя может быть отличной от силы Петрова в соседнем секторе

--         до контакта груза со стенкой корпуса во внимание принимаются только его улетательные скорость и ускорение

 

–    начальный вылет каждого сектора является конечным вылетом предыдущего сектора

–    начальная улетательная скорость в каждом секторе является конечной улетательной скоростью из предыдущего сектора

–    начальное улетательное ускорение в каждом секторе является конечным улетательным ускорением из предыдущего сектора

–    пока груз НЕ достиг в своём «полёте» контакта с корпусом (трение временно в расчёт НЕ принимается), считается, что сила Петрова направлена вдоль спицы от оси привода (рис. 3).

 

 

Рис. 3

 

      Кроме того, на величину приращения вылета влияет не только улетательное ускорение, но и сама линейная улетательная скорость, которая, кстати, тоже увеличивается вместе с увеличением вылета.

      Разумеется, можно продифференцировать эту зависимость и получать промежуточные мгновенные значения изменяющихся параметров.

      Только мне представляется, что использовать табличный метод – удобнее.

      В качестве опорного расчётного параметра я выбираю постоянную угловую скорость привода.      

      Вместо бесконечно малой величины угла поворота привода я буду использовать дискретный сектор с углом в 3º.

       

      На рисунке 4 показана схема к вычислению вылета «АС», необходимого для надёжного контакта груза с обечайкой.

      В соответствии с рисунком конечный вылет в каждом дискретном секторе должен быть не меньше, чем отрезок «АС».

 

 

Рис. 4

 

е    –  эксцентриситет

Rмакс = 0.0485[м] –  радиус траектории

Rмин  = 0.0385[м] –  минимальный вылет

«В»        –  центр траектории

α    –  угол поворота привода

β    –  угол поворота груза при повороте привода на угол α

ω   –  угловая скорость привода

 

В треугольнике АВС:

 

 

 

 

          (1)

 

      На рисунке 5 представлена схема для вычисления S (приращение вылета) в пределах одного дискретного сектора.

 

 

Рис. 5

 

R1  –  начальный вылет груза в дискретном секторе

R2  –  конечный вылет груза в дискретном секторе

Rмакс = 0.0485[м]  –  радиус траектории

Rмин  = 0.0385[м]  –  минимальный вылет

е  =  0.01[м]            –  эксцентриситет

S        –   приращение к вылету в пределах дискретного сектора

«А»   –  ось привода

 «В»  –  центр траектории

Δα    –  угол дискретного сектора

ω   -  угловая скорость вращающегося груза

 

      Для поворота на один дискретный сектор с углом Δα = 3º привод потратит время:

 

       (2)

 

t     –  время, затрачиваемое приводом на один дискретный сектор  Δα = 3º.

 

      Радиальное ускорение, придаваемое грузу радиальной составляющей от центробежной силы, генерируемой грузом, свободно сидящим на вращающейся спице.

 

       (3)

 

а                       –  радиальное ускорение

m = 0.005[кг]  –  масса вращающегося груза

 

      Радиальная центробежная сила [кг]:

 

     (4)

 

      После подстановки (4) в (3):

 

 

       (5)

 

Угловая скорость вращающегося груза:

 

     (6)

 

Для реального движителя:

 

n = 1000[об/мин]

 

     (7)

 

 

       (8)

 

 

       (9)

 

Приращение вылета:

 

       (10)

 

V1 [м/сек] –  начальная радиальная скорость при вхождении в дискретный сектор

 

С учётом (9) и (2):

 

      

 

           (11)

 

Конечная радиальная скорость в дискретном секторе:

 

         (12)

 

V2 [м/сек] –  конечная радиальная скорость на выходе из дискретного сектора

 

С учётом (2) и (9):

 

 

         (13)

 

Конечный вылет:

 

         (14)

 

Если соблюдается условие:

 

 

то можно утверждать, что центробежная сила НЕ передаётся корпусу.

 

Если:

 

 

то следует признать, что R2 = AC и, следовательно, центробежная сила передаётся корпусу.

 

      Результаты вычислений сводятся в таблицу 1

 

ПРИМЕЧАНИЕ

      Из-за многозначных чисел выбрана непривычная форма таблицы.

 

Таблица 1

 

α

V

S

R

AC

0

0

0. 0000269

0.0385000

0.0385000

3

0.0215111

0.0000377

0.0385269

0.0385109

6

0.0430372

0.0000485

0.0385646

0.0385435

9

0.0645844

0.0000593

0.0386131

0.0385979

12

0.0861587

0.0000701

0.0386724

0.0386739

15

0.1077661

0.0000809

0.0387425

0.0387716

18

0.1294127

0.0000918

0.0388234

0.0388909

21

0.1511045

0.0001027

0.0389152

0.0390320

24

0.1728476

0.0001137

0.0390179

0.0391937

27

0.2273487

0.0001246

0.0391316

0.0393770

30

0.2492127

0.0001520

0.0392562

0.0395813

33

0.2711463

0.0001631

0.0394082

0.0398065

36

0.2931648

0.0001742

0.0395713

0.0400523

39

0.3152744

0.0001854

0.0397455

0.0403185

42

0.3374814

0.0001966

0.0399309

0.0406060

45

0.3597920

0.0002079

0.0401275

0.0409107

48

0.3822124

0.0002193

0.0403354

0.0412360

51

0.4047490

0.0002307

0.0405547

0.0415801

54

0.4274081

0.0002422

0.0407854

0.0419426

57

0.4501961

0.0002538

0.0410276

0.0423230

60

0.4731194

0.0002654

0.0412814

0.0427205

63

0.4961845

0.0002771

0.0415468

0.0431346

66

0.5193979

0.0002889

0.0418239

0.0435645

69

0.5427661

0.0003006

0.0421128

0.0440093

72

0.5662957

0.0003128

0.0424134

0.0444682

75

0.5899933

0.0003248

0.0427262

0.0449402

78

0.6138657

0.0003370

0.0430510

0.0454243

81

0.6379195

0.0003493

0.0433880

0.0459193

84

0.6621616

0.0003616

0.0437373

0.0464241

87

0.6864037

0.0003740

0.0440989

0.0469374

90

0.7110430

0.0003866

0.0444729

0.0474579

93

0.7358913

0.0003993

0.0448595

0.0479841

96

0.7609556

0.0004121

0.0452588

0.0485147

99

0.7862430

0.0004250

0.0456709

0.0490480

102

0.8117607

0.0004381

0.0460959

0.0495825

105

0.8375158

0.0004513

0.0465340

0.0501166

108

0.8635157

0.0004646

0.0469853

0.0506485

111

0.8897677

0.0004780

0.0474499

0.0511767

114

0.9162793

0.0004916

0.0479279

0.0516992

117

0.9430580

0.0005053

0.0484195

0.0522144

120

0.9701114

0.0005192

0.0489248

0.0527205

123

0.9974471

0.0005333

0.0494440

0.0532158

126

1.0250729

0.0005474

0.0499773

0.0536983

129

1.0529967

0.0005618

0.0505247

0.0541665

132

1.0812263

0.0005763

0.0510865

0.0546186

135

1.1097698

0.0005910

0.0516628

0.0550528

138

1.1386353

0.0006058

0.0522538

0.0554676

141

1.1678310

0.0006208

0.0528596

0.0558614

144

1.1973652

0.0006360

0.0534804

0.0562327

147

1.2272463

0.0006514

0.0541164

0.0565799

150

1.2574827

0.0006670

0.0547678

0.0569018

153

1.2880831

0.0006828

0.0554348

0.0571971

156

1.3190561

0.0006987

0.0561176

0.0574646

159

1.3974425

0.0007384

0.0568163

0.0577032

162

1.4291874

0.0007548

0.0575547

0.0579120

165

1.4613449

0.0007714

0.0583095

0.0580901

168

1.4939241

0.0007882

0.0590809

0.0582369

171

1.5269343

0.0008053

0.0598691

0.0583516

174

1.5603849

0.0008226

0.0606744

0.0584339

177

1.5942854

0.0008401

0.0614970

0.0584835

180

1.6286456

0.0008579

0.0623371

0.0585000

183

1.6634751

0.0008759

0.0631950

0.0584836

 

      Таблица 1 убедительно показывает, что при повороте привода до угла 165º груз НЕ «долетает» до обечайки. Контакт груза с корпусом осуществляется только, начиная с этой позиции и заканчивается в позиции 9º.

 

      Теперь интересно посмотреть суммарную тяговую силу, развиваемую таким движителем.

 

      На рисунке 6 дана схема для необходимых вычислений.

 

 

Рис. 6

 

В треугольнике ABD:

 

 

 

 

 

Мгновенная тяговая сила:

 

 

 

 

 

 

σ    -   коэффициент изменения угловой скорости вращающегося груза относительно угловой скорости привода

q    -   мгновенная тяговая сила от одного груза

 

Из рисунка 6:

 

 

 

Из треугольника ACD:

 

 

 

 

AD = АС1   -  начальный вылет в дискретном секторе

AС = АС2   -  конечный вылет в дискретном секторе

 

      Отрезки «АС» соответствующих дискретных секторов берутся из таблицы 1.

 

Из треугольника BCD:

 

 

 

 

 

 

 

      Вычисления сведены в таблицу 2.

 

Таблица 2

 

α

АС [м]

σ2

q [кг]

0

0.0385000

0.630301

-0.171386

3

0.0385109

0.631160

-0.171383

6

0.0385435

0.632879

-0.171380

9

0.0385979

0.635456

-0.171354

12

0.0386739

0.638897

-0.171327

15

0.0387716

0.643201

-0.171121

18

0.0388909

0.648387

-0.170822

21

0.0390320

0.654380

-0.170390

24

0.0391937

0.661285

-0.169851

27

0.0393770

0.669037

-0.169149

30

0.0395813

0.677657

-0.168273

33

0.0398065

0.687133

-0.167193

36

0.0400523

0.697472

-0.165883

39

0.0403185

0.708794

-0.164338

42

0.0406060

0.720598

-0.162389

45

0.0409107

0.733569

-0.160220

48

0.0412360

0.747258

-0.157630

51

0.0415801

0.761767

-0.154624

54

0.0419426

0.777078

-0.151156

57

0.0423230

0.793140

-0.147176

60

0.0427205

0.809973

-0.142647

63

0.0431346

0.908947

-0.137296

66

0.0435645

0.847097

-0.131945

69

0.0440093

0.864633

-0.125264

72

0.0444682

0.884126

-0.118056

75

0.0449402

0.904191

-0.110072

78

0.0454243

0.924758

-0.101270

81

0.0459193

0.945800

-0.091624

84

0.0464241

0.967341

-0.081109

87

0.0469374

0.989029

-0.069681

90

0.0474579

1.011078

-0.057352

93

0.0479841

1.033363

-0.044113

96

0.0485147

1.055757

-0.029962

99

0.0490480

1.078227

-0.014921

102

0.0495825

1.100693

0.000984

105

0.0501166

1.123048

0.017716

108

0.0506485

1.145372

0.035224

111

0.0511767

1.167210

0.053440

114

0.0516992

1.188850

0.072290

117

0.0522144

1.210086

0.091686

120

0.0527205

1.230860

0.111528

123

0.0532158

1.251047

0.132742

126

0.0536983

1.270649

0.153140

129

0.0541665

1.289551

0.173618

132

0.0546186

1.307677

0.194032

135

0.0550528

1.324999

0.214235

138

0.0554676

1.341440

0.234079

141

0.0558614

1.356946

0.253411

144

0.0562327

1.371443

0.272070

147

0.0565799

1.384917

0.289902

150

0.0569018

1.397306

0.306760

153

0.0571971

1.408570

0.322496

156

0.0574646

1.418669

0.336143

159

0.0577032

1.427581

0.350049

162

0.0579120

1.435267

0.361616

165

0.0580901

1.441717

0.371566

168

0.0582369

1.446891

0.379804

171

0.0583516

1.450790

0.386249

174

0.0584339

1.453399

0.390848

177

0.0584835

1.454703

0.393556

180

0.0585000

1.455000

0.394421

 

α

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

0

-0.171386

-0.171383

-0.171380

-0.171354

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

0.371566

0.379804

0.386249

0.390848

0.393556

180

0.394421

0.393556

0.390848

0.386249

0.379804

0.371566

0.361616

0.350049

0.336143

0.322496

210

0.306760

0.289902

0.272070

0.253411

0.234079

0.214235

0.194032

0.173618

0.153140

0.132742

240

0.111528

0.091686

0.072290

0.053440

0.035224

0.017716

0.000984

-0.014921

-0.029962

-0.044113

270

-0.057352

-0.069681

-0.081109

-0.091624

-0.101270

-0.110072

-0.118056

-0.125264

-0.131945

-0.137296

300

-0.142647

-0.147176

-0.151156

-0.154624

-0.157630

-0.160220

-0.162389

-0.164338

-0.165883

-0.167193

330

-0.168273

-0.169149

-0.169851

-0.170390

-0.171327

-0.171327

-0.171327

-0.171354

-0.171380

-0.171383

Q

0.273051

0.217755

0.161712

0.105108

0.218880

0.533464

0.484664

0.434039

0.380961

0.328809

 

Усреднённая тяговая сила:

 

 

      Теоретически для передвижения построенной тележки требуется приложить усилие от 50гр до 150гр. Неравномерность появляется, вероятно, из-за случайного трения в колёсах тележки.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

      Для измерения малых сил привода тележки я сконструировал и построил безмен на усилие в 300гр.

 

      Практически же тележка ехать НЕ желает!

 

 

ВЫВОД

 

      Следовательно, центробежная сила в рассматриваемом движителе БУДЕТ передаваться корпусу только в секторе поворота привода от 165º до 369º, и только в этом секторе движитель МОГ БЫ двигать тележку.

 

      ПОТОМУ и НЕ ЕДЕТ!!!

 

      А вовсе не потому, что нарушаются какие-то законы физики!!!

 

РЕКОММЕНДАЦИИ

 

      Во время своего вращения груз должен ОБЯЗАТЕЛЬНО находиться в тесном контакте с корпусом.

 

      Далее представлены фотографии макета.

 

 


Просмотров: 4321

Комментарии к статье:

№ 63   Александр   2010-31-03 00:09:04
У меня на опытном образце металлическую обличайку разорвало по всей окружности через 5 сек испытаний (при 3500 об/мин). Промлема (как я уже написал в "прошу помощи1") в изменении радиуса при постоянной скорости и массе. Это конечно мое личное мнение и настаивать не буду. А вам рекомендую увеличить мощность установки чтобы грузы плотно прижимались к корпусу. И не забудте увеличить прочность корпуса. Мой просто был "провальцован" насквозь.
№ 66   Владимир Максимович   2010-31-03 09:11:12
На №63 Александр, мои расчёты тоже указали на необходимость гарантированного прижатия грузов к стенке рбечайки. В этом мы с Вами сошлись. Корпус у меня - нехилая нержавейка. выдерживает нагрузки - легко. Александр, поскольку формат данных комментариев не предполагает серьёзных общений, предлагаю написать мне на электронный адрес petrovla@petrovla.ru
№ 435   Алексей   2011-06-02 13:55:47
Думается мне, что аппараты такого рода несостоятельны. Нельзя уменьшать радиус за счет корпуса. Шары, ускоряясь, получают кинетическую энергию, которая, потом (при торможении) выполняет работу по отталкиванию мобиля назад. Т.е. на заднюю сторону обечайки действует еще сила, которая не есть центробежной, и которая связана с изменением скоростей шариков. Кстати, под изменением скорости, я имел ввиду линейную скорость шаров. Очевидно, что изменяется линейная скорость, за счет изменения радиуса, но изменяется ли угловая скорость? Я не понимаю причин для изменения угловой скорости(угол движения шаров за единицу времени). Следовательно, ЦБ увеличивается не в 4 раза (как с угловой скоростью), а в 2(от радиуса). И компенсируется она увеличением сылы от гашения кинетической энергии грузов при их торможении.
№ 439   Владимир Максимович   2011-06-02 16:14:34
На №435. Вполне возможно, что и не состоятельны. Но... 1. Радиус реально уменьшается, и именно за счёт корпуса. 2. ЛЮБЫЕ силы ОТТАЛКИВАНИЯ приводят к ВЗАИМНОМУ встречному движению взаимодействующих тел. Расстояния такого движения обратно пропорциональны массам. 3. Изменение угловой скорости связано не столько с изменением радиуса, сколько с изменением кривизны траектории. Эти вопросы достаточно подробно рассмотренны в моих статьях. 4. ЦБС увеличивается не в 4 раза, а в квадрат изменения мгновенной угловой скорости. 5. ЦБС является квазивнешней силой. Поэтому компенсироваться может только внешней силой, либо другой квазивнешней силой.
№ 444   Алексей   2011-06-02 19:04:05
Первый пункт и делает модель несостоятельной. По третьему пункту было бы уместно визуальное подтверждение. Понимаю, что сделать это не просто. 4. Да, квадрат, я просто сделал допущение, что, угловая скорость увеличивалась в 2 раза, с увеличением радиуса в 2 раза. Пятый пункт не является аксиомой и еще требует доказательства.
№ 446   Владимир Максимович   2011-06-02 19:47:14
На №444. Алексей, попробую сначала. 1. Радиус уменьшается из-за принудительного давления на него со стороны стенки корпуса (обечайки). В соответсвтии с этим давлением груз смещается по спице к оси привода (формально - в положительном направлении). Но движение груза в положительном направлении практически не передаётся корпусу мобиля. Слишком мала для этого сила трения. которую преодолевает груз при таком движении. Кроме силы трения груз преодолевает ещё и центробежную силу, создающую отрицательную тяговую силу. Понятно, что мгновенная суммарная тяговая сила является суммой от мгновенных тяговых компонент, генерируемых ВСЕМИ грузами. 2. В ответ на давление груза корпус движителя элементарно ДОЛЖЕН отодвигаться от груза (двигая мобиль в отрицательном направлении).Но для сколько-нибудь заметного отодвигания из-за сил трения требуется, чтобы эти силы трения очень и очень приличными. Поэтому предполагается, что мобиль ДЕЙСТВИТЕЛЬНО двигался бы в отрицательном направлении (не отодвигался бы от груза, а именно двигался бы весь), если бы мгновенная суммарная тяговая сила была бы отрицательной. Но по расчётам она - положительна! 3. Мне, к примеру, не требуется визуальное подтверждение увеличения угловой скорости в позиции, соответствующей максимальному вылету, и её уменьшение в позиции минимального вылета. Этм изменения подтверждаются неоспоримой математикой и подробно описаны в моих статьях. 4. Центробежная сила не порождается силами отталкивания и по этой причине ведёт себя так, как если бы она была приложена к мобилю из вне. Но порождается она внутри и именно поэтому названа КВАЗИвнешней. Алексей, это всё тоже описано в моих статьях. В конце концов, может быть Вам всё-таки решиться и восстановить свои знания по физике, используя для этой цели принцип чтения нужных источников?
№ 447   Алексей   2011-06-02 22:13:27
1. Правильно, стенки корпуса давят на грузы и уменьшают радиус, но с такой же силой грузы давят на стенки корпуса, когда меняют направление движения с отрицательного на положительное. И эта сила давления на корпус в отрицательном участке больше(а вы ее не учитываете) силы давления в положительном участке. Поэтому, если не учитывать увеличение ЦБС в положительном участке, можно было бы предположить, что мобиль должен двигаться в отрицательном направлении, но, поскольку в положительном полуобороте грузы, благодаря увеличению радиуса и приросту угловой скорости (поверю вам на слово) генерируют увеличение ЦБС, то силы в отрицательном и положительном направлениях уравниваются и мобиль не едет. 4. Я согласен, что она проявляет признаки внешней, я даже согласен с термином "квазивнешняя", но я не согласен, что ее нельзя компенсировать внутренней силой.
№ 450   Владимир Максимович   2011-06-02 23:01:47
На №447. Алексей, Ваш комментарий до п.4 требует самостоятельного осмысления. А вот что касается пункта 4, то: 1. Представьте себе игрушку-тележку, стоящую на Вашем столе. Теперь представьте себе, что Вы пальцем своей руки (аналог ВНЕШНЕЙ силы), толкаете эту тележку, и она едет. Попробуйте теперь только СИЛАМИ ОТТАЛКИВАНИЯ друг от друга деталей, находящихся внутри тележки (например, в тележке лежала сжатая цилиндрическая пружина, которая вдруг освободилась), но не имеющих связи с колёсами тележки, остановить её, особенно , когда Ваш палец продолжает тележку толкать. 2. Центробежная сила генерируется ВСЕГДА, если соблюдаются два усовия: движение тела по криволинейной траектории и наличие препятствия, не дающего телу двигаться по касательной к мгновенной точке его траектории. Условия отталкивания тела от чего бы то ни было для генерации ЦБС не требуется!
№ 1730   Fermer05   2016-03-08 12:39:34
F = f - Орбитальное движение планет

Планеты удерживаются на орбите благодаря гравитационной (F) и центробежной (f) силам, которые должны быть взаимно уравновешаны. 
F = f. 
F = G×m1×m2/r2. 
f = m×v2/r. 
Благодаря гравитационной силе планеты не срываются с орбиты, а благодаря центробежной силе планеты не падают на Солнце. 
Полагаю, орбитальное движение планет должно опиратся на равенство F = f. 
http://www.mikesokol.narod.ru/ris9.gif

Считается, что планеты движутся по орбите благодаря только гравитационной силе, без участия центробежной силы. Считается, что центробежная сила (сила инерции) это сила классической механики и что в небесной механике ее не существует, а центростремительная сила (гравитационная сила), это сила небесной механики.. 
Центробежная сила, направлена от центра вращения, а центростремительная сила направлена к центру вращения, а формула у них общая f = m×v2/r. 
Гравитационная сила http://goo.gl/scq3m5
Центробежная сила http://goo.gl/XXuw9I

Наводящие вопросы:
1. Если гравитационная и центростремительная сила, это одно и тоже явление природы, так почему у них разные формулы 
F = G×m1×m2/r2. 
f = m×v2/r.
http://www.physic-in-web.ru/study-22-1.html
2. Как вы думаете, вращались ли бы вокруг Земли ИСЗ, если формула закона всемирного тяготения не была бы открыта.
3. Что делают космонавты, чтобы увеличить радиус орбиты ИСЗ:
а. Повышают центробежную силу, повысив орбитальную скорость.
б. Понижают силу гравитации, выбросив за борт лишний груз.
в. Какую формулу и математический метод расчета используют космонавты для корректировки орбиты, не считая метод тыка.
4. Как в 1666 году открыв силу гравитации объясняли орбитальное движение планет, если формулу центробежной и центростремительной силы открыли гораздо позже.
Полагаю, когда писали закон всемирного тяготения, в это время центробежную силу называли силой инерциии, а формулы еще не было.
Была бы формула, ввели бы и ее.
5. Почему в интернете нету описания орбитального движения планет?
6. Почему в интернете не возможно найти статью о практическом применении формулы центростремительной силы? 
7. Почему в законе всемирного тяготения, об орбитальном движении планет ничего не пишется http://goo.gl/uarUo8
№ 1733   Владимир Максимович   2016-03-08 19:10:26
На №1739
     Какое отношение к самовылету имеют Ваши комментарии?

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]