Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 16.12.2010
Последнее обновление: 16.12.2010

 

От 15.12.10

 

Текст слегка мною исправлен. В основном, - недостающие запятые.

Выделения в тексте – мои.

Красные цифры – места, привлёкшие моё внимание

 

     Уважаемый Владимир Максимович, я не в том смысле, чтоб похвастаться - вышел из этого возраста. Вы просчитали все арифметически, есть способ проще - геометрический.

     Представьте, что грузов - 4 под 90 градусов, соответственно, каждый.

     Сместите центр вращения относительно центра окружности.

     Постройте векторы 1. тяги каждого груза при вращении. 2. Модули векторов должны соответствовать расстоянию от центра грузов до центра вращения. Чем больше расстояние, тем больше линейная скорость на окружности, и соответственно большее на нее 3. давление.

     Теперь остаётся только построить 4. результирующий вектор.

     При повороте этого 5. ротора на любой угол, направление вектора тяги и 6. его модуль будут всегда одинаковы.

     Есть два нюанса. Грузов должно быть не менее 4-х, иначе будет 7. бить. Больше -  тоже не имеет смысла, так как, чтобы получить максимальную тягу вверх, центр вращения нужно сместить как 8. можно больше вниз. При этом два соседних груза теоретически должны сойтись в одну точку. На практике этого добиться 9. невозможно технически, и чем больше у нас грузов, тем на меньшее расстояние от центра окружности мы можем сместить центр вращения. Грузы просто будут мешать друг другу. Поэтому оптимально их 10. 4.

     К этому же есть еще один нюанс. При увеличении количества грузов соответственно увеличивается и тяга, но и вес машины в целом. Это не рационально. По закону Ньютона для увеличения тяги в 2 раза нам придется либо увеличить массу грузов в 2 раза, либо увеличить в 2 раза количество грузов при той же массе. Зато чтобы увеличить тягу в 4 раза достаточно увеличить число оборотов в 2 раза. В формуле число оборотов - в квадрате. При этом вес останется прежним. Правда, с другой стороны, для этого нужно увеличить мощность двигателя, но это уже совсем другой вопрос. Как-нибудь выложу выведенную формулу тяги. Просто не освоил ещё, как здесь написать формулы. 11.

     А началось еще с журнала "Юный техник" где-то 72 года. Там была такая игрушка: вращался эксцентрик, и игрушка рывками двигалась вперед. Я задумался тогда, как движение сделать плавным поступательным. Теоретически, чтобы была плавная тяга, нужно на опору закрепить, допустим, 360 таких устройств и повернуть ось каждого на один градус. Но это громоздко и не практично. Потом мысли пошли дальше. Почему бьёт точило, если камень закреплён не точно по центру масс? Причем, сила может разнести станок при большом смещении. Потом понял, В разный момент времени 12. результирующий вектор центробежных сил разных точек круга хоть и равен по модулю, но направлен в 13. разный момент времени в разные стороны, отсюда биение.

     Вопрос.

     Как управлять 14. модулем? Менять смещение центра массы относительно центра вращения.

     А как сделать так, чтобы 15. направление вектора тяги не менялось во времени? Так появилась схема устройства, как и у Вас. Осталось только всё просчитать. Я, в общем-то, сначала не поверил мыслям, к которым пришёл. Но расчёт показал, что это действительно так. Тогда я сделал опытный образец, чтоб проверить правильность работы самого принципа устройства. Большая консервная банка из-под кильки, 8 подшипников, диск из текстолита и пластмассовые рельсы из шахт киповских приборов. При массе подшипников и 16. определённой частоте вращения, тяга должна была теоретически составить 300 грамм. Учитывая погрешность измерительных приборов, она примерно такой и была. Идея работает.

     Это был первый вариант устройства. Есть минус. Два боковых вектора компенсируют друг друга и отвечают за силу, которая пытается вернуть центр вращения 17. к центру окружности. Результирующая остальных двух и есть сила тяги. Причем вектор направленный назад - паразитический.

     В следующих двух вариантах я рассматриваю метод его удаления. Но об этом потом. Кстати, диаметр 18. окружности вращения вообще не влияет на силу тяги. Когда в формуле он сократился в числителе и в знаменателе, я подумал, что это ошибка. Пересчитал несколько раз, но все правильно. Оказалось, что при уменьшении диаметра окружности вращения, при той же частоте уменьшается линейная скорость груза, что ведет к уменьшению давления на стенку окружности, но увеличивается кривизна поверхности, а соответственно и 19. давление на нее, что и компенсирует друг друга. Задача только всунуть механизм в данный диаметр.

 

От 16.12.10

 

1.   Если речь идёт о тяговой силе, то вектор должен иметь направление вверх. Я правильно понимаю?

2.   Что означает «соответствовать расстоянию»? Скорее всего, Вы предлагаете за размер вектора принять размер расстояния от оси вращения до центра груза в мгновенной точке его нахождения. Я правильно понимаю? Если неправильно, то какой размер должен быть у конкретного вектора?

3.   Связь между величиной давления и тяговой силой не такая однозначная, как она представлена Вами. Например, давление груза в позиции горизонтального положения его радиуса (вылета) будет достаточно ощутимым, но тяговая компонента от этого конкретного груза будет нулевой!

4.   Что Вы называете «результирующим вектором» и что именно он «результирует»?

5.   Что у Вас считается ротором?

6.   Направление тяги и вправду будет всегда одинаковым. Но только в том случае, если она, как ей и положено, направлена вверх (по Вашей схеме, которую я так и не видел). Но, что при повороте ротора ещё и модуль вектора сохраняет свою величину – уже нонсенс. Выше, в п.3 я уже назвал, что при нулевом угле модуль тяги будет нулевым. В то время как при угле 90º он будет максимальным. В промежуточных позициях его величина меняется от нуля до максимума.

7.   Кто и кого будет бить? Если речь идёт о пульсациях движителя, то «бить» его будет при любом количестве грузов. Просто, чем больше грузов, тем меньше «бьёт».

8.   Похоже, что Вы, Dеmis64, лукавите, говоря о том, что Ваш движитель работает. Центробежный движитель с самовылетными грузами принципиально НЕ допускает максимализации эксцентриситета!

9.   Технически это как раз – возможно! Достаточно разместить грузы на разных уровнях так, чтобы в нижней позиции они оказались друг перед другом (при вертикальном положении движителя).

10. По какому параметру Вы оцениваете «оптимальность»?

11. Увеличение количества грузов никак не мешает увеличению числа оборотов. Похоже, что Вы никогда НЕ пытались увеличить число оборотов центробежного движителя.

12. У камня, вращающегося в точиле «результирующий вектор центробежных сил» равен нулю. И по этой причине вообще никуда не направлен!

13. Во вращающемся маховике не «результирующий вектор центробежных сил» направлен в разные стороны, а центробежные силы, генерируемые в каждой точке маховика.

14. Что здесь понимается под «модулем»? Вероятно, речь идёт о размере вектора?

15. Необходимо сначала определиться с термином «направление тяги». Под этим термином можно понимать мгновенное направление движения центробежного устройства.

      Это направление может непрерывно, например, вращаться вокруг оси вращающегося ротора.

      Это направление может быть возвратно-поступательным.

      И так далее.

      Термином «направление тяги» можно обозначить такое направление, которое выбрано для движения мобиля.

      В соответствии с принятым определением становится понятным термин «направление вектора тяги».

16. Чем же определилась и почему сохраняется в тайне Ваша «определённая частота вращения»? Получить в консервной банке тяговую силу в 0.3кг – это не фунт изюма! Это очень даже серьёзное достижение!

17. «Центр вращения» чего? Грузы «бегают» по круговой траектории, имеющей свой собственный центр. Иногда встречается фраза типа: «Грузы вращаются вокруг центра траектории».

      Ротор тоже вращается. Но уже вокруг собственной оси, не совпадающей с центром траектории.

18. Что такое «окружность вращения», которая не влияет на величину тяги?

19. Давление на стенку оказывает центробежная сила. Величина этой силы пропорциональна вылету вращающегося груза. При уменьшении кривизны вылет уменьшается. Следовательно, неизбежно будет уменьшаться и центробежная сила. А вместе с ней – тяговая компонента.


Просмотров: 2450

Комментарии к статье:

№ 212   Demis64   2010-17-12 01:20:52
Здравствуйте, уважаемый Владимир Максимович. Прочитал ваш комментарий и понял, что вы не очень представляете мой движитель, хотя мне показалось он идентичен вашему. Давайте по порядку: 1. В том положении как расположен ваш рисунок, вектор тяги направлен вверх, вы поняли абсолютно правильно. При таком положении грузов относительно центра вращения вектор тяги будет всегда направлен в сторону большего плеча, ибо именно у этого груза линейная скорость максимальна, а значит максимально и давление на окружность. 2.Модули векторов действительно должны пропорционально соответствовать расстоянию. Здесь вы тоже все правильно поняли. 3.И здесь вы правы. я не стал подробно объяснят. Конечно же модуль равен сумме векторов в этой точке и перпендикулярен касательной. 4. Результирующим вектором я называю сумму векторов всех грузов оказывающих давление на окружность при их вращении. 5. Ротором у меня является сборка из 4-х грузов расположенных на телескопических или скользящих направляющих под 90 градусов относительно друг друга и вращающихся вокруг центра смещенного относительно центра окружности на определенную величину. Причем, чем больше смещение, тем больше тяга движителя. 6. Вы меня не поняли. Я говорю не о векторе тяги или давления одного груза, а о результирующем векторе всех 4-х грузов. При вращении направления и модули векторов будут постоянно меняться, но результирующий вектор всегда будет оставаться постоянным по модулю и сохранять направление при условии, что во время вращения не будет меняться положение центра вращения относительно центра окружности и сохранения числа оборотов движителя. 7. Здесь вы абсолютно не правы. Еще раз призываю вас построить диаграмму векторов и суммируйте их, я имею ввиду геометрически. Вы сами все увидите. Если вектор постоянно направлен в одну сторону и равен по модулю ни какой вибрации не будет. Еще раз обращаю ваше внимание - при условии, что грузов будет не менее 4-х, и они будут все одинаковой массы. 8. Вот здесь уже я не понял, что вы имеете ввиду под максимализацией эксцентриситета? 9. Согласен, но гораздо проще это сделать при меньшем количестве грузов. При большом количестве грузов их расположение друг перед другом может повлиять на изменение плоскости вращения. Еще раз повторяю, что мощности движителя гораздо проще добиться увеличением числа оборотов. Хоть и одно не противоречит другому. Но увеличение количества грузов ведет к увеличению массы движителя в целом. 10. Оптимальность я оцениваю из соотношения мощности устройства на единицу его массы. Например: 1 кВт / 1т. При увеличении числа грузов уменьшается соотношение 11. Абсолютно правильно, я выше об этом упоминал. Вот только мне не понятна причинно следственная связь первого предложения со вторым. Цитирую: "Увеличение количества грузов никак не мешает увеличению числа оборотов. Похоже, что Вы никогда НЕ пытались увеличить число оборотов центробежного движителя." 12. У камня точильного станка, зажатого со смещением центра масс относительно центра вращения, результирующий вектор нулю не равен, иначе станок не скакал бы по столу и не грозился бы разнести мастерскую. При центре масс находящемся в центре вращения результирующий вектор центробежных сил действительно равен нулю для этого и балансируют колеса автомобиля. 13.Здесь я вообще ничего не понял, мы говорим все время о результирующем векторе направленном в одну сторону, а не в разные. 14. Совершенно верно - речь идет о размере вектора. 15. Здесь вы тоже все правильно поняли. Это действительно мгновенное направление движения центробежного устройства, но в любое мгновение оно направлено в одну сторону и постоянно, чего мы в принципе и добиваемся. 16. Тайны в частоте вращения никакой нет. Она может быть любой. От этого зависит только величина модуля вектора тяги. Для удобства в расчетах, я ее принял 1000 об/мин. Серьезное, но недолгое, банка потеряла округляю форму, и началась вибрация. Частота вращения конечно не была 1000 об/мин. а была такой, какой ей позволила быть частота вращения шуруповерта на аккумуляторах. Я уже не помню сколько, это было в 2005 году. Сначала я замерил ее тахометром. Помню только конечный результат. Но для примера сейчас по выведенной тогда формуле тяги посчитал результат: При массе грузов - 1 кг. Частоте вращения - 1000 об/мин Смещения центра вращения относительно центра окружности равного - 0,1 м Количества грузов - 4 Сила тяги равна - 4386 Н или 439 кг. Ну если принять, что g = 10, а не 9.8 17. Центр вращения - это то, вокруг чего вращаются грузы, а центр траектории - это как раз и есть центр той окружности в которой и вращаются грузы. Центр вращения и центр траектории не совпадают, в этом то и весь смысл. 18. Окружность вращения, которая не влияет на величину тяги это как раз та траектория по которой вращаются грузы. Ее диаметр никак не влияет на параметры устройства кроме габаритного размера. 19. Справедливо только первое предложение. Вдумайтесь во второе. Кривизна поверхности уменьшается при увеличении диаметра и, как следствие, увеличении вылета. А вылет уменьшается при уменьшении диаметра, и как следствие, увеличении кривизны. Как известно, катясь по абсолютно плоской поверхности груз не оказывает на нее никакого давления. Я не имею ввиду силу тяжести, мы говорим только о центробежной силе. С уважением Demis64
№ 213   Владимир Максимович   2010-17-12 10:34:21
На №212. Г-н Demis64, предлагаю выслать мне по электронной почте petrovla@ya.ru схему Вашего движителя. Ваш ответ на мои комментарии даёт основания для предметного разговора.

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]