Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Технические фантазии в реальном воплощении

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Очевидное-Невероятное" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Март 2002   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Автор
BorislavD

Статистика

3.316 подписчиков
-2 за неделю
←   Все выпуски   →

Технические фантазии в реальном воплощении # 45


Служба Рассылок Subscribe.Ru
boat
Технические фантазии в реальном воплощении
Код tech.tft
Плавательные средства.
Выпуск No 45.
Автор и ведущий Cesiy
Самоходная динамическая лодка без весел.
Автономные устройства движения
с участием человека и приводных механизмов.
Динамика секторного диска и других профилей
в жидкой среде.

1. Введение.

        В нас давно "сидит" привычка:  лодка - значит, грести веслами (по воде). Велосипед - соответсвенно, "грести"  колесом через педали и цепную передачу (по земле). Это, чтобы достигнуть одну и ту же цель - двигаться. В воздухе и в воде для этой же цели применяют ещё и винт. На автомашинах - опорные органы в виде круглых колес. На танках и тракторах - гусеницы. Неимоверное "совершенство" техники! И только сам человек идёт по земле всеобщим свободным естественным образом - шагая.
        Вращательные движения в природе не применяются. Полет в воздухе производится циклическим действием поступательно движущихся органов. По земле и по воде - тем же способом. В воде - более оригинально, экономно, можно даже сказать, что "разумно", волнообразно, но более сложно (для попытки практического исполнения в механике).
        Не "применяются" ни суда на воздушной подушке, ни  неподвижные подводные и воздушные крылья, ни винты и вертолеты, и так называемые самолеты, которые "успешно" придумала человеческая ищущая мысль.
       Человек не смотрел вокруг, не до этого было. И не мог понять заранее, почему так происходит (вокруг). Почему принят единый универсальный принцип механизма движения, который не описывается ни в каких учебниках.
        Кстати, до сих пор не понят общий принятый универсальный принцип механики построения организмов и биологический принцип жизни. Три кита: строение, движение, жизнь. Присоединяется ещё к этому вся динамика действующих и воспринимающих сил, различных возможностей и максимальная экономичность.
        Чтобы летать (приоритет птиц - построенных по особому природному принципу - для воздуха) мы применяем самое простое - винт и крылья, однако, теряем в экономичности, в самом главном факторе жизни. В природе эта госпожа на первом месте - и, как показывает мировой опыт, совсем недаром. Быстрее летать - терять ещё больше.
        Чтобы плыть (приоритет рыб - построенных по специальной природной конструкции - для воды) мы применяем закон Архимеда и лодочный принцип движения по поверхности, который отброшен из-за неэкономичности миллионы лет назад - об этом забыли, может быть, не знали. На разделе двух сред нельзя по определенным условиям производить погружение в обе среды. Примеры этому рыбы, птицы, жуки, сам человек. Потому что произойдет так, что в этом случае в одной из сред режим будет экономичней, чем в другой, а это неприемлемо.
        Вот и стремяться уйти от этого, строят суда на подводных крыльях или на воздушной подушке, углубляясь в тупик ещё больше. Потому что при этом забывают, что на разделе сред нужны механизмы шагающие - они самые-самые, а в самих средах  (быть или не быть?) природой определен (и недаром определен!) циклический принцип получения движения в условиях сил тяготения, как самый экономичный. И т.д.
        Зачем такое введение?

2.

        Введение было для того, чтобы показать, что Самоходная динамическая лодка по своей, задуманной человеком,  природе осуществит (вернее, не осуществит) задуманную мечту - двигаться максимально экономично и удобно. Потому что она - это механизм сразу двух сред. Где-то теряем, где-то находим. Здесь теряем сразу в обеих средах. В воде плаваем, вытеснив объем, при этом вытесняющие силы статически действуют на поверхность, создавая трение, а лодку стремятся представить в динамике, кроме того, она с жестким "шершавым" корпусом - потери увеличиваются, управляемость близка к нулю. Во вторых, одновременно двигаемся в другой среде, в воздухе, не используя никак его качеств для движения (идет только торможение), потому что приоритет отдается "водной" динамике, она определяет экономичность, но определяет самую низкую экономичность. Чего достигли?
        Даже если мы исключим все недостатки такого устройства как лодка, сделав все, как говорится, ОК! то есть поместив в воду пловца, или самого себя, как плавательного организма (на самом деле это не так!), и начнем движение - получится ещё хуже. Получим ноль экономичности и самую низкую скорость. Потому что не приспособлены, не отработаны для плавания, а тем более сразу в двух средах. Можно сколько угодно проводить соревнования пловцов, и каждый раз, и из года в год показатели будут улучшаться.
        Почему? Потому что открыта дорога улучшений - это неприспособленность организма человека как для плавания, так и для движения в двух средах сразу. Улучшения можно получать бесконечно (в течение миллиона лет!). Очень хороший вид спорта!

3.

        Если дать человеку-пловцу или этой, извините, плавающей "лодке" устройства динамического движения в воде (воздух пока подождет), их показатели резко улучшаться. Возрастет скорость, появятся новые силы для движения, появится новый вид движения и новый вид спорта. Человек поймет, что плавать отдельно от них - это ничего хорошего. Также, как и в воздухе.
        Также, как со старыми действиями веслами или ластами.
        Начнется улучшение не пловца и его "искусства" плавать, не вида лодки, а их механизмов движения (не подумайте здесь об известном и плохом - о применении в воде винтов). Механизмы движения - самые лучшие механизмы движения - в природе на первом месте. Их роль очень высокая. Посмотрите, например, сами на себя.
        Подготовка видов и принципов устройств для движения и устройств, помогающих движению, началась в выпусках tech.tft уже давно. Нужно ознакомиться с несколькими предыдущими -  в них все эти устройства уже показаны (но были применены для других целей).
        К ним, в частности, относятся секторный диск, механизм гусеничной тележки и схемы в выпусках о редукторах. Нужно иметь в виду те действия перечисленных устройств, которые были направлены на поступательное движение их органов и реактивно к достижению движения механизма, как объекта движения.

4.

        Пловец вынимает руки из воды (рыба своих плавников не вынимает), чтобы облегчить их перенос в начальное положение - своеобразное обеспечение цикличности движения. То же самое производят с веслами. Можно применить "принцип вынимания" (в первом приближении) к лодке, установив на ней в качестве рабочих органов секторные диски. Они могут быть где угодно, например, на тех же веслах. Это очень просто и не стоит об этом продолжать.
        На рисунке показана лодка, без весел, но с механизмом, взятым из разряда  известных -  гусеница, половина которой опущена в воду. Вид лодки с гусеницей сбоку представлен на рисунке, обозначенном как "Boat-a".

        На этом рисунке обозначено: 1 - вал, 2 - ступица, 3 - гусеница или цепь, 4 - секторный диск. Всё остальное - это сама лодка на воде и "капитан" в ней, плюс обязательная принадлежность - флаг.
        Вероятно, очень понятно, что весел нет, а движение лодки вперед (или назад) осуществляется с помощью действия гусеницы с укрепленными на ней секторными дисками. Ступица 2 - это в самом первом приближении велосипедная "звездочка" на валу 1.
        Вал проходит внутри и частично снаружи корпуса лодки, "трюм" защищен от попадания воды сальниками. Кроме того, он имеет педали и обгонную велосипедную втулку, дающую возможность действовать на педали в фазе обгона. Педалей две - под две ноги "капитана", он олицетворяет собой все функции: от матроса до капитана, от приводного механизма до навигационного прибора.
        На педали можно действовать как обеими ногами сразу, так и поочередно. Их возврат к ноге производится пружиной.
        Как видно, весь механизм состоит только из указанных частей - это два полых вала, на один из которых устанавливаются педали, четыре ступицы, одеваемые на валы снаружи и две гусеницы с укрепленными на них секторными дисками. Вместо секторных дисков на гусеницы можно "повесить" что угодно - всё равно движение лодки будет осуществлено (не высовывая руки за борт). Без этих "навесных" устройств - лодка как лодка, с ними - это вид бесшумного удобного катера.
        Все эти навесные устройства могут быть, например, от велосипеда (гусеницу лучше сделать из зубчатого или клинового ремня). Остальные элементы велосипеда не нужны, кроме руля (как его использовать? Как обычно - в  данную тему это не входит).
        Таким образом, вес и габарит элементов будет меньше веса и габарита велосипеда (рама выбрасывается), они могут быть уложены в специальный рюкзак и доставляться в нём к лодке, если есть желание пройти по воде быстрее, легче, удобнее и дальше. Велосипедная рама на воде и в лодке роли не играет. Если такого желания нет, действует старинная инерция - берите весла в ту же лодку и гребите что есть сил.

5.

        Если нет желаний работать самому, присоедините в валу электропривод с легким одноступенчатым редуктором, уложите в лодку один-два аккумулятора и включите выключатель подачи питания - лодка пойдет от электропривода. Когда он "устанет", сами вступайте в дело и - вперед!
        Если нет желания конструировать, чтобы подсоединить к валу электропривод (хотя это не похоже на сложное конструирование), не нужно этим заниматься. Возьмите редуктор электропривода  в руки (тот, который был показан ранее и содержал пластины на эксцентриковых валах), уберите с него выходной вал и установите движущиеся пластины прямо на верхнюю часть гусеницы лодки. Этого будет достаточно, чтобы при работе электродвигателя движущиеся пластины "тянули" гусеницу - никакого редуктора не нужно. В них, в "эксцентриковых" пластинах, установленных на эксцентриках заключено всё: и шаговый ход, и редуктор, и выходная часть электропривода, и удобство подсоединения, и другое, почти всё то, что было описано в той же функции при рассмотрении гусеничной тележки. На всякий случай, в виде напоминания посмотрите ещё раз вид эксцентрикового редуктора (Boat-c).


 
 
 
 
 
 
 
 
 

Другая схема "редукторной функции" (для воды) будет показана здесь ниже.
        Будет показано и некоторое другое. То, что также было применено ранее для гусеничной тележки (когда она освобождалась от гусениц и катков), чтобы имела возможность движения и ходовую часть в виде движущихся плоскостей эксцентриковых пластин. Только здесь "эти вещи" будут опущены в воду (Boat-d).
 
 

        "Водный" вариант редуктора имеет следующие обозначения: 1 - эксцентриковый вал, 2 - двойной эксцентрик, 3 - эксцентриковая платина, 4 - секторный диск или другой навесной элемент, например, крыльевой профиль.
        Нужно иметь в виду, что навесные элементы на эксцентриковых пластинах могут (в "водном варианте) устанавливаться в любом месте и любым образом относительно поверхности эксцентриковых пластин. Получился новый вид механизма для движения (и, вероятно, обеспечения дополнительной плавучести) в водной среде.
        Здесь усматривается и более фантастический вариант. Если элементы 4 выполнить в виде понтонов - длина эксцентриковых пластин вдоль продольной оси лодки любая, - произойдет взвешивание судна на понтонах. При их движении вместе с пластинами (траектория движения равна окружности с диаметром 2) судно получит скользящее движение по поверхности воды.
        Ещё более фантастический вариант состоит в том, что судно, подойдя к берегу, выйдет на сушу и пойдет по ней дальше - независимо от вида поверхности: песок, трава, болото или другое водное пространство.
        Таким образом, может получиться универсальный транспорт, движущийся по любой поверхности.

        Дальнейшая фантастика - это установка вместо двух простых эксцентриковых пластин двух плоскостей крыльев.      При вращении эксцентриков и движении крыльев по траектории окружности возникнет подъемная сила!
        Здесь дополнительно нужно иметь в виду, что несмотря на фактор большой площади крыльев и их массу момент инерции масс, приведенный к оси 1 может оказаться незначительным, поскольку величина диаметра 2 мала.
        При достижении соответствующей скорости вращения вала 1 подъемная сила может превысить вес объекта. Имеет значение установка угла атаки.

6.

        И ещё одно замечание. Не сравнивайте лодку с указанным гусеничным приводом с колесным пароходом. Во-первых, это лодка, а не пароход - что имеет значение. И положительное значение такой лодки и "капитана" в ней в том, что они не могут бесцельно и бессмысленно тратить силы и энергию, чтобы получить хоть какое-то движение, как это было осуществлено в колесном пароходе. Потому что нет угля и пара, которые были там.
        Во-вторых, у парохода колесо было (и должно было быть) круглое. При этом оно по-настоящему тянуло своими деревянными лопастями только тогда, когда они занимали нижнюю точку, и было это с КПД ниже паровозного. В лодке этот "эффект" отсутствует. Гусеница тянет по всей своей длине, причем элементы "тяги" могут заменяться как на силовые, так и на быстроходные. Получается, что колесо больше бурлит, чем тянет, особенно, если увеличить скорость его вращения. И т.д.
        Нужно ещё учесть и пароходный механизм привода к колесу, его действие, КПД, экономичность, вес. Как говорится, "Америка России подарила пароход - огромные колеса и очень тихий ход", что все знают. Можно ещё многое добавить.

7.

        Чтобы ещё более проникнуться смыслом и представить картину гусеничной лодки, похожей на гусеничную тележку, и увидеть (или не увидеть) отличия наземного транспорта от водного, посмотрите схему той же лодки в поперечном разрезе. Она обозначена как "Boat-b".

        Здесь вновь не видно ничего нового, лодка и лодка с боковыми элементами, опущенными наполовину в воду. Что это за элементы, было показано чуть выше. Отличие этой лодки от гусеничной тележки в том, что (хочешь - не хочешь) корпус плавает, а боковые элементы тянут. Можно, конечно, опираться и плыть на них, с КПД 0,1%, если увеличить скорость.

8.

        Однако посмотрим дальше.
        Вместо секторных дисков на гусеницу можно поставить крыльевые профили, почти как на судах с подводными крыльями. Правда, там они прикреплены к корпусу и неподвижны. Здесь, может быть, будет другой эффект. Нужны натурные испытания. Во всяком случае, может быть достаточно интересное исследование: движущиеся подводные крылья (чего не было ни в водном, ни в воздушном транспорте).
        Их движение в воде идет в обратную сторону, а в воздухе - по направлению хода судна . Что-то в этом есть!
        На первый взгляд не будет того "рычания", которое производит катер с подводными крыльями на всех режимах, не зря называемый "Ракетой". Во-вторых, выход на крылья даст глиссирование их по поверхности, а не движение в воде - можно будет уйти от участия в движении в двух средах. В третьих, движение на крыльях, движущихся назад, - это, возможно, новый вид динамической плавучести, где как угол атаки, так и лобовое сопротивление будут играть положительную роль. Заметьте, что никакой колесный пароход об этом и не мечтал. Посмотрите на рисунок, нетрудно представить его таким, когда элементы позиции 3 скользят по поверхности.
        Может наступает "эра" самопроизвольной автоматизации? Примерно так, как это показано в выпуске под названием "Сезон парашютирования", когда в зависимости от скорости полета и других факторов на крыле устанавливался необходимый угол атаки. В этом случае есть и такая возможность. И т.д.
        И другое, основное отличие. Гусеничная тележка, танк, трактор опираются на катки, а те в свою очередь на гусеницы. Что заставляет объект двигаться вперед? Принудительное качение катка по поверхности. Здесь неважно, по какой поверхности. Эта поверхность может убираться, может не убираться - все равно. В каждый момент времени при неподвижной гусенице объект относительно неё и среды движется вперед, и, наоборот, нижняя половина гусеницы относительно объекта движется назад.  Относительно среды гусеница  неподвижна.
        В гусеничной лодке почти то же самое: объект относительно воды движется вперед, гусеница относительно объекта движется назад, и она же (её часть) относительно среды движется назад. В гусеничных машинах гусеница относительно среды  неподвижна. В этом отличие. Жидкая среда допускает движение двух связанных между собой и со средой элементов с разными направлениями и скоростями. Где это видано? Нет такого ни в танках, ни в самолетах, ни в кораблях, а только частично так движется в определенной фазе винт вертолета и масса газов ракеты.
        Чувствуете, идем к принципу реактивного движения. Если силу направить в одну сторону, опираясь на объект, относительно объекта, как, например, простите, действует весло, объект (лодка) станет реактивно двигаться в противоположную сторону, если движение в противоположную сторону возможно. Если оно невозможно, объект останется на месте.
        В воздухе, в безвоздушном пространстве, в воде, на разделе сред вода-воздух такая возможность есть. Танк движется, как уже говорилось, по иным принципам, не реактивным, потому что среда не допускает, в общем, такой возможности при данных условиях.

9.

        Итак, начав с замены весел на лодке на механизм гусеницы с различными элементами, в частности, "редукторными", можно прийти (можно не прийти) к возможности движения с глиссированием по поверхности, а также к новому виду обеспечения движения и динамической плавучести (не учтенных Архимедом).
        Частные случаи такого вида плавучести и полета теперь широко применяются в технике. Это суда на подводных крыльях и самолеты - с неподвижно установленными относительно корпуса крыльевыми профилями. Несколько более приближены к динамической плавучести вертолеты и динамические парашюты, имеющие крыльевые профили (без обеспечения движения).
        Полную динамическую плавучесть создает поступательно движущийся относительно корпуса крыльевой профиль, укрепленный, например, на гусенице, создает он и тягу, а также автоматический  выход на поверхность с глиссированием по ней в зависимости от скорости гусеницы! Также в зависимости  от действия механизма установки угла атаки. Так-то вот!

10.

        Теперь спустимся на Землю, вернемся назад и посмотрим то, ради чего начали. Посмотрим вновь на обычную лодку (без весел). Для неё нужен движитель. Делаем его самым простым - это штанга с секторным диском. Вы сидите в лодке и перемещаете кольцо штанги руками, ногами или обеими вместе.
        Штанга проходит по дну лодки через шаровой шарнир, и может быть установлена под любым углом. В этом случае можно даже лежа приводить лодку в движение, а также управлять ею. Схема такой лодки названа Boat-e.

    На схеме обозначено: 1 - штанга, 2 - шарнир, 3 - секторный диск.
 

Рисунок секторного диска взят из предыдущих выпусков, здесь он назван Boat-f.
 


 

Таким образом, это почти всё о динамической лодке. Однако кое-что ешё осталось.

Ведущий и автор Cesiy                     Архив Рассылки                                 Рассылка 'Технические фантазии в реальном воплощении'
 
 
 
 
 
 
 
 
 

http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru 		Отписаться
Убрать рекламу
В избранное