Аэро-гидро принципы винтового тороида включают в себя: динамический парашют, винтолет, воздушный генератор, вентилятор, воздушную спираль, гидро-лифт, лодочный винтолет, ленточный плуг, спираль содержащую спираль..., другие частные варианты.

        О чем будет идти речь?
        Будет краткое описание господина Винтового тороида с некоторыми частными приложениями.

        Данная тема перекликается с выпуском No 64 за 18.08.2002. "Системы спуска и подъема в воздушной и водной средах",  представленной также в "Общем обозрении",  в выпуске No 66 за 26.09.2002.
с соответствующими ссылками на рисунки.

        Речь пойдет, простите, о некой пружине, свернутой в тороид. Механика пружин исследована вдоль и поперек. Мы настолько привыкли к пружинам, что в подсознании зачастую считаем, что её витки - это пружинная проволока круглого сечения, иногда прямоугольного. К тороидальным формам мы привыкли меньше и ещё меньше обращаем на них внимание. Это пластиковые детские игрушки, наручные браслеты и некоторые женские украшения и приспособления. Тороид это тороид, как он описан в геометрии, его оболочка не всегда сплошная, не всегда он выполнен из пружины. Он может быть выполнен ...
из обычной ленты.

        Как это сделать, то есть сделать его таким же, но конструктивно (принципиально) несколько по-другому? Зачем  это делать и что из этого может получиться? - в этом вся "изюминка". Может быть, полезная в перспективе.

        Выполненные тороидальные конструкции (и макеты) по виду очень красивые. Нужно поскорее некоторые из них показать. Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
        На нижеследующих рисунках представлены  макеты, в том виде, как они отображаются сканером.

        Вы видите два из них. Они действительно красивые, даже в макетном варианте.
На первом рисунке, где 10 волн, ещё можно усмотреть тороид, на втором, где волн 5, он почти скрыт.
Вариантов построений множество. В рамках одного и того же принципа могут быть конструкции с разным числом волн, внешним диаметром, с разным диаметром тороида, способом крепления волн к центральному элементу и тэ дэ.

        Ещё не сказано, что могут, на что способны  эти винтовые тороиды. Об этом будет ниже.
        Вначале нужно о том, как их строить. Постарайтесь получше впитать идею. Оказывается, она совсем-совсем простая, осуществить её проще простого.

        Итак, на поверхность какой-нибудь цилиндрической болванки наматывается по спирали плоская лента. По всей длине намотки на ленту укладывается другая ленточная полоска, может быть, очень узкая, расположенная параллельно оси цилиндра, которая скрепляется с каждой волной, например, приклеивается. Эту скрепляющую полоску можно уложить на цилиндр заранее и по ней (на неё и на цилиндр) наматывать спирально ленту. Как угодно.
        Затем спираль ленты с цилиндра снимается, а скрепляющая полоска преобразуется, сгибается в окружность какого-либо диаметра. Получается винтовой тороид. Концы ленты соединяются друг с другом. Полчаса, - и макет готов.
        После этого наступают ещё более интересные мысли и впечатления. Они ещё долго будут преследовать Вас, вводя в раздумья о бесконечности механики, аэродинамики и воздушного пространства.

        Наступает период конструктивных фантазий. Их у каждого будет достаточное количество.
Материал ленты может быть самый различный: от бумаги и пластика до металла. Вначале делается макет из бумаги, чтобы подержать его в руках, представить со всех сторон, объемно и получше. У Вас могут быть самые различные конструктивные дополнения

        Теперь  можно производить испытания.
        Если подбросить винтовой тороид (ВТ) в воздухе - он автоматически стабилизируется в горизонтальной  плоскости, начинает вращаться, постепенно снижается, сохраняя свое положение и вращение. То есть им развивается сила  устойчивости, и сила, противодействия снижению, направленная вверх. Я выполнил этот опыт,  все происходит как-будто очень просто.
 
 

 
        Динамический парашют.
        Вероятно, одно из  применений  ВТ - это, возможно, динамический вращаюшийся парашют.
Его прообраз Вы видите на первом рисунке. Он летает, стабилизируется, вращается, противодействует снижению, постепенно (по-разному) снижается, сохраняет свою устойчивость и траекторию спуска.
Некоторые опыты были неуспешными (при боковом ветре, возможно, и по другим причинам), малое число волн винтового тороида приводило к большой вертикальной скорости спуска и некоторой неустойчивости, увеличение же числа волн приводит к увеличению веса.
        Если при изготовлении намотку ленты производить не на цилиндре, а на конусе, можно все витки затем сложить один в один и поместить их во внутрь цилиндрической полости, где они будут храниться в упругом состоянии. При освобождении они образуют тороидальный динамический вращающийся парашют (ТДВП).

        Винтолет.
        Если заранее придать винтовому тороиду соответствующее вращение, он развивает силу, направленную вверх и поднимается, затем после израсходования запаса энергии опускается (в режиме авторотации).
        Вероятно, можно представить винтолет, например, с установкой рабочих органов в двух плоскостях: одни сверху кабины с большим диаметром тороида, работающего на малой скорости вращения, другой - снизу кабины с уменьшенным диаметром тороида и увеличенной скоростью противовращения. Пространство внутри малого тороида занимается под шасси или телескопические посадочные штанги. Разворот винтолета для движения в новом направлении осуществляется изменением соотношения скоростей вращения тороидов. Здесь остается много других вопросов (и возможностей) в настоящее время не исследованных.
        Относительно летательных аппаратов винтовой тороид - аэровоздушный рабочий орган самого широкого назначения. Например, соосно установленные винтовые тороиды с противовращением могут приводиться во вращение от педалей, на которые действуют усилия ног человека. Пилот находится снизу, на подвеске, по центру, около оси вращения, находящейся за его спиной. Он действует на педали, которые приводят во вращение винтовые тороиды. Здесь нет утяжеляющих частей летательного аппарата и лишнего груза: в полете учавствуют человек (его масса) и масса двух винтовых тороидов. Возможно, при этом удастся достичь необходимых параметров, обеспечивающих взлет (или достичь их в другой дополнительной модификации).

        Можно конструкцию, представленную на первом рисунке, при одной температуре смять в плоскость (проделайте это сами), получив тонкий диск. При другой температуре, если соответственно подобран материал, она восстановится в прежний вид.
        Таких дисков, уложенных друг на друга, может быть несколько десятков, они собираются в пачку - и восстанавливаются в необходимых условиях, в необходимом количестве в полную первоначальную форму. Затем они используются по назначению. Их первая роль - автоматическое парашютирование. Есть и другие роли.

        Как было показано выше, конструкция винтового тороида выполняется из самых простых элементов - из простой ленты, которой вначале придается спиральная форма, и затем она (полученная форма) вторично переводится, например, в окружность, образуя винтовой тороид. Поэтому несложно создать автомат массового изготовления винтовых тороидов любых размеров.

        Воздушный генератор.
        Винтовые тороиды могут работать в качестве приемников энергии воздушного потока. В этом случае все их свойства сохраняются (может быть, усиливаются). Здесь действие "наоборот":  винтовой тороид установлен неподвижно, стоит на месте, а набегающий воздушный поток приводит его во вращение. Появляется много различных вариантов конструктивного выполнения. Таких, каких душе угодно. Их макетирование весьма  простое. Простор для теории, выполнения исследований и экспериментов.
        В опыте винтовой тороид, подобный показанному на первом рисунке, установленный на оси вращения, под действием потока воздуха входил в быстрое вращение. В тех же условиях двухлопастной винт откликался на воздушный поток хуже.
        Очень удобно (и полезно) использовать сдвоенные винтовые тороиды, установленные соосно друг за другом (или конусные конструкции, описанные ниже).

        Вентилятор.
        Отрезаем кусок цветной пластиковой ленты, наматываем её спирально на цилиндр-болванку, сверлим в каждой волне отверстия по линии вдоль оси цилиндра, вставляем в них маленькие болты. На  полоске другой (второй) ленты тоже сверлим отверстия с тем же шагом, что и по линии вдоль оси цилиндра, накладываем её на маленькие болты, установленные на спирали цилиндра-болванки, так чтобы в отверстия вошли болты. Скрепляем места соединений гайками, снимаем "намотку" с цилиндра и делаем винтовой тороид, изгибая вторую ленту по окружности. Получился винтовой тороид того диаметра, по которому была согнута вторая полоска.
        Одеваем винтовой тороид на обод небольшого велосипедного колеса и закрепляем на нём. Диаметр спирали винтового тороида относительно ширины обода колеса должен быть значительно больше. Закрепляем ось колеса на какой-нибудь опорной пластине или на кронштейне. Устанавливаем винтовой тороид на потолке, прикрепив к потолку опорную пластину. Вентилятор готов.
        Ообод колеса нужно соединить в маховиком электрического двигателя. При включении электродвигателя винтовой тороид вращается относительно оси колеса, работая в качестве вентилятора, у которого появилась новая форма и конструкция.
        Этот же вентилятор, установленный в воздушном потоке работает как воздушный генератор.
        Если была применена достаточно гибкая пластиковая (или иная) лента, можно установить колесо с винтовым тороидом на велосипед и ехать на нем (не одевая на обод пневмокамеры). Можно на один обод установить сразу пару винтовых тороидов.
        Здесь появляется интересный вариант четырехколесного трактора или автокары, колеса которых снабжены винтовыми тороидами, достаточно широкими.
        Вентилятор (винтовой тороид) перешел для действия в качестве опорного органа транспортных средств. Уникальная универсальность.

        Ленточный плуг.
        Вращающийся винтовой тороид, соединенный с приводом, если установить его на подвижном основании, вгрызается в землю, если применить небольшое число волн. Посмотрите на второй рисунок - это как раз то, что может служить в качестве вращающегося плуга. Такой вариант гораздо лучше, чем тащить по полю за трактором неподвижный плуг, создающий неимоверно большое трение, требующий затрат больших энергий и мощностей.
        Вращающийся плуг в движении и отвал земли производит (причем, с рыхлением), так как его профиль -  и ленточный, и винтовой, и спиральный. Если заточить кромки ленты, работа вращающегося плуга будет ещё лучше.
        Здесь нужно только выполнить винтовой тороид из ленты достаточной жесткости.
        В частном случае появляется инструмент ручной обработки почвы. Для этого нужен 5-ти или 3-х волновый винтовой тороид, лента которого выполнена из стали. Он прикрепляется сбоку колесика, которое немного меньше тороида по диаметру и которое Вы катите по полю. Колесико установлено на ручке, подобной ручке лопаты.

        Гидролифт.
        Если ленты винтового тороида полые и в них есть устройства выхода воздуха, а на оси укреплен баллон сжатого газа, то, открыв вентиль, получаем гидролифт, устремляющийся (вращаясь!) вверх. Соответственно, без подачи воздуха он, стабилизируясь, идет вниз.
        Он получает также соответствующую плавучесть, если часть его спиралей находится в воде, а над поверхностью воды другая их часть.

        Воздушная спираль.
        Её прототип - воздушный шар. Воздушная спираль изготавливается так же, как было описано выше. То есть гибкая лента наматывается спирально на болванку...и так далее. Отличие в самой ленте. Она полая и резинистая, имеет ниппель подачи воздуха, через который в неё можно накачать воздух или другой газ.
        В процессе изготовления воздушная спираль представляет собой винтовой тороид. После закачки в полость ленты воздуха превращается в воздушную спираль в форме тороида, в котором лента приобретает вид раздутого спирального цилиндра.
        При соответствующих условиях такая "аэро-тороидальная колбаса" поднимается вверх или опускается вниз. В ней сохраняются все качества винтового тороида, дополненные аэроэффектом.

        Лодочный винтолёт.
        Он напоминает вертолет, но с точностью до наоборот. Два винтовых тороида с полыми лентами опускаются на поверхность воды и приводятся в противовращение. Между ними устанавливается полость лодки с  приводом к осям винтовых тороидов. При этом корпус лодки может не касаться воды.
        При работе "лодочных тороидов" они поднимаются вместе с лодкой из воды немного вверх, создают дополнительную плавучесть, скольжение по поверхности, вместе с тем появляется усилие движения, - начинается глиссирующее движение такой системы по поверхности воды. "Лодочные тороиды" взаимодействуют при этом как с водой (своей нижней частью), так и дополнительно с воздухом (верхней частью).
        Вверху, над лодкой тоже может быть установлен винтовой тороид, играющий в этом случае роль динимического паруса.

        Спираль, содержащая спираль.
        Расширяем рамки конструкции винтового тороида. Делаем всё так, как было описано выше. Только увеличиваем длину "намотки" на цилиндр-болванку. После того, как она снята с технологической основы, скрепляющую ленту не формируем в виде окружности, а делаем её тоже в виде...спирали, например, конусного типа. Получится, что винтовой тороид превращается в конусообразный вид, в котором винтовые тороидальные витки от основания к вершине постепенно уменьшаются в диаметре.
        Таким образом, конусная спираль, сформированная скрепляющей лентой, сама по себе будет выполнена в виде непрерывной спиральной ленты, уходящей по конусу к вершине. Если сложить конус в плоскость, в плоскость сложится и спиральная лента. Вытянув "центр" сложения вверх, вновь получим конусную конструкцию.
        Можно пустить внутри спирали шарик, он будет скатываться по внутренней полости ленты от вершины к основанию конуса.
        Смысл преобразования, получения "спирали в спирали", не только теоретический, но и практический. В этом случае качества винтового тороида, представляющего собой частный случай пространственных спиралей, усиливаются. Эффективнее работает вентилятор, воздушный генератор, парашют и все другие частные модификации.
        Краткое описание смотрите в Cesiy5.
        Cs. 31.05.2003.

Ведущий и автор Cesiy                                          Архив Рассылки