|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ОСОБИСТИЙ ТРАНСПОРТ: НАЗЕМНИЙ, ВОДНИЙ, ПОВІТРЯНИЙ
Католіт стартує завтра. Особистий транспорт
Довідник / Особистий транспорт: наземний, водний, повітряний На столі – цілий парк незвичайних транспортних "машин": ні коліс, ні гусениць, ні лиж. Проте вони рухаються. Але й сам їхній рух теж незвичайний: одночасно і по землі, і по повітрю. Невипадково творці назвали їх католетами. Цим невеликим моделям належить велике майбутнє: вони відкривають новий напрямок в еволюції транспорту. На розроблені в Краматорську інерційно-імпульсні машини Комітет у справах винаходів та відкриттів видав три авторські свідоцтва. Вперше у світовій практиці реально доведено, що підвищення експлуатаційних характеристик транспортних засобів можна досягти, використовуючи як рушій не колесо, як вважалося досі, а частина колеса: сам корпус машини у формі півсфери служить рушієм. Новий вид транспорту обіцяє бути більш економічним, воістину всюдихідним; здатним пересуватися по суші та воді, долати глибокий сніг, піски та болота. У природі спостерігається парадоксальна закономірність; чим нижче за своїм розвитком живі істоти, тим більше ніг їм потрібно для пересування. Згадайте, у гусениці та сороконіжки їх кілька десятків; у мух і жуків – лише шість; у стопоходящих тварин – чотири, а у людини – всього дві. Техніка вже багато чого запозичила у природи. Але якщо слідувати згаданій закономірності, досконалішим варіантом, скажімо, для транспорту став би автомобіль без коліс: з одноопорним рушієм. Дітище краматорських винахідників відповідає саме цій парадоксальній гіпотезі: у нього справді одноопорний рушій, у ролі якого виступає... сам корпус машини, а як рушійна сила - інерційний імпульс. Від машини Діна - до імпульсних всюдиходів Тут відразу згадується історія з так званою інерційною машиною Діна. Експерт із закладу нерухомості, любитель-дилетант в галузі конструювання механічних систем, Норман Дін три роки штурмував патентні служби США, поки не отримав патент № 2886976 на "Пристрій для перетворення обертального руху частин системи на прямолінійний рух самої системи". У апарата був звичних рушіїв; він повинен переміщатися за рахунок інерційних сил, що виникають усередині його. Однак він міг лише смикатися на горизонтальній поверхні - і тільки. Швидкострільна стрілянина сенсаційними публікаціями про машину Діна незабаром затихла, і про новоявлене технічне диво почали потроху забувати. Тим більше, що подібні апарати нібито суперечили законам фізики. Але в тому й річ, що знаходяться люди, які ні-ні та й замислюються над "абсурдами" природи, незважаючи на те, що на них у науці давно накладено заборону. Ці безумці-ентузіасти навіть не намагаються щось спростувати: вони просто будують діючі "імпульсні рушії", "внутрішньоходи", "енерголети", "геліолети", "гравілети". Справді, адже й до Діна багато невгамовних винахідників працювали над створенням інерцоїдів. Так, у 1927 році Г. Шиферштейном було отримано патент № 10467 на принципово новий засіб пересування землею. Машина спиралася на ґрунт чотирма лапами, пружно прикріпленими до кузова. Двигун крутив вантажі, ексцентрично укріплені на осях. Розкручуючись, вантажі приводили кузов у коливальні рухи. Інтенсивна вібрація сприймалася опорними лапами, пружні поштовхи яких змушували воз переміщатися. Чи був рух рівномірним і з якою швидкістю "каракатиця" просувалася вперед, про це повідомлень не збереглося. У 1939 році до керівника Інституту механіки АН СРСР академіка М. Є. Кочин прийшов молодий співробітник і попросив допомогти розібратися в одній ідеї. Її суть пояснювала простенька модель: у герметичній коробці містилася гирка з механізмом, що штовхає її в різні боки. Якщо рух гирки в один бік був різким, то в інший уповільненим - і модель помітно просувалася у бік різких поштовхів. З позиції механіки факт очевидний, а ось з точки зору класичної фізики ідея здавалася абсурдною, бо відомо, що в замкнутій системі сума моментів сил, якими б великими вони не були, обов'язково дорівнює нулю. І все ж таки академік зацікавився ідеєю молодого винахідника. Незважаючи на те, що вона не просто зазіхала на усталені закони фізики, а "спростувала" їх. Більше того, наочно демонструвала роботу сил замкнутої системи, яка рухала модель, не викидаючи нікуди реактивної струн і начебто нічим спеціальним не відштовхуючись від довкілля. У наступні роки подібними машинами з різним ступенем ефективності займалося багато хто. Чинний інерційний апарат було побудовано 1959 року у Сибірському металургійному інституті місті Новокузнецьку. Понад 30 років працював над інерцоїдами перм'як В. Н. Толчин. Візок, що рухаються, та інших подібних механізмів у нього було кілька десятків. Генеральний конструктор з авіаційної техніки, академік АН УРСР О. К. Аптонов зазначив, що прилади В. Н. Толчина (зрозуміло, удосконалені) можна застосувати у багатьох галузях техніки. Особливо врожайним подібні ідеї було початок 60-х. Будує нерцоїд москвич В. Турік. Співробітниками інституту НАМІ С. І. Купцовим та К. С. Карпухіним створено імпульсний фрикційний рушій для самохідних систем, що складається з плити та шарнірно прикріплених до неї двох вантажів-дебалансів, що обертаються у протилежні сторони. Подібні роботи ведуться за кордоном. 1965 року в Англії патент отримує Бернгарт Бейєрлайн: його машина, як і всі попередні конструкції інерцоїдів, теж переміщалася повільно, поштовхами, з періодичними паузами. Більшість енергії агрегат витрачав на трамбування землі, де його, власне, і збиралися використовувати. До речі, в 1974 році відмінний інерційний ущільнювач бетону подібного типу запропонувала західнонімецька фірма "Лозенхаузен машиненбау" (радянський патент № 421167, 11-74). Декілька інерцоїдів збудували київський інженер В. В. Зайцев, ленінградець, кандидат технічних наук Е. В. Ганов (див. "Моделіст-конструктор" № 3, 1980 р.). Однак ще багато хто ставиться до пошуків такого роду дуже скептично. І даремно. Академік Р. Г. Сагдєєв якось сказав: "Де велика суперечність - там велике відкриття". Народження католета І ось після деякого затишшя з'являється нове слово у техніці, прозово назване: "транспортний засіб". Невже і цього разу лише варіація на тему інерцоїдів? Чи крок уперед, що межує зі спробою здійснити переворот у всюдихідній транспортній техніці? Їх двоє, ентузіастів розробки незвичайних машин, не схожих на жодну з існуючих. Марат Володимирович Чернін, випускник МВТУ імені М. Е. Баумана, працює на Новокраматорському машинобудівному заводі імені В. І. Леніна керівником групи дослідно-конструкторського бюро. У Черніна, як у справжнього винахідника, багато цікавих виробів. І ось один з його останніх винаходів - "Транспортний засіб" (а. с. № 389943, бюл. 2973) - робота, якій віддано довгі роки, безсонні ночі, вихідні, відпустки. Співавтор винахідника Ю. В. Подпругін теж приїхав до Краматорська після закінчення МВТУ. Чотири роки спільних робіт привели до успіху, в який спочатку ніхто не хотів вірити. - Ось погляньте на цікавий документ, який колись нас зневірився, - каже Марат Володимирович. "...Пропонована конструкція саморушного агрегату є непрацездатною. Головна помилка авторів полягає у твердженні, що йод дією відцентрових сил від вантажів, що обертаються в різні сторони, корпус агрегату буде здійснювати безперервний рух" - таке було висновок експерта. - На той час у нас ще не було гарної діючої моделі, - розповідають винахідники. - Багатьох, мабуть, бентежила й та обставина, що ми не транспортники, а тому нічого путнього винайти в цій галузі не повинні відповідно до знаменитого висловлювання байкаря Крилова: "Біда, якщо пироги почне печі шевець, а чоботи тачати пиріжник".
Однак здійсніть хоч невеликий екскурс в історію техніки. Величезному польському піаністу Йосипу Гофману належить понад 60 запатентованих технічних винаходів. Канадець Брес запропонував свого часу абсолютно незвичайний транспортний засіб для швидкого зв'язку між Америкою та Європою. Фахівці НАСА (Американське національне управління з аеронавтики та дослідження космічного простору) дали позитивний висновок за нововведенням. А автор проекту за фахом... скрипаль. До речі, інший відомий скрипаль, американець Єгуді Менухін, у 1940 році запропонував ВВФ США купити у нього винайдену нм... бомбу. А П'єр Бомарше, який значно вдосконалив годинник та арфу? А Семюель Клеменс, більш відомий світу як письменник-гуморист Марк Твен, який запатентував "механізований" блокнот і книжкову шафу з розсувними полицями? Ніщо не завадило художнику Самюелю Морзе винайти телеграфний апарат та особливу абетку до нього; натуралісту Джону Мюєру (США) - одну з перших навчальних машин; філософу Френсісу Бекону – окуляри; артисту та композитору Глібу Котельникову – парашут, а лікареві Дені Панену – паровий двигун! З іншого боку, свого часу начисто відкидалися багато чудових ідей Едісона, Ломоносова, Ціолковського (який, до речі, пропонував за допомогою інерцоїдів підкорювати світовий простір). Проте, переконавшись, що на словах відстоювати ідею важко, краматорські інженери почали вечорами розробляти та будувати моделі, покликані підтвердити реальність ідеї "для невіруючих". Нині мають цілий католетопарк. Винахідники запровадили і спеціальний термін для своїх дітлахів - "католити". Перш ніж розповісти про суть даного винаходу, коротко згадаємо елементарну теорію інерцоїдів. Основою будь-якого такого апарату є генератор механічних коливань. Якщо ви, наприклад, почнете обертати шнур із вантажем на кінці, то отримаєте генератор ненаправлених коливань. Якщо ж візьмете до рук гантелі і почнете синхронно обертати руками, то отримаєте подобу генератора спрямованих коливань. При цьому зверніть увагу, що в момент, коли обидві гантелі будуть знаходитися внизу, відцентрові сили також будуть спрямовані вниз, і ваша вага як би збільшиться на суму відцентрових сил, що виникають при обертанні. Коли ж гантелі проходять верхнє положення, то і відцентрові сили, знову ж таки складаючись, теж будуть спрямовані вгору. Причому якщо вантажі досить важкі, а обертальні рухи дуже швидкі, то теоретично при кожному помаху ви повинні будете підстрибувати, тому що за певних умов відцентрові сили будуть набагато більшими за вашу вагу. На цьому принципі ґрунтується і робота всіх інерцоїдів. Якщо схожий спрямований вібратор зміцнити на санках або колясці, то при включенні рушників ті почнуть смикатися вперед. Але поступального руху тут ще не буде. Тому перед багатьма експериментаторами неминуче постало питання: як нейтралізувати задній відкат, залишивши лише корисний імпульс, спрямований уперед? - Деякі використовують знахідку північних мисливців, що підбивають низ лиж шкірою нерпи, із зализаним в один бік хутром. Однак імітувати це технічними засобами надто кустарно, – каже Чернін. - У нас вирішення проблеми криється в самій конструкції механізму. По-перше, корпус апарату має криволінійне днище, на зразок половинки м'яча. По-друге, генератор механічних коливань зміщений від центру мас убік. А для рівноваги в протилежному боці корпусу знаходиться противаги, встановлені під кутом 30° до вертикальної осі. І, по-третє, генератор механічних коливань повинен за необхідності обертатися по колу в корпусі апарату – для маневрування. Ось, власне, і вся конструкція, – підсумував автор. Як же відбувається рух, робота апарату? Сила тяги транспорту завжди виявляється спрямованою по одній лінії: то вниз-назад, то вгору-вперед. У першому випадку корпус католета перекочується, як звичайне колесо. Коли ж вантажі вібратора займуть протилежне верхнє положення, то католету нічого не залишається, як летіти, обертаючись за годинниковою стрілкою. Принципова відмінність схеми руху, що розглядається в тому, що в будь-який момент, куди б не була спрямована сумарна відцентрова сила вібраторів, рівнодіюча всіх сил тільки розганятиме центр мас (точку О) машини і ніколи не загальмує її. ...Але на таких самохідних гойдалках далеко не поїдеш, укачає на першому ж кілометрі? Навпаки. Це тільки здається, що католет чітко фіксує етапи кочення та польоту, і повинен "клювати" або перекочуватися перевалку. Насправді зміна напрямів тяги проходить миттєво: адже вібратори можуть обертатися зі швидкістю тисячі обертів за хвилину. Та дивіться самі. Випробування підтверджують... Марат Володимирович поставив на підлогу катамаран із двох шкільних пеналів. На перегородці розмістилися дві батарейки і два "копійчані" іграшкові двигуни. На кожній осі були укріплені вантажі. Варто було замкнути нехитрий електричний ланцюг, і пенали поїхали. Потім друга модель. Ця за формою щось середнє між танком та всюдиходом, тільки без гусениць. Впевнено і рівно перетинає вона кімнату, незважаючи на те, що господар ставить на шляху незвичайного транспорту всілякі перешкоди. Пустили католет по снігу - тому все байдуже: йшов так само впевнено, як і по підлозі. За словами авторів винаходу, католет вільно долає і густий і рідкий бруд. - Найкращий варіант корпусу нового типу транспорту – півсфера. Днище машини такої форми дозволяє рушати з місця у будь-якому напрямку та здійснювати маневр без розвороту корпусу машини. При цьому достатньо лише змістити у бік повороту джерело механічних коливань. Щоб екіпаж або вантаж, що транспортується, не відчували навіть найменшої вібрації, між кабіною і корпусом можуть бути встановлені амортизатори будь-якої конструкції. Використання ж як генератор механічних коливань вільнопоршневого двигуна підвищує ККД католета і робить його перспективнішим за будь-який інший наземний вид транспорту. Втім, характеристики безколісної машини не потребують коментарів. Корпус у вигляді сферичного сегмента та генератор механічних коливань дозволяють повністю відмовитися від автономної ходової частини, а отже, і муфт зчеплення, коробки передач, трансмісії. Все це помітно знижує вагу машини, зменшує потрібну потужність двигуна, скорочує вартість та експлуатаційні витрати на 40%. Поєднання в безколісному транспорті корпусу та ходової частини дає можливість удвічі підвищити надійність та довговічність апарату, спростивши його ремонт. Відсутність кліренсу на 25% підвищує прохідність католета, тому що в період зіткнення із землею корпус сам є рушієм і сам відштовхується від землі, долаючи перешкоду, беручи підйом. Жодна сучасна машина не зможе пройти прямокутний лабіринт, для католета ж це справжня дрібниця. Невелика вага і герметичність корпусу перетворюють його на справді всюдихідний транспортний засіб. Півкуля легко пройде будь-якою дорогою, бездоріжжям, водою, снігом. За підрахунками авторів винаходу, сума всіх переваг католета в порівнянні з сучасним автомобілем значно більша, тобто ефективність кожного рубля, вкладеного в новий вид транспорту, буде також вищою. Але це не межа. При проектуванні транспорту спеціального призначення на основі католета, ефективність можна підняти ще більше. Діюча модель католета, виконана в масштабі 1:20 натурної величини, важить лише 700 г і розвиває при цьому швидкість 160 м/год. Це, звичайно, не запаморочлива швидкість, а й двигун-то "комариний". Потужний двигун може створити набагато більшу тягу, а значить, і швидкість нового транспорту буде не менше, ніж у сучасних машин. Коли настільний католітний парк значно зріс, авторам полегшало доводити життєздатність своїх безколісних машин. Реальні перспективи - Як довго католет пробиватиме собі дорогу в життя? - Задаємо ми авторам важке питання. – Це, на жаль, залежить вже не від нас. Ми, наприклад, удвох за два роки беремося зробити зі стандартних деталей католітний мотоцикл, враховуючи, що працювати доведеться після основної служби. Потрібно сказати, що багато ентузіастів та учасників НТТМ з інших організацій підключаються на допомогу нам. Так, у 1977 році Ворошиловградський інститут УкрНДІгідровугілля та Краматорський індустріальний інститут почали проектувати, а потім і збирати експериментальний зразок католетного транспортного засобу для гідрошахт Донбасу. Його призначення - доставка допоміжних механізмів та матеріалів в особливо важких та стиснених умовах. У січні 1979 року експериментальна модель шахтного католетного тягача (габарити 0,6x0,7 м), виконана в масштабі 1:2, важила 80 кг і тягла вантаж до 100 кг зі швидкістю 5,5 км/год. Всюдихід легко йшов металевими балками по ухилу в 15 °. Вже сьогодні винаходом зацікавилися нафтовики Тюмені, лісники Сибіру та Підмосков'я, підприємства Волгограда, Томська. Свою допомогу пропонують і учасники НТТМ з інших міст, наприклад, група студентів із Тольятті. М. В. Черніну нещодавно довелося виступати з доповіддю в Сибірському відділенні Академії наук СРСР. Позитивний відгук про новий транспортний засіб дали академік О. О. Трофимчук та інші видні вчені. Зокрема, йшлося про те, що католет вже в найближчому майбутньому може бути застосований для переміщення великовагових вантажів, наприклад, екскаваторів і бурових вишок, і теорія його руху вимагає детальної розробки, і про те, що настав час вже створити спеціальну лабораторію інерційно-імпульсного руху. Адже католет – це народження нового напряму у техніці та на транспорті. У своїй книзі "Термодинамічна пара" (Мінськ, "Наука і техніка", 1973) член-кореспондент АН БРСР А. І. Вейник зазначає: "... Різного роду принципів існує безліч, і поява безопорних рушіїв, що діють, не змусить себе довго Важливо було лише розкріпачити думку та фантазію, на яких тяжкою могильною плитою лежала заборона так званого закону збереження кількості руху”. Схоже, що передбачення справджуються. Автор: П.Петров
▪ Проста заміна олії у двигуні ▪ Модульний мікроавтомобіль Білка
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Радіоактивність у єгипетських пірамідах ▪ Гнучкий термоелектрогенератор для живлення пристроїв, що носяться. ▪ Зовнішній спалах для смартфонів Apple iPhone
▪ розділ сайту Зорові ілюзії. Добірка статей ▪ стаття Ти хочеш тутешні звичаї виправити, ти хочеш дурнів у Росії зменшити. Крилатий вислів ▪ стаття Скільки з'їдає та випиває людина? Детальна відповідь ▪ стаття Експлуатація резервуарів Я-1-ОСВ. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Фокус з розкладною коробкою. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page