|
|
Про Силы.
У меня есть два серьезных пробела в образовании - униполярки Фарадея и асинхронные генераторы переменного тока. Кроме того, прецессия гироскопов тоже требует особого внимания... Начнем с прецессии. Возьмем современную игрушку "PowerBall", освоим ее и поймем простую вещь - мы раскручиваем гироскоп, принуждая его прецессировать, т.е. наклоняя его ось вращения. Внимание! Сначала его надо раскрутить шнурочком, а потом уже попасть в ритм прецессии, сначала медленно, затем все быстрее и быстрее. При этом он начинает красиво светиться (там обычная динамка и светодиоды) и норовит вырваться, зараза.. То усилие, которое мы прикладываем, стремясь повернуть ось вращения гироскопа, назовем по-дилетантски моментом прецессии. Отсюда вывод - в ритме прикладываемый момент прецессии раскручивает гироскоп. Нет момента прецессии - гироскоп остановится. Ловко, правда? Рассмотрев внутренности внимательно, заметим, что концы оси ротора, поворачиваясь в проточке фрикционного колеса под действием прецессии, катятся со скольжением и раскручивают ротор. Сначала, когда обороты невелики, оба конца оси катятся по нижнему колесу, но при 4000 об/мин ротор становится настолько независим, что один конец оси катится по нижнему колесу, а второй - по верхнему. Момент перехода в этот режим чувствуется довольно отчетливо - можно крутить медленнее, потому что проскальзывание практически исчезает. То была детская забава, а серьезному мужчине нужен "PowerBall" с весом ротора 0.46 кг - вот это игрушка - руки уже третий день болят.. Если в игрушке смазать ось вращения ротора (что запрещено инструкцией - "DO NOT HESITATE", но руки-то чешутся..) - то игрушка будет работать плохо, в чем я и убедился.. Однако потом протер тщательно смазку и игрушка снова стала работать хорошо, но на оси ротора немного смазки все-таки осталось и теперь игрушка не норовит вырваться из рук, а крутится гораздо дольше, чем раньше, причем любые толчки, даже не в ритме, заставляют вращаться колесо-держатель ротора и подкручивают ротор... Игрушка вдруг стала асинхронной - и это оказалось весьма важно, а вся необычность и таинственность пропала, даже грустно стало - мультипликатор, он и в Африке мультипликатор..
Затем я выточил из тефлона новое колесо-держатель ротора, причем гораздо точнее, чем изрядно подносившийся оригинал и оно прекрасно работает, а попутно выяснил, что для асинхронности ротор должен крепиться на своей оси на обгонной муфте с подшипниками. Тогда внешние толчки на корпус будут создавать прецессию, которая раскручивает ось ротора через банальную фрикционную передачу, но сам ротор не будет раскачивать корпус, потому что он не будет крутить ось благодаря обгонной муфте. Подсчитав обороты в течении 5 минут, я получил - 1 оборот прецессии = 25 оборотов ротора, а передаточное число фрикциона - 30, реальные обороты меньше за счет скольжения... Если на концах оси ротора сделать колеса с ребордами, которые могут катиться по верхнему и нижнему колесам, да еще в роторе установить планетарный мультипликатор, то медленная (7.5кол/мин) океанская зыбь будет поддерживать довольно большие (с передаточным числом 2000 = 15000об/мин) обороты ротора, а чем больше обороты гироскопа - тем сильнее он стремится к независимости. (Про это здесь...) Зыбь в океане - всегда, поэтому работа генератора гарантирована до стоянки в закрытой акватории. Раскрутить генератор в режиме двигателя от аккумуляторов - не проблема, бортсеть на 12 или 24 вольта вполне позволяет это сделать. В игрушке есть тахометр, который питается от батареек и считает обороты, показывает текущие и максимальные обороты. Он приводится маленьким магнитиком в роторе гироскопа и подсказывает, что можно использовать ротор автомобильного генератора, а на корпусе установить 2 обмотки - получим простейший однофазный регулируемый генератор переменного тока. Добавим диодный мост и таблетку регулятора - вот и все, зарядный агрегат на 12 или 24 вольта готов. Осталось додумать - как перевести его в режим двигателя для раскрутки.. Применительно к катамарану, который вынужден постоянно качаться на волне, сделать гироскопический электрогенератор как эта игрушка, но с обгонной муфтой и планетарным мультипликатором на оси ротора - интересно, правда? Скакалка, которая висит у меня в каюте на броняшке иллюминатора - постоянно описывает круги, вернее, фигуры Лиссажу. Можно предположить, что ничего и не надо выдумывать - просто установить на трубах платформы и пусть себе качается на пружинах и амортизаторах, а чтобы в штормовую погоду и на высокой скорости генератор не раскручивался беспредельно, амортизаторы должны быть регулируемые... Естественно, при больших размерах и мощности гирогенератора он может приводить гребной мотор на винт, что будет весьма к месту при пересечении штилевой полосы в тропиках. Но, большой и мощный гирогенератор стремится противодействовать качке и соответственно нагружает силовую конструкцию катамарана, так что увлекаться мощностью надо очень осторожно. А возможно ли использовать вращение планеты для раскручивания стационарного гирогенератора? Поскольку планета вращается ровно и постоянно, то фрикционное (зубчатое) колесо, в котором вращается ось гироскопа, надо ставить под наклоном к оси вращения планеты... Один оборот прецессии в сутки должен крутить ротор с удобными для генератора на 50 герц - 3000 оборотами в минуту. Тогда передаточное отношение должно быть 3000х60х24=4320000об/сутки. Это много, очень много, но вполне реально, ведь халявная мощность планеты очень велика и можно применить многоступенчатую прецессию - это когда планета приводит в действие первую прецессию, которая приводит в действие вторую прецессию (ну, я и ляпнул - не подумавши...), а она уже - планетарный мультипликатор ротора генератора. Мультипликатор - матрешка... Разумеется, там уже зубчатые строгие передачи, чтобы частота сети была математически выверена... В этой бочке халявного меда есть и ложка дегтя - каждая единица мощности электрогенератора требует соответствующего вращающего момента привода, а мультипликатор умножает его на передаточное число и плюс потери в мультипликаторе и генераторе. Поэтому усилия, действующие на корпус и опоры гирогенератора - очень, очень велики, впрочем - кто крутил эту игрушку, тот знает... Однако идея в целом интересна, проста и прекрасна, реализовать ее может любой хороший инженер с головой и руками.
Вот теперь мне очень захотелось разобраться наконец с униполярными двигателями Фарадея и, соответственно, униполярными генераторами Теслы... Прямое, без коллекторов со щетками или выпрямителей, приготовление постоянного тока, да еще и без реакции якоря - это великая загадка природы и скрестить ее с гирогенератором очень хочется, но вот только как? - Зныкин Павел - в отличие от болтающихся шурупов такой макет-пятиминутка демонстрирует вполне устойчивую работу:
- Никола Тесла: "Здесь не работают обычные доводы; мы не можем дать даже поверхностное объяснение, как в обычных двигателях, и принцип действия будет ясен нам только тогда, когда мы поймем саму природу задействованных сил, и постигнем тайну невидимого взаимодействия. Нет никакого смещения магнитного действия, никакого изменения вообще, насколько мы знаем, - и все же вращение происходит." - Александр Родин: "Я предполагаю, что традиционное представление о магнитном поле, как непременной принадлежности магнита неверно. В этом случае действительно не играло бы роли, что относительно чего мы перемещаем. Как ни странно, никто не двигал "бесконечный" магнит вдоль проводника, по крайней мере, в литературе я этого не встречал. Куда проще двигать проводник по скользящим контактам, чем магниты, сохраняя при этом их плоскопараллельное перемещение. Я же не только двигал магниты параллельно столу, на котором лежал проводник, но и вращал их в разные стороны и в направлении обратном перемещению диска - результат тот же самый: величина и направление тока в цепи зависят только от скорости и направления вращения диска. Значит, поле неподвижно? Я делаю вывод: оно, не пугайтесь, магниту не принадлежит, а как бы разлито по вселенной. Магнит лишь возбуждает его, как корабль возбуждает волны, не увлекая их за собой. И как у корабельного винта они наиболее велики, так и наибольшее возбуждение возникает вблизи магнита. Теперь понятно, почему, вращаясь вместе с магнитами, проводник пересекает неподвижное магнитное поле. Что же касается движения ротора без статора, то единственное здесь объяснение - работа сил Лоренца, действующих на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле. Электроны под их влиянием приобретают тангенциальное направление движения и увлекают за собой диск вместе с магнитами. Кстати, реактивного момента на магнитах не возникает: я устанавливал магнит между дисками, подводил к нему ток - не шевельнулся".
|
|
|
