Пузырьковый движитель

14 Октябрь 2010
By

Посоветовался с руководителем авиамодельного кружка клуба юных техников Игорем Николаевичем Лучкиным. Мы подумали о сжатом воздухе. Самый простой способ запасти энергию — надуть камеру воздухом — и двигатель готов. А какой       использовать       движитель? Как   заставить     работать    сжатый воздух?

Игорь протянул мне листок, вырезанный из газеты “Социалистическая индустрия”. В нем говорилось о том, что на донецких шахтах ученые испытали необычный конвейер для подъема угля. Конвейер не горизонтальный, а вертикальный. В нем использовался интересный эффект — аэрлифт. Это установленная вертикально труба. Нижний конец ее погружен в ванну, заполненную угольной пылью, крошкой и водой. Сама по себе такая смесь по трубе вверх не потечет.  Но если  в трубу  направить струю сжатого воздуха, то его пузыри, словно поршни, увлекут смесь — она начнет подниматься, достигнет верхнего края трубы и начнет переливаться через край. Так будет продолжаться до тех пор, пока есть источник сжатого воздуха и не опорожнится ванна.

В этой заметке и нашел Игорь ответ на вопрос, какой делать движитель  — пузырьковый!
Чтобы понять и оценить принцип действия пузырькового движителя — аэрлифта в миниатюре, достаточно взглянуть на рисунок. На нем видно, что Игорь направил струйку сжатого воздуха по наклонному желобу. Пузырьки воздуха благодаря Архимедовой силе поднимаются по желобу, увлекая за собой воду. Они давят на желоб .с определенной силой. Эту силу по правилу параллелограмма можно разложить на две составляющие: вертикальную и горизонтальную. Вертикальная сила в движении модели не участвует, ее можно не учитывать. А горизонтальная создает подобие упора (как у гребного винта или колеса), она толкает модель вперед.

—  А теперь я при вас испытаю модель в ванне, — предложил Игорь.
Он потянул за кольцо, к которому был привязан шнурок. Мехи от детской гармошки растянулись, вобрали в себя воздух. Поставил модель на воду и повернул прожектор, связанный осью с редуктором, словно ключ. Воздух из мехов через редуктор пошел в трубку. За кормой стали появляться пузырьки, модель поплыла.

—  Ничего не замечаете? — спросил Игорь. — Если бы в этой модели я использовал только эффект азрлифта, она плыла бы раза в полтора медленнее.
Я взял модель в руки, перевернул вверх килем и стал рассматривать.     Потом     снял     верхнюю крышку и заглянул внутрь. Вроде бы ничего лишнего: пружина, мехи, редуктор, трубка, уходящая в киль, наклонный желоб, а на корме… странная камера без дна и крышки, напоминающая гиперболоид, разрезанный двумя горизонтальными  плоскостями.
Я поставил модель на воду и обратил внимание, что пузырьки всплывают на поверхность как раз в фокусе этой камеры.

—  Камера, — сказал Игорь, — своеобразный ускоритель. Пузырек воздуха поднимается на поверхность, раздвигая воду. От него возникает слабая волна и идет во все стороны. Но с трех сторон она натыкается на стенку камеры. Только со стороны кормы выходит свободно.
—  Значит, камера работает аналогично   реактивному     соплу?
—  Да. Реактивная сила от одного пузырька, конечно, ничтожно мала. Но поднимается гирлянда пузырьков. Они-то и являются дополнительным   ускорителем.
—  Но как придумывалась модель, разрабатывались все ее детали?
Игорь показал несколько блокнотов, в которых записаны идеи. Блокнот он носил всегда в кармане. И если идея возникала, например, по пути в школу, он тут же все записывал.
Игорь раскрыл один из блокнотов. Я увидел набросок, в котором трудно было угадать контуры будущей модели. Потом стал переворачивать страницу за страницей, и… вот наконец эскиз, очень похожий на рисунок, присланный в редакцию. В одном из блокнотов заполнено только несколько страничек. Это размышление над тем, как улучшить движитель и модель.

В. ЗАВОРОТОВ Рисунки В. СКУМПЭ. Журнал Юный техник.

Tags:

Оставить комментарий


Ссылки: