И СНОВА ВНУТРИХОД

О механизмах, использующих для своего движения силу инерции вращающихся дисбалансов, журнал «Моделист-конструктор» писал не раз (см. № 5 и 12 за 1975 г., № 6 за 1976 г., № 3 за 1978 г.). Публикации неизменно вызывали большой интерес у читателей, поэтому мы возвращаемся к этой теме. Удивительная способность внутрихода, или инерциоида, как их еще называют, — двигаться без помощи колес, гусениц или воздушного винта — продолжает увлекать энтузиастов-изобретателей. И хотя по эффективности этот тип движителей пока не конкурент общеизвестным, быть может, одна из наиболее совершенных моделей внутриходов станет прообразом транспорта будущего. А пока предлагаем вашему вниманию еще одну схему инерциоидного движителя. Ее автор — каш читатель из города Рязани Александр Михайлов.

Принцип движения у многих внутриходов основан на использовании особенностей корпуса или опорной поверхности, взаимодействующей с окружающей средой: в направлении движения сопротивление ему меньше, чем в противоположном.

Если на таком корпусе закрепить вращающийся с эксцентриситетом груз или дисбаланс, сила его инерции будет периодически заставлять аппарат сдвигаться в сторону с меньшим сопротивлением. Однако центробежная сила при заданной частоте вращения вала имеет постоянную величину, а по направлению меняется в выбранной системе координат строго по синусоиде. Так что ровно половину оборота сила инерции противодействует движению и полезной работы совершать не может.

Поэтому я поставил себе задачу создать механизм с несимметричным циклом, при котором сила инерции вращающегося дисбаланса передается на корпус в виде короткого, энергичного импульса, в то время как обратный (нерабочий) ход несколько растянут по времени. Это позволит использовать и особенности опорной поверхности корпуса, и свойство самой опоры. Известно, что сопротивление троганию с места выше, чем при движении, поэтому короткий рабочий импульс, способный преодолеть этот «барьер», толкает систему вперед.

Уяснить принцип движения можно на простом примере. Наденьте коньки и встаньте на лед, держа в руках некоторый груз. Если резко отвести его от себя, не выпуская из рук, вы сместитесь в противоположную сторону. Теперь плавно приближайте его к себе: если сила инерции при этом будет меньше силы трения о лед, вы останетесь на месте. Повторяя эти операции, вы сможете двигаться дальше.

Рис. 1. Модель внутрихода:

1 — электродвигатель, 2 — редуктор, 3 — дисбаланс, 4 — кулачок, 5 — вертикальное плечо качающегося рычага, 6 — толкатель рычага, 7 — платформа, 8 — дополнительный груз, 9 — площадка горизонтального плеча рычага.

По такому же принципу работает мой механизм. Па основании в неподвижных кронштейнах установлены двигатель и качающийся рычаг, плечи которого имеют разнесенные в разные стороны площадки. На плоский хвостовик-кулису вала надевается цилиндрический груз — дисбаланс с радиальным пазом, а также пропеллерообразный кулачок с винтом-фиксатором.

Механизм работает следующим образом. При вращении вала груз под действием центробежной силы смещается в положение наибольшего дисбаланса (см. рис. 2, фаза 1). Продолжая вращаться вместе с ним, кулачок ударяет по площадке нижнего плеча рычага, который толкателем вертикального плеча одновременно резко сдвигает дисбаланс к центру вращения. Реакция силы инерции, передаваясь через ось рычага, сообщает основанию поступательный импульс, и механизм смещается вперед. Через половину оборота цикл повторяется. Если сделать такой механизм с парой синхронно вращающихся в противоположные стороны грузов, работа системы будет более равномерной.

Рис. 2. Принцип работы механизма:

I — центробежная сила направлена назад и уравновешивается силой трения в опоре; основание механизма неподвижно; II — центробежная сила направлена вниз; дисбаланс давит на толкатель вертикального плеча рычага; III — центробежная сила направлена вперед, кулачок ударяет по площадке нижнего плеча рычага, при этом толкатель вертикального плеча резко смещает груз назад; основание перемещается вперед по стрелке — положение IV.

Те, кто заинтересовался моим механизмом, могут убедиться в его работоспособности, изготовив простую модель. Для этого потребуются микромоторчик с редуктором от самоходной электроигрушки, металлический диск d 30 и толщиной 10 мм, стальные пластинки для рычагов, кронштейнов и опор и прямоугольная пластинка из оргстекла — под основание. Нехитрое устройство механизма понятно из рисунка.