ВИБРАЦИОННЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ

В моделях применяют различные типы движителей — колеса, гребные и воздушные винты и т. д. Мы предлагаем вам познакомиться с несколько необычным, вибрационным движителем. На рисунке 1 показан общий вид модели с таким движителем. Она не имеет привычных нам колес, гусениц. И тем не менее модель может двигаться.

Заглянем внутрь модели. Там установлена наклонная деревянная рама 3 (рис. 1). На раме закреплены проволочные направляющие 2 и упор 5, сделанный из резиновой трубки диаметром 3 мм. По направляющим скользит барабан 1 диаметром 40÷50 мм, выполненный из жестяной коробки. На нем закреплены боек 4, миниатюрный электродвигатель 2 (рис. 2) и жестяные кронштейны с втулками 1. С помощью этих втулок барабан перемещается по направляющим.

К валу электродвигателя припаяна жестяная лопасть 3. При вращении вала она заставляет вращаться внутри барабана стальной шарик 4. При этом возникает центробежная сила (рис. 3).

Когда центробежная сила F_ц шарика направлена вперед (по ходу движения модели), она складывается с составляющей силы тяжести Р, действующей на барабан. Силу тяжести можно разложить на две составляющие: одна (Р₁) действует вдоль направляющих, а другая (Р₂) — перпендикулярно к ним. Последняя является причиной возникновения силы трения F между направляющими и втулками барабана. Составляющая P₁ складывается с центробежной силой шарика, когда барабан движется вперед, и вычитается из нее, когда барабан движется в противоположном направлении.

Когда центробежная сила шарика направлена назад, суммарная сила, действующая на барабан вдоль направляющих, меньше центробежной силы шарика. Поэтому, хотя барабан и трогается с места и начинает двигаться назад, он не успевает достичь конца наклонной рамы и его кинетическая энергия расходуется на преодоление трения в направляющих.

Когда шарик и барабан перемещаются вперед, суммарная сила, действующая вдоль направляющих, больше центробежной силы шарика. Барабан движется вперед с большей скоростью, чем назад, и достигает переднего края рамы. Боек ударяет по резиновому упору и передает часть кинетической энергии барабана модели. Модель перемещается вперед.

Характер движения модели — прерывистый. Если вы попробуете преградить ей дорогу, модель оттолкнет вашу руку.

Если перемещать модель в направлении, противоположном ее движению, то можно услышать по тону звука усиленную работу двигателя.

Попробуйте наклонить плоскость стола, и вы увидите, что модель может преодолеть подъем в 15÷20°. Если попытаться рукой ускорить движение модели, то вы почувствуете, что она оказывает сопротивление руке.

Вибрационный движитель неэкономичен и в настоящих машинах применяется редко. Тем не менее принцип, который положен в основу модели, используется в технике.

В. ФРИДМАН