Гравиполи - [4]

Предложено жидкий металл раскрутить в горизонтальной плоскости. Жидкость примет форму параболоида вращения, сохраняя постоянный уровень жидкости над отверстием (а. с. 275 331).

Рис. 3.19. Разливочный ковш

3.3.2.7.1.2. Центробежные силы + крыло

Пример 3.26. Центробежный датчик

А. с. 358 689. Центробежный датчик угловой скорости, содержащий двуплечные рычаги и грузы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и веса грузы выполнены в виде крыла для создания дополнительной подъемной силы при вращении.

Рис. 3.20. Центробежный датчик

1 — вилка; 2 — двухплечий рычаг; 3 — ось качения; 4 — груз, укрепленный на двухплечем рычаге; 5 — золотник; 6 — пружина задатчика режимов; 7 и 8 — поверхности.

3.3.2.7.1.3. Центробежные силы + среда

Воздействия веса можно уменьшить еще более эффективно, если объект вращать в среде с удельным весом, больше удельного веса объекта.

Пример 3.27. Искусственная шаровая молния

При изучении искусственной шаровой молнии, создаваемой в кварцевой камере, заполненной гелием, мощным электрическим полем, нужно было увеличить мощность шаровой молнии. Шаровая молния стала легче и всплывала вверх, касаясь стенок камеры, разрушая их. Электромагнитные силы не уравновешивали архимедовы силы. П.Л.Капица предложил завертеть газ, придавая ему непрерывное вращение. Для этого он использовал домашний пылесос.

3.3.2.7.1.4. Среда — магнитная или реологическая жидкости.

Эффективность уменьшения веса может быть еще повышена, если в качестве среды использовать магнитную или реологическую жидкости и соответственно магнитное или электрическое поля.

В неоднородном магнитном поле на погруженное в магнитную жидкость тело действует дополнительная выталкивающая сила, направленная в сторону уменьшения напряженности поля. Изменяя вертикальный градиент поля, можно управлять кажущейся плотностью магнитной жидкости.

Пример 3.28. Демпфирование механических колебаний

В а. с. 469 059 магнитную жидкость используют для демпфирования механических колебаний: подвижный элемент демпфирующего устройства окружен магнитной жидкостью, вязкость которой можно регулировать в зависимости от амплитуды колебаний.

Рис. 3.21. Демпфирование механических колебаний

1 — консольная балка; 2 — колеблющаяся масса; 3 — подвижный элемент; 4 — шкала; 5 — сосуд из немагнитного материала с магнитной жидкостью; 6 — регулируемый источник 7 постоянного тока.

3.3.2.7.2. Увеличение веса

Центробежные силы «увеличивают» вес, например, центрифуга.

3.3.2.7.2.1. Центробежная сила + крыло

Пример 3.29. Вибратор

Один из способ создания вибрации — использование дебалансных вибраторов. Дебаланс закрепляется на валу. Величина возмущений зависит от массы дебалансов и расстояния от оси вращения.

Увеличить возмущающую силу без увеличения габаритов вибратора и массы дебалансов можно придав дебалансу в поперечном сечении профиль крыла

(а. с. 526 399).

При вращении вала создается подъемная аэродинамиеская сила, увеличивающая силу возмущения. Изменять величину аэродинамической подъемной силы, без изменения скорости вращения, можно изменением положения крыла (развернув и/или передвинув его).

Рис. 3.22. Вибратор

1 — вал; 2 — дебаланс; 3 — устройство для крепления дебаланса; 4 и 5 — диски; 6 — пластина; 7 — винты.

3.3.2.8. Сила Архимеда

Силой Архимеда в соответствии с формулой (3.4) можно управлять, изменяя объем тела, плотность среды и ускорение свободного падения.

Сила Архимеда

Где

F_a — сила Архимеда;

ρ — удельная плотность среды (жидкости или газа);

V — объем тела.

3.3.2.8.1. Среда — газ

3.3.2.8.1.1. Воздушный шар, аэростат.

Подъемная сила зависит от объема воздушного шара (аэростата) и удельного веса газа, которым наполнен шар.

Воздушные шары и аэростаты используются для поддержания, подъема и переноса различных предметов

Пример 3.30. Скользящая опалубка

А. с. 779 547. Скользящую опалубку поднимают на следующий этаж с помощью емкостей, наполненных газом легче воздуха, создающие подъемную силу.

Рис. 3.23. Скользящая опалубка

1 — несущие щиты; 2 — рама; 3 — емкость, наполненная газом;

4 — трос; 5 — барабан лебедки.

3.3.2.8.1.2. Парашют или дельтаплан + падение объекта или поток направленный вверх

Пример 3.31. Спасательный ранец

В патенте ФРГ 3 702 459 изобретатель К. Хоффман предложил для альпинистов специальный ранец, в котором размещен баллончик со сжатым гелием (рис. 3.24). Гибкими трубками он связан через клапан с несколькими продолговатыми шарами с тонкой, но прочной оболочкой. При падении альпинист открывает клапан, шары наполняются газом — скорость существенно снижается за счет подъемной силы и парашютного эффекта.

Рис. 3.24. Спасательный ранец

Пример 3.32. Самолет

К центру самолета сверху прикреплен парашют. При разбеге парашют создает дополнительную подъемную силу. Уменьшается длина разбега и мощность двигателя.

3.3.2.8.2. Среда — жидкость

Наиболее типичным примером использования силы Архимеда в жидкой среде является судоходство.

Тяжелые грузы можно легче перемещать в жидкости.

Пример 3.33. Сборка дирижаблей

А. с. 343 898. Сборку дирижаблей ведут на воде, располагая отдельные части на понтонах-поплавках.

Рис. 3.25. Сборка дирижаблей. А. с. 343 898 1 — монтажный стол, 2 — понтон, 3 — рулон, 4 — кронштейн,