Гравиполи - [5]

5 — концевая часть оболочки, 6 — временные поплавки,

7 — специальный поплавок, 8 — подвеска.

Пример 3.34. Невесомость.

Для получения навыков работы в условиях невесомости космонавты тренируются выполнять различные работы под водой.

3.3.2.8.2.1. Изменение плотности жидкости.

Изменяя плотность жидкости, в соответствии с формулами (3.5) и (3.6), можно изменять «вес» тела.

Вес тела

Где

P — вес тела;

F_a — сила Архимеда;

m — масса тела;

g — ускорение свободного падения.

Сила Архимеда

Где

F_a — сила Архимеда;

ρ — удельная плотность среды (жидкости или газа);

V — объем тела.

Пример 3.35. Разделение пород

Для определения различных пород их помещают в различные по плотности жидкости.

3.3.2.8.3. Двухфазная среда

Часто сила Архимеда используется в двухфазной среде.

Пример 3.36. Газированная смазка

А. с. 796 500. В опорном узле скольжения используют смазку. Для улучшения демпфирования смазку газируют, разлагая ее электролизом.

Рис. 3.26. Газированная смазка

1 — вал; 2 — вкладыш, 3 —газообразная рабочая смазка в виде электролита; 4 — рабочий зазор; 5 — источникпостоянного тока.

3.3.2.8.4. Магнитная и реологическая жидкости

Управлять силой Архимеда можно, если в качестве жидкости использовать магнитную или реологическую жидкости и магнитное или электрическое поля соответственно.

Пример 3.37. Амортизатор

А. с. 495 467. Для улучшения демпфирующих свойств амортизатора транспортного средства используют электрореологическую жидкость, которая меняет кажущую плотность под действием электрического поля.

3.3.2.9. Магнитное поле

3.3.2.9.1. Уменьшение веса

Наилучший способ управления весом — использование магнитного поля. С помощью магнитного поля создают магнитные подушки и подвесы. Так работает транспорт, создаются виброразвязки и т. п.

Пример 3.38. Бестигельная плавка

В электромагнитном поле соленоида — высокочастотного индуктора, можно поддерживать металл в устойчивом состоянии невесомости (индукционная электромагнитная левитация). Не только в твердом состоянии, но и в расплаве, при температуре 2—3 тыс. градусов. На этом основано устройство для бестигельной плавки многокомпонентных сплавов с чистотой не ниже чистоты исходных компонентов.

Рис. 3.27. Бестигельная плавка

3.3.2.9.2. Увеличение веса

Пример 3.39. Увеличение силы сцепления

Для увеличения силы сцепления поезда с рельсами используют магнитное поле.

4. Управление веществом

4.1. Способы управления веществом

Степень управления веществом увеличивается с:

1. Увеличением степени дробления вещества.

2. Изменением его массы:

2.1. Перераспределение массы;

2.2. «Отключения» массы путем:

— компенсации массы;

— созданием опоры;

— созданием дополнительной силы.

4.1.1. Дробление вещества

Изменение степени дробления вещества, в частности, определяется закономерностью изменения степени управляемости веществом, в частности, связанностью.

Последовательность дробления показана на рис. 4.1. Система осуществляет постепенный переход от твердой монолитной системы (1) к гибкой (2), порошку (3), гелю (4), жидкости (5), аэрозолю (6), газу (7), полю (8).

Рис. 4.1. Схема тенденции увеличения степени дробления

4.1.2. Изменение массы

Изменение массы вещества приводит к изменению момента инерции (изменению центра тяжести по отношению к центру масс или точке опоры). Изменение можно проводить перераспределением, «отключением» и уничтожением массы.

4.1.2.1. Перераспределение массы

Перераспределение массы осуществляется значительно легче, если вещество дробиться в соответствии с закономерностью, описанной ранее.

Пример 4.1. Перераспределение массы

Перекатывание шариков, пересыпание песка, переливание жидкости и т. д.

4.1.2.2. «Отключение» массы

«Отключать» массу можно частично или полностью путем:

— компенсации массы;

— создания опоры;

— созданием дополнительной силы.

4.1.2.2.1. Компенсация

Компенсировать вес можно путем создания противовеса, используя рычаг или блок, которые используются в шлагбаумах, лифтах и т. д.

Пример 4.2. Судно-лебедка

Вращаясь, судно становится подъемным краном (рис. 4.2).

Судно имеет нос и корму. Средняя ее часть судна представляет собой барабан, какой имеется у лебедки, только гигантских размеров.

Вращаясь и наматывая на себя канаты, барабан поднимает из глубины грузы, величина которых ограничена лишь его водоизмещением.

Причем мощность приводных двигателей может быть очень небольшой. Это достигается остроумной конструкцией противовеса, уравновешивающего груз. В нерабочем состоянии это пустой бак с нулевой плавучестью. Заполняя отсеки водой, можно настолько повысить его вес, что он не только компенсирует груз, но и создает достаточный крутящий момент для вращения корпуса — барабана. А после того как груз отцеплен, вес его можно снова уменьшить, откачав из отсеков морскую воду. (Пат. США 3 395 665).

Рис. 4.2. Подъемное устройство. Пат. США 3 395 665

4.1.2.2.2. Создание опоры

Тело частично или полностью опирается на опору.

4.1.2.2.3. Создание дополнительной силы

На тело воздействуют силой равной и противоположно направленной силе тяжести.

4.1.2.3. Уничтожение массы

Уничтожение массы вещества можно осуществлять способами:

— Физическими.

— Химическими.

4.1.2.3.1. Физическими