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MODELLAZIONE
Motori solari per modelli. Suggerimenti per un modellista
Elenco / Apparecchiatura di radiocomando Mentre lavora su un modello - sia esso un modello di nave o aereo - un giovane progettista deve risolvere molte domande, e una di queste è quale motore installare. Il più semplice è meccanico, alimentato dall'energia di un elastico teso o di una molla d'acciaio attorcigliata. I motori elettrici in miniatura alimentati da fonti chimiche (batterie o accumulatori) ei motori a combustione interna in miniatura sono già progetti più complessi. Oltre ai vantaggi, ognuna di queste unità presenta degli svantaggi. Infatti, i motori che utilizzano l'energia della gomma tesa o di una molla attorcigliata devono essere riavviati dopo aver fermato il modello. Anche i motori elettrici funzionano per un breve periodo. Le batterie o gli accumulatori "si esauriscono" e il modello si ferma. I motori a combustione interna richiedono ancora più attenzione. Ed è tutta una questione di carburante. C'è carburante - il modello si muove, no - si ferma. Ma c'è un altro modo, forse già dimenticato, di guidare i modelli. Non richiede accumulo di energia meccanica, fonti chimiche o benzina. In una giornata calda, la luce solare diretta riscalda la superficie del suolo, i tetti delle case e l'asfalto delle strade. I raggi termici invisibili riscaldano l'aria e l'acqua, e tutto questo è vicino, intorno a noi. Energia che può mettere in moto diversi meccanismi. Oggi offriamo di conoscere tre motori insoliti. Senza consumare carburante, ognuno di loro può produrre lavoro utile. Ma non pensare che siano macchine a moto perpetuo. Il segreto della loro performance è semplice. L'albero ruota l'energia dei raggi del sole. A differenza della maggior parte degli impianti solari noti, in cui l'energia solare viene convertita in energia meccanica solo con l'ausilio di dispositivi intermedi, in questi motori il ciclo di trasformazione "luce - rotazione" viene effettuato in un unico impianto. Considera il motore solare più semplice, il cui progetto è stato proposto dall'inventore D. Pasechniuk. Guarda l'immagine. Un vaso cilindrico, dipinto all'esterno con vernice nera, è montato su un supporto rigido. Nelle parti terminali vengono tagliati fori di diversi diametri. All'interno, dal lato del foro maggiore, è inserito un rotore con due ruote multipala. Le lame in esse contenute sono inclinate nella stessa direzione e con lo stesso angolo. L'albero del rotore ruota su cuscinetti.
Il motore di Pasechnyuk funziona così. I raggi del sole che cadono sulla superficie nera del vaso riscaldano l'aria al suo interno. La pressione nella nave aumenta, mentre agisce ugualmente dall'interno su entrambe le ruote. Ma le ruote hanno diametri diversi. Pertanto, la coppia della ruota grande sarà maggiore della coppia della ruota piccola. Le pale della grande ruota, simili alle pale di un ventilatore, pomperanno continuamente parte dell'aria riscaldata dal recipiente. Ma la natura non tollera il vuoto, quindi, allo stesso tempo, l'aria fredda dall'atmosfera verrà risucchiata nel cocyd attraverso una piccola ruota. All'interno si riscalderà e uscirà di nuovo, ma dall'estremità opposta. Quindi, come un ventilatore, questo motore senza carburante funziona. Puoi realizzare un motore del genere abbastanza rapidamente: un barattolo di latta con una capacità di 4-5 litri, ad esempio di pasta di pomodoro, è adatto come recipiente. Tagliare con cura un foro con un diametro di 60-80 mm in un fondo. Rimuovere il contenuto del barattolo. Risciacquare accuratamente le pareti interne. Nell'altro fondo, praticare un foro con un diametro di 30-40 mm. Dipingi il barattolo di nero. Prendi un tubo di rame piatto. Saldare le lame di stagno ad esso. Inserire il rotore con le lame all'interno del recipiente. Mettici sopra i cuscinetti e fissali sui supporti. Il motore è pronto. Il motore progettato da T. Burov ha un'efficienza. leggermente superiore a quello del motore di D. Pasechnyuk. Come sostanza di lavoro, non utilizza aria, ma acqua. Guarda l'immagine. Il suo principio di funzionamento si basa su un cambiamento nell'elasticità del vapore acqueo sotto l'influenza del riscaldamento e del raffreddamento. Considera un sistema chiuso costituito da due lattine collegate da un tubo. Ad esempio, la parte superiore. Qui una banca è all'ombra sotto la protezione dello schermo e l'altra è illuminata dai raggi del sole. I raggi riscaldano la superficie nera del muro. La temperatura dell'acqua nel barattolo aumenta. L'acqua inizia ad evaporare e la pressione nel barattolo aumenta. Secondo la legge dei vasi comunicanti, la pressione sia nei vasi riscaldati che in quelli ancora freddi tenderà ad equilibrarsi. Sotto l'azione dell'eccesso di pressione, parte del liquido della lattina riscaldata viene espulsa attraverso il tubo in quello freddo. La ridistribuzione dell'acqua nei vasi porterà a uno stato di squilibrio in cui il lato sinistro del rotore sarà più pesante del destro. Il rotore inizierà a ruotare.
Puoi anche realizzare un motore del genere con materiali improvvisati. Prendi i barattoli di latta, ad esempio dal latte condensato. Fai un buco sul lato. Scolare il contenuto e sciacquare il barattolo. Fai un altro buco sul lato opposto. Quindi prendi tubi di rame lunghi 350 mm. Praticare dei fori su ciascuna estremità per una lunghezza di 60 mm. Piegare i tubi al centro e inserire le estremità nei barattoli. Saldare con cura i punti di entrata e uscita dei tubi dalle lattine con uno spesso strato di saldatura. Dipingi i barattoli di nero. Versare nei vasetti 400 cm3 di acqua attraverso una delle estremità aperte del tubo. Utilizzare tronchesi per spremere le estremità dei tubi e saldare i giunti appiattiti. Il rotore è assemblato da tre o quattro coppie di lattine collegate in questo modo. Saldare i punti di piegatura all'albero di rame. Metti sopra uno schermo protettivo di cartone. Il motore è pronto per funzionare. Impostare l'asse di rotazione del rotore in modo che i raggi del sole illuminino la superficie di tutte le lattine situate sul lato destro. Il rotore inizierà a ruotare in senso antiorario. Per regolare l'ombra, lo schermo può essere ruotato e inclinato come mostrato in figura. Ciò migliorerà le prestazioni del motore. Spostando lo schermo in una direzione o nell'altra, è possibile modificare il senso di rotazione del rotore. La potenza del motore di T. Burov può essere notevolmente aumentata utilizzando un design a due o anche tre file di lattine di grande capacità. Le banche dovrebbero essere posizionate in modo tale che ciascuna di esse (ovviamente, dal lato aperto) sia uniformemente riscaldata dai raggi del sole. A differenza dei due motori solari già considerati, l'ultimo, il terzo, è più efficiente. Il suo progetto è stato proposto da scienziati americani. Il principio di funzionamento di questo motore ricorda il funzionamento di un motore a combustione interna. Ha sia un cilindro che un pistone, ma solo la cavità superiore sopra il pistone di lavoro è più grande. Ha anche un altro pistone, chiamato dislocatore. È vero, è più simile a un filtro che a un pistone. La parte superiore del dislocatore è ricoperta da una rete metallica verniciata di nero. Nel caso, ha una flebo conica verticale, intasata da un sottile filo di rame. Sia il pistone che il dislocatore sono fissati tramite aste all'albero motore, su cui è montato il volano. Il fluido di lavoro di questo motore è l'aria, praticamente trasparente ai raggi termici del sole. Per capire come funziona un motore, consideriamo prima la posizione in cui il dislocatore è al punto morto inferiore e il pistone è al punto morto superiore. I raggi termici, attraversando liberamente la cupola trasparente, cadono sulla griglia. Assorbe l'energia termica e si riscalda. Insieme ad esso, l'aria viene riscaldata, riempiendo lo spazio tra la cupola e la griglia. Man mano che l'aria si riscalda, preme contro le pareti del cilindro con maggiore forza. La pressione atmosferica agisce sul pistone di lavoro dal basso e la pressione in eccesso agisce dall'alto. Di conseguenza, il pistone di lavoro si sposterà verso il basso e il dislocatore verso l'alto. L'aria riscaldata passa liberamente attraverso il filtro metallico del dislocatore e cede parte del suo calore al filo di rame. Nell'aumento del volume della camera di lavoro, la temperatura e, di conseguenza, la pressione dell'aria diminuiranno. Ora la pressione atmosferica agisce sul pistone di lavoro dal basso, superando leggermente la pressione all'interno della camera di lavoro. Il pistone inizia a salire e il dislocatore a scendere. L'aria raffreddata dalla camera di lavoro passa attraverso il filo di rame riscaldato, si riscalda e riempie lo spazio sotto la cupola. Il motore ritorna al suo stato originale e il ciclo si ripete.
L'efficienza di un tale motore è piccola. Può essere aumentato se si utilizza un sistema di lenti o specchi ottici per concentrare l'energia del flusso luminoso. L'efficienza aumenterà. e nel caso in cui si utilizzi il doppio vetro della cupola per ridurre la dispersione di calore nello spazio circostante o si utilizzi il raffreddamento ad acqua per aumentare la differenza di temperatura nella camera di lavoro. Per ottenere una potenza di un cavallo con l'ausilio di un motore di questo tipo, è necessario concentrare su una cupola trasparente il flusso luminoso "raccolto" dalla superficie di uno specchio di circa un metro quadrato. Quindi, tre motori solari. Con il loro aiuto, puoi ottenere potenza da centesimi a un cavallo! Dove può essere utilizzato? Naturalmente, sia il primo che il secondo motore, in quanto più semplici da realizzare, possono essere utilizzati su modelli di navi e auto. In una limpida giornata di sole, senza consumare un solo grammo di carburante, potranno far girare non solo le ruote motrici di macchinine, camion e trattori, ma anche eliche e pale di modellini di barche, barche e navi. È importante realizzare correttamente il motore con qualsiasi dimensione predeterminata. Autore: V.Zavorotov
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