模型用ソーラーエンジン。図面、説明

模型用ソーラーモーター。モデラーのためのヒント

モデリング

船モデルであれ、航空機モデルであれ、モデルに取り組むとき、若いデザイナーは多くの質問を解決する必要がありますが、そのうちの XNUMX つはどのエンジンを搭載するかということです。最も単純なものは機械式で、伸ばされたゴムバンドまたはねじれた鋼製バネのエネルギーによって駆動されます。化学源 (バッテリーまたは蓄電池) によって駆動される小型電気モーターや小型内燃エンジンは、より複雑な設計です。

これらのドライブにはそれぞれ利点がある一方で、欠点もあります。実際、伸びたゴムやねじれたバネのエネルギーを利用するエンジンは、モデルを停止するたびに再始動する必要があります。電気モーターも短時間動作します。電池または蓄電池が消耗し、モデルが停止します。内燃機関にはさらに注意が必要です。そしてすべては燃料に帰着します。燃料があればモデルは動きますが、燃料がなければ停止します。

しかし、おそらくすでに忘れられている、モデルを駆動する別の方法があります。機械的エネルギーの貯蔵、化学物質、ガソリンを必要としません。

暑い日には、直射日光が土の表面や家の屋根、道路のアスファルトを温めます。目に見えない熱線は空気や水を加熱しますが、これらはすべて私たちの近くにあります。さまざまな機構を動かすエネルギー。

今日、私たちはXNUMXつの珍しいエンジンに精通することを申し出ます。

燃料を消費することなく、それぞれが有益な仕事を生み出すことができます。しかし、それらが永久機関であるとは考えないでください。彼らのパフォーマンスの秘密はシンプルです。シャフトは太陽光のエネルギーによって回転します。中間装置の助けを借りてのみ太陽エネルギーが機械エネルギーに変換されるほとんどの既知の太陽光発電設備とは異なり、これらのエンジンでは光回転変換サイクルが XNUMX つの設備で実行されます。

発明者D. Pasechnyukによって設計が提案された、最も単純なソーラーエンジンを考えてみましょう。写真を見てください。外側が黒く塗られた円筒形の容器が、堅いスタンドに取り付けられています。端部には異なる直径の穴が開けられています。内側の大きい穴の側に、XNUMX つの多翼ホイールを備えたローターが挿入されています。それらのブレードは同じ方向に同じ角度で傾斜しています。ローターシャフトはベアリング上で回転します。

モデル用ソーラーモーター

これがパセチュニュクのエンジンの仕組みです。船の黒い表面に当たる太陽光線が船内の空気を加熱します。容器内の圧力が増加し、両方のホイールに内側から均等に圧力がかかります。

しかし、車輪の直径は異なります。したがって、大車輪のトルクは小車輪のトルクよりも大きくなります。ファンブレードを思わせる大きなホイールのブレードが、容器から加熱された空気の一部を継続的に送り出し始めます。しかし、自然は真空を許容しないため、同時に大気からの冷たい空気が小さな車輪を通して容器内に吸い込まれます。内部が加熱されて再び出てきますが、反対側からです。これが、燃料を使わないこのエンジンがファンのように機能する仕組みです。

このようなエンジンは非常に早く作成でき、トマトペーストなどの容量が4〜5リットルのブリキ缶が容器として適しています。片方の底に直径60〜80 mmの穴を慎重に切ります。瓶の中身を取り出します。内壁を徹底的に洗い流します。もう一方の底には、直径30〜40 mmの穴を開けます。瓶を黒いペンキで塗ります。真っ直ぐな銅管を用意します。それに錫のブレードをはんだ付けします。ブレードの付いたローターを容器内に挿入します。その上にベアリングを置き、サポートに固定します。エンジンの準備は完了です。

T. ブロフによって設計されたエンジンは、 D.パセチュニュクのエンジンよりわずかに高い。作動物質として空気ではなく水を使用します。写真を見てください。その動作原理は、加熱と冷却の影響下での水蒸気の弾性変化に基づいています。チューブで互いに接続された XNUMX つの缶で構成される閉鎖システムを考えてみましょう。たとえば、一番上のもの。ここでは、一方の缶はスクリーンで保護された日陰にあり、もう一方の缶は太陽光線に照らされています。光線は壁の黒い表面を加熱します。瓶の中の水の温度が上がります。水が蒸発し始め、瓶内の圧力が上昇します。血管の連通の法則によれば、加熱された瓶とまだ冷たい瓶の両方の圧力は平衡する傾向があります。過剰な圧力の影響で、加熱された缶からの液体の一部がチューブを通って冷たい缶に押し込まれます。容器内の水の再分配により、ローターの左側が右側より重くなるアンバランスな状態が生じます。ローターが回転し始めます。

モデル用ソーラーモーター

このようなエンジンはスクラップ材料から作ることもできます。たとえばコンデンスミルクのようなブリキ缶を考えてみましょう。側面に穴を開けます。内容物を排出し、瓶をすすぎます。反対側にももう一つ穴を開けます。次に、長さ 350 mm の銅管を用意します。両端から60 mmの長さで穴を開けます。チューブを真ん中で曲げ、端を瓶に挿入します。缶からのチューブの入口点と出口点を、厚いはんだ層で慎重にはんだ付けします。瓶を黒く塗ります。チューブの開口端の 400 つから瓶に 3 cmXNUMX の水を注ぎます。ワイヤーカッターを使用してチューブの端を圧縮し、平らになった接合部をはんだ付けします。

ローターは、このように接続された XNUMX ～ XNUMX 対の缶から組み立てられます。屈曲点を銅シャフトにはんだ付けします。保護用のボール紙スクリーンをその上に置きます。エンジンは作動する準備ができています。

右側にあるすべての缶の表面に太陽光が当たるようにローターの回転軸を設定します。ローターが反時計回りに回転し始めます。

影を調整するには、図のように画面を回転させたり、斜めに設置したりすることができます。これによりエンジンの性能が向上します。画面を左右に動かすことでローターの回転方向を変更できます。

T. ブロフのエンジンの出力は、XNUMX 列、さらには XNUMX 列の設計の大容量ブリキ缶を使用すると大幅に向上します。瓶は、それぞれ (もちろん、覆われていない側) が太陽光線によって均等に加熱されるように配置する必要があります。

すでに説明した XNUMX つのソーラーエンジンとは異なり、最後の XNUMX 番目のソーラーエンジンはより効率的です。彼のプロジェクトはアメリカの科学者によって提案されました。

このエンジンの動作原理は内燃機関の動作に似ています。シリンダーとピストンの両方を備えていますが、作動ピストンの上の上部キャビティのみがより大きな容積を持っています。ディスプレーサーと呼ばれる別のピストンもあります。確かに、ピストンというよりはフィルターのように見えます。ディスプレーサーの上部はワイヤーメッシュで覆われており、黒く塗装されています。体内には、細い銅線が詰まった垂直の円錐形の点滴があります。ピストンとディスプレーサは両方ともロッドを介してフライホイールが取り付けられているクランクシャフトに取り付けられています。このエンジンの作動流体は空気であり、熱太陽光に対してほとんど透明です。

エンジンの仕組みを理解するために、まずディスプレーサが下にあり、ピストンが上死点にあるときの位置を考えてみましょう。透明なドームを自由に通過する熱線がメッシュに当たります。熱エネルギーを吸収して発熱します。それとともに空気も加熱され、ドームとメッシュの間の空間が満たされます。空気が加熱されると、より大きな力でシリンダー壁を押し付けます。このとき、作動ピストンには下から大気圧が作用し、上からは過剰な圧力が作用します。その結果、作動ピストンは下降し、ディスプレーサは上昇します。加熱された空気はディスプレーサの金属フィルターを自由に通過し、熱の一部を銅線に放出します。作動室の容積が増加すると、温度が低下し、したがって気圧も低下します。ここで、作動ピストンは下から大気圧にさらされますが、この大気圧は作動室内の圧力よりわずかに高くなります。ピストンが上昇し、ディスプレーサが下降し始めます。作業室からの冷却された空気は加熱された銅線を通過し、加熱されてドームの下の空間を満たす。エンジンは元の状態に戻り、このサイクルが繰り返されます。

モデル用ソーラーモーター

このようなエンジンの効率は小さいです。光学レンズまたはミラーのシステムを使用して光束のエネルギーを集中させることによって、それを増加させることができます。効率が上がります。また、ドームの二重ガラスを使用して周囲の空間への熱損失を減らすか、水冷を使用して作業室内の温度差を大きくする場合も同様です。

同様の設計のエンジンを使用して XNUMX 馬力を得るためには、約 XNUMX 平方メートルの鏡の表面から光束を「集めた」透明なドームに焦点を合わせる必要があります。

つまり、ソーラーエンジンがXNUMXつあります。彼らの助けを借りて、XNUMX分のXNUMX馬力からXNUMX馬力までパワーを得ることができます。どこで使えますか? もちろん、第 XNUMX エンジンと第 XNUMX エンジンはどちらも製造が簡単なので、船舶や自動車のモデルに使用できます。晴れた日には、燃料をXNUMXグラムも消費せずに、おもちゃの車、トラック、トラクターの駆動輪だけでなく、模型のボート、ボート、船のプロペラやブレードも回転させることができます。所定の寸法でエンジンを正確に製造することが重要です。

著者：V.Zavorotov

面白い記事をお勧めします セクションモデリング:

▪ ユニバーサルフリーフライングモデル

▪ 紙の鳩

▪ 液体の表面張力現象を利用した推進力

他の記事も見る セクションモデリング.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

距離を置くことがますます一般的になっている現代のテクノロジーの世界では、つながりと親近感を維持することが重要です。ドイツのザールランド大学の科学者らによる人工皮膚の最近の開発は、仮想インタラクションの新時代を象徴しています。ドイツのザールラント大学の研究者は、触覚を遠くまで伝えることができる超薄膜を開発した。この最先端のテクノロジーは、特に愛する人から遠く離れている人たちに、仮想コミュニケーションの新たな機会を提供します。研究者らが開発した厚さわずか50マイクロメートルの極薄フィルムは、繊維に組み込んで第二の皮膚のように着用することができる。これらのフィルムは、ママやパパからの触覚信号を認識するセンサーとして、またその動きを赤ちゃんに伝えるアクチュエーターとして機能します。保護者が布地に触れるとセンサーが作動し、圧力に反応して超薄膜を変形させます。これ ... >>

Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

無人車両が自ら橋を架けた 24.09.2015

ドローンを建設に使用する新しいプロジェクトは、ほぼ毎日のように発生しています。たとえば、つい最近まで、日本のエンジニアリング会社であるコマツは、人工知能によって提供されるクラウドベースのコンピューティングサービスを組み合わせたスマートコンストラクションと呼ばれるシステムを立ち上げました。同社によると、このシステムは、現代の建設現場の XNUMX つの主要コンポーネントである人、コンピューター、ドローンを接続します。

建設用ドローンの開発に関与するヨーロッパの主要な組織の XNUMX つは、チューリッヒ (スイス) にある連邦工科大学の動的システムおよび制御研究所です。数か月前、研究所の研究者は、無人航空機を使用して引張構造を構築する計画を発表しました。彼らは、この方向での最初の重要な成功を発表しました - 大人の体重を支えることができるロープ橋のロボットによる建設です。

これを行うために、電動ケーブルリールを装備したクワッドコプターのグループが自律的に 7 つの基地間を行き来し、ダイニーマ素材で作られた合成ケーブルを使用してブリッジを構築しました。フェンシングスーツや牽引ロープから、防弾チョッキ、毛布、さらには黒板まで、この軽量で耐久性のある超高分子量ポリエチレンは、幅広い用途に使用されています。ロープの重さは 4 メートルあたりわずか 1300 g で、直径 XNUMX mm のロープは XNUMX kg の負荷に耐えることができます。

手作業で作られた構造の唯一の部分は、スチール製のサポートです。残りはすべてクアッドコプターによって行われ、120 m のケーブルからノット、リンク、ブレードを編み、全長 7,4 m の XNUMX つのセクションからなる橋を作成しました. 建設が始まる前に、無人機は訓練のために数回のテスト飛行を行いました. しかし、彼らは作業中に、車両の位置を監視し、テザーが展開するときに車両にかかる力を考慮に入れたモーションキャプチャシステムを使用して軌道を修正しました。

その他の興味深いニュース:

▪ フェイクニュースは真実よりも速くオンラインで広まる

▪ 糖尿病に注意

▪ Samsung Galaxy S6 および Galaxy S6 Edge スマートフォン

▪ 冶金企業からの排出量の削減

▪ Western Digital iNAND 7350 256GB スマートフォンドライブ

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ Web サイト Art of Audio のセクション。記事の選択

▪ 記事イワヌシュカ、元気じゃないのは何ですか？何に頭を下げていましたか？人気の表現

▪ 記事採石場とは何ですか? 詳細な回答

▪ 記事ガーデンカラント。伝説、栽培、応用方法

▪ 記事 C テスター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事電源付き車載用 UMZCH。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー