Японский зонтик (продолжение)
Итак, мы продолжаем ( начало здесь ) описывать “побочные эффекты” нашей разработки:
Клиноременный вариатор внезапно стал обладать поразительной точностью, вне зависимости от износа ремня:
На изображении a) мы видим уменьшение передаточного числа (соответственно расстояниям a и b) при максимальном сдвиге полушкивов в случае частичного износа рабочих поверхностей ремня (рисунок справа).
На изображении b) показано, что передаточное число (соответственно расстоянию с) в клиноременном вариаторе “Японский зонтик” осталось неизменным, хотя ремень изрядно истерся. И вообще новый вариатор выходит из строя только в случае полного разрыва ремня. До этого момента он работает с завидной точностью невзирая на износ.
Мимоходом возникла мысль, что ремень вариатора можно сделать наборным, ну, например из металлических пластин, с возможностью их частичного смещения в плоскости, перпердикулярной оси ремня (см. рис ниже). При этом немного скругляем “спицы” шкива:
Зачем? Для того чтобы обеспечить жесткий захват ремня (металлом об металл) полушкивами. Но в этом случае понадобится масляный картер… - бредовая добавка для обычного вариатора :)
Теперь перейдем к вопросам практического применения. Не будем касаться всем известных способов. Остановимся на оригинальных “побочных эффектах”
Независимый, управляемый электроникой привод
(разрабатывался для роботизированных беспилотных аппаратов, луно-марсо-ходов)
Итак, как видно из рисунка, все ведущие шкивы расположены на одном вале. Часть полушкивов зафиксирована, часть подвижна. Скорость вращения колес регулируется изменением передаточных чисел на вариаторах и контролируется электронным блоком (на рисунке - КОНТРОЛЛЕР). Что мы имеем В ОДНОМ ФЛАКОНЕ?
1. Само собой разумеется, коробку передач.
2. Функция диференциала
3. Функция блокировки диференциала
4. Функция системы курсовой устойчивости
5. Функция раздаточной коробки
И вообще каждое колесо способно вращаться с разной скоростью, действуя по командам контроллера в зависимости от дорожных (или внедорожных) условий. И все это от одного двигателя и одного вала.
Думаете, что система управления слишком сложна?
Ну, уж точно не сложнее этой, причем аппарат управляется в 3-х измерениях только путем регулировки скорости вращения несущих винтов:
http://www.youtube.com/watch?v=Y4jtguSF0n4
Кстати, про этого дрона. Электричество - это, конечно хорошо, но… Время полета очень ограничено, грузоподъемность мизерная. Используя принцип нашей трансмиссии можно заменить электродвигатели на один, находящийся в корпусе двигатель внутреннего сгорания. Тишину мы не обеспечим, но работоспособность увеличится на порядок.
Вернемся к беспилотникам - конвертопланам. Мы описывали ранее наш БПЛА конвертоплан с 2-мя двигателями в фюзеляже и несущими винтами на одном валу. Ох, сколько же критики мы услышали в свой адрес. Мы не дописали самую малость. Аппарат достаточно легкий, чтобы взлет и переход в горизонтальный полет занимали 3-4 секунды (почти по-ракетному). Именно поэтому не было надобности уделять много нимания режиму зависания. Нужно взлетать - взлетай, нужно садиться - садись. Не виси… Простой принцип помог значительно упростить конструкцию.
А вот дальнейшая разработка концепции “вертикальный взлет, 24 часа в воздухе” влечет на собой значительное увеличение габаритов и веса аппарата. Стабильное поведение беспилотника в режиме зависания становится жизненно важным.
Отвлечемся немного на красивейший аппарат Оsprey. История его создания показала, что стабилизировать аппарат путем управления только дросселями двигателей невозможно. Т.к. двигатель отзывается с опозданием на “педаль газа”. И этого опоздания вполне достаточно для катастрофы. Поэтому эта “птичка” имеет вспомогательную опцию (выделено красной стрелкой на рисунке) “небольшая коробочка” и 2 вала позволяют быстро, без задержек распределять часть мощности между двигателями. И этого оказалось достаточно для эффективной стабилизации.
Что у нас? Мы помним, что наш беспилотник значительно подрос и набрал в весе, но мы не отказываемся от расположения двигателей в фюзеляже, но применяем вариатор. Как мы писали ранее, он обладает точностью вне зависимости от износа ремня, повышенным трением и… у него мгновенная реакция на команды. Схема трансмиссии еще проще, чем описано выше:
Впрочем, принимая во внимание, что разница между оборотами несущих винтов незначительна, а возможности нашего вариатора по диапазону изменения передаточных чисел практически безграничны, можно упростить конструкцию, используя только один вариатор:
Статья находится в процессе написания и подготовки иллюстраций. Продолжение следует. Не уходите далеко.