МАРСОХОД

Open Source Hardware Project

Проекты Altera Quartus II для платы Марсоход

Еще один инерциоид

Эта статья про инерциоид.
Когда я собрался писать эту статью, то думал, что потрачу на нее ну может час от силы. Все было уже практически готово: устройство есть и даже работает, проект для платы Марсоход в среде QuartusII сделан, фотографии сняты, видеофрагмент записан. Осталось написать текст. Подумал, что нужно еще немного почитать в интернете о физических принципах движения инерциоидов.
И вот тут началось... Чем больше я читал и пытался понять разные схемы, тем меньше ясности оказывалось в голове. И даже то, что раньше мне казалось очевидным теперь вызывало сомнения. Попробуйте разобраться в этом!

На самом деле человек придумал уже много способов передвижения. Большинство известных механических средств передвижений используют для движения опору. Автомобили, мотоциклы, велосипеды, трактора - движутся по поверхности (земля, дорога) отталкиваясь от нее. Корабли движутся, фактически отталкиваясь от  воды, когда вращаются их гребные винты. То же самое и с винтовыми самолетами - они отталкиваются от воздуха и опираются на воздух. Всем этим машинам нужна опора.
Принципиально другой движитель используемый человеком - реактивный. Ему не требуется опора, но он "расходует массу" топлива, сгораемого в сопле  реактивного двигателя. Чем выше скорость истечения газов из сопла, тем больше тяга двигателя. Чем большую массу газов двигатель выбросит из сопла (за единицу времени), тем больше тяга. В этом пожалуй и есть проблема. Топливо ракеты очень быстро заканчивается. Известно, что ракеты, запускаемые в космос в основном тянут вверх не полезный груз (оборудование, космонавтов), а топливо для подъема топлива. В википедии есть пример расчета веса ракеты по формуле Циолковского. Получается, что для подъема спутника 10 тонн на высоту 250 километров нужна ракета массой 434 тонны. Грустная картина.
Возможно, размышления по поводу эффективности ракет привели человека к мысли об инерциоидах. Мысль на первый взгляд очень простая - можно ли заставить аппарат передвигаться без опоры и при этом не отбрасывая части массы? В самом деле, кажется, что это даже и не противоречит закону сохранения энергии: на космическом корабле есть, например, солнечные батареи, вырабатывающие электроэнергию, и она (энергия) используется для разгона аппарата - все вроде бы логично. Если бы это было бы возможно, какие бы перспективы открывались бы человечеству в освоении космоса!
Так что же такое "инерциоид"? Попробую дать свое определение. Инерциоид - это движитель, трансформирующий механический импульс своих частей в поступательное движение всего устройства к которому прикреплен этот движитель.
Прежде всего позвольте дать ссылку на википедию (очень дельно все описано):
https://ru.wikipedia.org/wiki/Инерциоид.
Вторая очень интересная статья, которую я нашел, классифицирующая инерциоиды есть здесь: http://re-tech.narod.ru/space/construction/inercio.htm. Здесь уже целая классификация: инерциоид с машущими грузами, с ускоряемыми грузами, с переменным рычагом, и так далее...
Дальнейший поиск в интернете, к моему удивлению, открыл мне два интересных факта.

  1. Оказывается есть люди буквально фанатично увлеченные идеей инерциоида. Они годами разрабатывают различные модели инерциоидов и пытаются запатентовать их, обивают пороги различных академий наук, разрабатывают свои физические теории, пытаются найти финансирование для этих работ. Один из видных деятелей на этой стезе - это Геннадий Иванович Шипов.
  2. С другой стороны традиционная наука (в том числе российская) абсолютно отрицательно относится к инерциоидам, так как принцип их действия нарушает закон сохранения импульса замкнутой системы. Вроде бы даже есть рекомендация российскому патентному ведомству инерциоиды к рассмотрению не принимать, как и "вечные двигатели".

Видно, что тема довольно "мутная". Сразу скажу честно, я скорее на стороне вторых, я скептически отношусь к идее "классического инерциоида". Тем не менее, я покажу как сделать настоящий действующий инерциоид просто и своими руками с помощью платы Марсоход.

Только наш инерциоид не "классический" и, конечно, он нуждается для своего движения в поверхности и силе трения.

Если, например, вы попытаетесь разобраться в конструкции инерциоида Толчина, то это будет совсем не просто: от состоит из множества механических деталей, пружин и так далее. Что и как здесь действует совсем не понятно. Вы можете даже найти какие-то видео испытаний инерциоида Толчина на YouTube:

Наш же инерциоид ну очень простой. Для нашего инерциоида нужен шаговый двигатель от принтера, батарейка, плата Марсоход, CD диск и двухсторонний скотч для крепления всех деталей. Все вместе собирается вот в такую конструкцию:

Инерциоид с шаговым двигателем

Вот еще вид сбоку:

Инерциоид с шаговым двигателем и платой Марсоход

Наша задача сделать поект для ПЛИС платы Марсоход, которая будет управлять шаговым двигателем специальным образом - постепенно разгонять вал двигателя и резко останавливать и менять направление. Это будет машущий грузом инерциоид. Скорость вращения вала двигателя будет описываться вот таким графиком:
graph
Здесь видно: разгон, внезапный останов, смена направления движения и опять разгон и далее по циклу.
Сигналы управления двухфазным шаговым двигателем выглядят следующим образом:

симуляция сигналов двухфазного шагового двигателя

Вообще весь проект для платы Марсоход можно взять здесь:

Инерциоид ( 97538 bytes )
. Модуль управления шаговым двигателем написан на языке Verilog.
Ну и вот собственно видео демонстрация движения нашего инерциоида:

Каков же принцип действия? Вспомним, что такое импульс. Импульс - мера количества движения, прямо пропорционален массе движущегося тела и его скорости. Как вы уже поняли моторчик раскачивает прикрепленный грузик из стороны в сторону. На самом деле не только грузик движется вокруг вала моторчика, но и моторчик (вместе с корпусом инерциоида) в некоторой степени движется относительно грузика - все зависит от соотношения их масс. Поскольку механический импульс замкнутой системы постоянен, а грузик явно меняет свой импульс, то это значит, что периодически и импульс самого корпуса инерциоида меняется. Если бы не было опоры и трения с ней, то весь инерциоид, вероятно, колебался бы относительно одной точки. НО - есть еще и трение между поверхностью и инерциоидом. Когда грузик останавливается мотором, импульс корпуса становится максимальным. В этот момент преодолевается сила трения покоя и инерциоид перемещается вперед.

Есть ли вообще польза от инерциоидов? Нужно ли ими заниматься?
Нашел интересную статью в интернете в журнале "Наука и жизнь". Здесь Анна Швецова показывает, как инерциоид может быть применен в условиях агрессивных сред, например, на Венере. Использование колесного движителя на Венере не очень реализуемо - сальники, подшипники - как все это будет работать при температуре 500 градусов? Для Венеры можно построить абсолютно герметичный аппарат, а в качестве движителя использовать инерциоид.

Так что заниматься ими можно и нужно! Smile

 

Комментарии  

0 #29 Anitra 12.12.2016 11:04
Hi there just wanted to give you a quick heads up.
The words in your article seem to be running off the screen in Ie.

I'm not sure if this is a formatting issue or something to do with internet browser compatibility but I
thought I'd post to let you know. The design and style look great though!
Hope you get the issue solved soon. Many thanks

my homepage стоимость продвижения сайта: http://badlinksgood.blogspot.ru
0 #28 Владимир Максимович 01.09.2016 05:51
Все разговоры о работоспособнос ти центробежных движителей бесполезны сейчас и будут бесполезны до тех пор, пока кто-нибудь не представит видеоролик, в котором в присутствии Комиссии мобиль раскручивает крутильные весы!
0 #27 Александр75 31.08.2016 17:46
Я полностью согласен с автором! В одной плоскости все силы уравновешиваютс я. У толчина игра идет на разнице
цнтробежных сил. В вашем случае на более коротком импульсе удара. Точно также работает отбойный молоток.
Причем обязательное условие должно быть трение .
На крутильных весах аппарат работать не будет.
0 #26 Владимир Максимович 25.08.2016 09:40
Формат данных комментариев не пригоден для обмена мнениями.
Приглашаю на мой сайт petrovlam.ru
Там есть, что посмотреть и о чём порассуждать!
0 #25 аноним 25.08.2016 09:21
просто пока грузик плавно ускоряется, то диск не срывает с пола, а когда идет в конце резкое торможение(удар ), то диск срывает с пола...

может я конечно и ошибаюсь, необходимо поставить такой эксперемент на льду или на плавающей платформе
0 #24 Substantia 24.05.2016 04:36
Здесь демонстрация 2: https://vk.com/doc210967756_437530535 видеофайл около 42 MB (все видеоформаты).

По сравнению с демонстрацией 1: https://vk.com/doc210967756_437523623 вес замкнутой системы безо[censored]г о движения увеличен на 1,8 кгс, в результате чего общий вес всей конструкции составил 3 кгс.

Коэффициент жёсткости резинового подвеса:
k=60 (кгс/м)

Высота подъёма - 0,01 (м).

В результате преобразования внутренней кинетической энергии замкнутой системы безо[censored]г о движения вес её уменьшился на 0,6 (кгс), то есть, до 2,4 (кгс).

Таким образом дифференциал (приращение) энергии объекта (замкнутой системы безо[censored]г о движения) составил:
dW=0,6 (Дж)

Мощность преобразования энергии удержания всей массы системы в новом устойчивом состоянии, которая является реактивной (потенциальной) , определяется как:
P=3 (Вт)
T=0,2 (c.) - период колебаний системы.
+1 #23 Edvid 18.08.2015 22:13
Я считаю, что принцип действия таких устройств иной. Рассматривать работу с точки зрения закона сохранения импульса или момента импульса бессмысленно. В этих устройствах изменяется степень инертности системы в заданном направлении внутренними силами. Тем самым, циклически изменяется и положение центра масс. Поэтому такие устройства не могут двигаться с ускорением - иначе нарушится закон сохранения импульса...
0 #22 Парфирыч 18.08.2015 19:21
Сам не верил в вечный двигатель. Частенько задумывался над инерциоидом и однажды на ременной передаче нарисовал грузики с равномерным шагом. Не поверил. Рассчитал и написал статью «О существовании инерциоида, вечного двигателя и асимметрии».
0 #21 sased 30.04.2015 15:51
Есть система способная изменять положение спутника в пространстве .не иметь гороскопов отброса массы с хитрыми ловушками .сила переодеться по жесткой связи .подскажите насколько это может заинтересовать и кто может заинтересована
0 #20 Edvid 01.03.2015 21:18
Аналогично работают вот эти движители:
http://www.google.com/patents/US20050169756
http://www.youtube.com/watch?v=Wwc2N-o6yoM&feature=youtu.be
-1 #19 Юсуп 28.04.2014 15:31
Безопорный движитель-видео . http://m.youtube.com/watch?v=Cdswu5cSM4k. Гипотеза приливы и отливы http://x-faq.ru/index.php?topic=3038.0
0 #18 Victor_Anatoljevich 27.06.2013 19:33
Такие инерциоиды и им подобные надо строить! Но на заявленный результат не надо рассчитывать. Хорошая тренировка рук и мозгов не повредит! Главное, не сидите сиднем, делайте что-нибудь. Уверен, любой побочный результат - награда!
0 #17 Victor_Anatoljevich 22.06.2013 19:25
Очень интересный материал!
0 #16 Владимир Максимович 28.07.2011 11:42
Роман, Ваша статья пришла и на мою почту. Всё очень интересно, но нет продвижения относительно информации, которуюю я высказал в комментариях 11-14
-3 #15 Роман 28.07.2011 06:42
А что мешает сделать 2 встречно работающих маятника, чтобы уйти от силы трения ???
И ВСЕГО, ТО ...........
Это и будет - Классический инерциоид !
0 #14 Владимир Максимович 19.02.2011 16:06
4. В общем, устройство движется, пока имеется ХОРОШЕЕ трение. Но это - не ИНЕРЦИОИД!
5. Это - не очень хорошо, если комментарий приходится разбивать на много частей! Тогда уж лучше приглашаю на свой сайт PETROVLAM.RU. Там поговорим с комфортом.
0 #13 Владимир Максимович 19.02.2011 16:02
3. Даже, если увеличить число оборотов грузика до уровня, когда он начинает генерировать центробежную силу, достаточную для перемещения Марсохода, то и тогда инерция будет ни при чём. Движение будет происходить только во время передачи корпусу сгенерированной центробежной силы. Формально, после прекращения воздействия тяговой компоненты от этой силы, устройство должно было бы продолжать своё движение по свойству ИНЕРЦИЯ, да только схема используемого движителя ПРИНЦИПИАЛЬНО не позволяет создать требуемую для такого движения тяговую силу. Даже после установки Марсохода на колёсную платформу мобиль с таким движителем всё равно не сдвинется с места после прекращения импульса тяговой силы.
0 #12 Владимир Максимович 19.02.2011 16:01
2. В Вашем Марсоходе инерция НЕ работает. Грузик движется в одном направлении и тем самым, по третьему закону Ньютона, заставляет всю остальную массу двигаться в обратном направлении. Но поскольку вся остальная масса значительно превышает массу грузика, постольку трение её с опорой задерживает устройство в некоторой промежуточной позиции. Инерция тут совершенно ни при чём!
0 #11 Владимир Максимович 19.02.2011 15:58
1. ИНЕРЦОИД - это устройство, движущееся по свойству ИНЕРЦИЯ (то есть ПОСЛЕ прекращения на него силового воздействия).
Это так, даже если другие словари дают другое определение этому термину.
+1 #10 sTs 06.02.2011 19:59
Цитирую Владислав:
По сравнению с тем, что я видел, это просто игрушка для детей до 3-х лет. А видел, как чуваки сделали такой инерциоид. который при от 12 вольтового аккумулятора поднимает целый автомобиль в воздух. Вот тогда у меня волосы стали дыбом.

Ну и высилий :lol: Тут 2 варианта, либо вы разводите нас, либо развелись вы :P
0 #9 Владислав 27.01.2011 21:32
По сравнению с тем, что я видел, это просто игрушка для детей до 3-х лет. А видел, как чуваки сделали такой инерциоид. который при от 12 вольтового аккумулятора поднимает целый автомобиль в воздух. Вот тогда у меня волосы стали дыбом.
0 #8 Bloletom 19.11.2010 23:27
Нужно по больше таких статей писать как эта.
0 #7 redqlown 21.09.2010 10:51
Цитирую redqlown:
ваш инерциоид не просто не классический он вообще не использует инерцию для движения, это просто шагающая машина, которая не умеет поднимать ноги, но статья интересная спасибо

сорь, сначала про другой статью читал, с двигателями из жестких дисков и с тремя ногами.. простите...
0 #6 redqlown 21.09.2010 10:50
ваш инерциоид не просто не классический он вообще не использует инерцию для движения, это просто шагающая машина, которая не умеет поднимать ноги, но статья интересная спасибо
-1 #5 Chettuser 05.08.2010 12:53
"Использование колесного движителя на Венере не очень реализуемо - сальники, подшипники - как все это будет работать при температуре 500 градусов"

ИМХО, лучше использовать маленькие ракетные двигатели - такую температуру и условия они вполне терпят.
(инженер-конструктор ракетно-космиче ского центра).
0 #4 Chettuser 05.08.2010 12:48
Цитирую Гарри:
Цитирую Роман:
Ну а что, такая конструкция более эффективна, чем если бы та же энергия использовалась для вращения колес?


Угу, колес в космосе.


А что? забавно бы визжала колесиками... Инопланетян пугало бы... или смешило. Конечно если они не на той тарелке что была собрана в параллельной ветке xD
0 #3 Гарри 13.05.2010 09:03
Цитирую Роман:
Ну а что, такая конструкция более эффективна, чем если бы та же энергия использовалась для вращения колес?


Угу, колес в космосе.
+4 #2 MrFree 12.05.2010 09:27
:D Они придумали вибратор к телефону, ура.
-6 #1 Роман 12.05.2010 07:44
Ну а что, такая конструкция более эффективна, чем если бы та же энергия использовалась для вращения колес?

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить


GitHub YouTube Twitter
Вы здесь: Начало Проекты Проект Марсоход Еще один инерциоид