Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2004 № 02

Принцип волнового насоса используется и иначе. В некоторых местах Черного моря обитателям больших глубин не хватает воздуха. Возникла мысль: поднять с больших глубин воду, лишенную кислорода, на поверхность, чтобы на смену ей поступила свежая вода из верхнего слоя. Это удается успешно делать при помощи волнового насоса с огромной 22-метровой трубой. Ну а вы можете использовать волновой двигатель для модели кораблика (рис. 4).

В простейшем случае ее корпус — это кусок пенопласта, в который вставлена трубка, изогнутая в виде буквы «Г». На конце трубки сделайте из бумаги и скотча коническую насадку. Всякий раз, когда лодочка будет проваливаться между гребней волн, из трубки будут вылетать струйки воды, создающие реактивную тягу.

Мы уже говорили, что энергия качки большого судна может превышать мощность его двигателей. Однако полностью использовать ее для движения судна пока не удается. Изобретатели предлагали для этого устанавливать на суда механизмы, состоящие из многотонных маятников и вращающихся маховиков, рекомендовали сочленениями, которые, изгибаясь от волн, через систему рычагов вращали бы винт. Но дальше отдельных экспериментов дело так и не пошло — все снабжать корпуса судов шарнирными сочленениями, которые, изгибаясь от волн, через систему рычагов вращали бы винт. Но дальше отдельных экспериментов дело так и не пошло — все эти устройства получались непомерно сложными и давали ничтожный эффект.

Очень простую лодку, движимую силой волн, испытал на озере Онтарио в 1969 году канадец А.Гаузе. При легком волнении скорость ее достигала 5 км/ч. Она двигалась в любом направлении независимо от ветра и волн. В открытом море скорость ее оказалась почти вдвое выше. Лодка Гаузе имела длину 10 м. На ее киле последовательно парами располагались плавники (рис. 5).

Каждый из них состоял из жесткой части и гибкой. Под действием волн одна-две из них перемещались вертикально. При этом гибкая часть изгибалась, словно хвостовой плавник рыбы, и создавала горизонтальную тягу, направленную всегда вперед.

На рисунке 6 модель такой лодки.

Корпус ее вырезан из куска упаковочного пенопласта. В нем на клею укреплена фанерная пластина. К ней крепятся изогнутые полоски стали с приклепанными к ним плавниками. Плавники — это кусочки резины или кожи, толщина которых к задней кромке сходит на нет. Волновые суда достаточно хорошо движутся, только когда их длина меньше среднего расстояния между гребнями волн. Поэтому, прежде чем строить модель лодки, понаблюдайте за волнами в том водоеме, где вы будете ее испытывать. Для этого достаточно бросать в воду ветки разной длины и посмотреть, какая из них испытывает самую сильную продольную качку. Такую длину и выберите для-корпуса модели.

А. ВАРГИН

Рисунки автора

Модель, оснащенная солнечной батареей, могла бы проплыть сотни и тысячи километров. А если на ней установить к тому же спутниковую систему навигации, она сможет пересекать моря и океаны, точно попадая в порт назначения.

К сожалению, сделать такую модель пока никто еще не решился. Но можно начать с малого. Перед вами модель озерного парома, которую ведет автоштурман, использующий способность магнитной стрелки всегда ориентироваться на север.

При курсовых эволюциях модели будет изменяться заданный угол между направлением север — юг компасной стрелки и продольной осью «корабля» (рис. 1).

Отклонения этого угла должны восприниматься датчиком рассогласования (ДР) и в виде электрических сигналов поступать на электронный усилитель (У), способный управлять противодействующим рулевым органом (РО). Для простоты и наглядности можно отказаться от погруженного в воду руля и держать курс воздушным винтом. При этом ходовой винт остается. Основная тонкость нашей системы управления связана с чрезвычайно малой мощностью магнитной стрелки. Будь она посолиднее, можно было бы механически связать со стрелкой сельсин либо круговой потенциометр, тем не менее можно установить на стрелке легчайший лепесток-зеркальце из полированной алюминиевой фольги, направив на него световые лучи с обеих сторон. Эти лучи улавливают две оптопары, установленные на общем поворотном кольце, окружающем корпус компаса (рис. 2).

Роль зеркального лепестка — в определенных случаях отразить лучик светоизлучателя (СИ) данной оптопары на ее фотодатчик (ФД) для выработки управляющего электрического сигнала.

Перед пуском модели ее нацеливают на конечный пункт маршрута и устанавливают кольцо с оптопарами так, чтобы треугольный индекс находился против острия стрелки компаса. При таком положении лучи от светоизлучателей СИ1, СИ2 (рис. 2а) не попадают в фотодатчики ФД1, ФД2 и коррекции курса модели не происходит.

Если же по какой-то причине судно отклоняется от курса, например, вправо (рис. 2б), свет от излучателя СИ2 достигает датчика ФД2, и тот выдает команду на исправление курса. Чем заметнее рассогласование курса, тем значительнее сигнал и корректирующее действие.

Фотодатчики R3 и R5 включены в плечи входной цепи усилителя (рис. 3).

В качестве излучателей света использованы светодиоды VD1, VD2. Полученные с делителей напряжения R3, R4 и R4, R5 сигналы предварительно усиливаются каскадами на транзисторах VT1, VT3 и VT2, VT4 и управляют двухтактным выходным каскадом на транзисторах VT5, VT6. В зависимости от того, какой из них открыт, привод M1 воздушного (рулевого) винта вращается в ту или иную сторону.

Привод ходового водяного винта М2 получает питание сразу от двух батарей GB1, GB2 через токоограничительный резистор R15, что не очень экономично, зато обеспечивает одинаковый расход источников питания.

Примерный облик кораблика изображен на рисунке 4.

В передней части корпуса располагается сравнительно низкий «пассажирский салон» из оргстекла — это упростит установку кольца с датчиками относительно магнитной стрелки. Оптопары необходимо закрыть светонепроницаемыми козырьками во избежание помех от наружного освещения. Светоприборы соединены с усилителем гибкими многожильными проводничками. В трюме под компасом разместите плату усилителя и батареи питания, к примеру, типа 3LR12. За пассажирским салоном, в кормовой части, укрепите воздушный киль, в проеме которого разместите воздушный рулевой винт. Для уменьшения влияния волн на магнитную стрелку и зеркальный отражатель компас установите на поролоновую прокладку, проведите балансировку винтов, а в конструкции избегайте применения стальных деталей.