Владимир Петров - Законы развития систем

П5.4.2.1.3.5. Созданием дополнительной силы

Отклонение от вертикального движения с помощью крыла.

Наиболее яркие примеры — это самолет, дельтаплан и т. д.

Пример П5.56. Спуск судна на воду.

При спуске судна на воду с продольного стапеля используют подводное крыло, чтобы судно сильно не заглублялось (а. с. 281197). Крыло пустое, поэтому оно частично служит понтоном. Крыло установлено на спусковых салазках.

Рис. П5.30. Спуск судна на воду. А. с. 281197

П5.4.2.1.4. Вращательное и колебательное движение

П5.4.2.1.4.1. Тело вращения + перемещающийся внутри груз

Пример П5.57. Яйцеобразная ванна.

Патент Германии 122 788 (1900 г.). Яйцеобразная ванна, свободно стоящая на полу и падающая с боку на бок при малейшем движении купальщика. Такие колебания создают волны в ванне.

Пример П5.58. Качели в ванне.

Патент Германии 101 412. Качели в ванне. Создаются волны в ванне.

П5.4.2.1.4.2. Создание момента

Пример П5.59. Самосвал.

Кузов самосвала выполнен в виде опрокидывающего ковша

(а. с. 954 274). Такая форма ковша помогает создавать вращающий момент. Нужны меньшие усилия для подъема кузова (рис. П5.31), при освобождении от груза. Такое же решение использовано в примере П5.54 (рис. П5.29).

Рис. П5.31. Самосвал. А. с. 954274

П5.4.2.1.4.3. Наклон оси вращения

Пример П5.60. Самозакрывающиеся двери.

Ось двери наклоняют на 6—8 градусов (рис. П5.32а). Благодаря наклону открытая дверь возвращается в первоначальное положение в силу собственной тяжести. Дверь работает по принципу маятника. Такие двери используются как входные в общественных заведениях. Изобретатели постоянно пытаются улучшить этот принцип. В патенте России 2 205 932 (2003 г.) предложены перли для самозакрывающихся дверей (рис. П5.32б).

Рис. П5.32. Самозакрывающаяся дверь

П5.4.2.1.4.4. Центр тяжести ниже оси вращения

У маятника и качелей центр тяжести ниже оси вращения.

Пример П5.61. Качели.

Изобретено много качелей, которые движутся по сложной траектории.

Качели по а. с. 1 389 798 (рис. П5.33а) создают «воздушные ямы». На перекладину свободно посажены две втулки. Со столбами их связывают пружины, работающие на сжатие. В разные фазы маховых колебаний пружины то сдвигают, то раздвигают втулки. Тем самым уменьшается или увеличивается расстояние сидения от оси вращения. Качание происходит по сложной криволинейной траектории.

Другие эффекты создают качели по а. с. 1 449 143 (рис. П5.33 б), 1 449 144 (рис. П5.33в), 1 449 145 (рис. П5.33г).

Рис. П5.33а. Качели. А. с. 1 389 798

Рис. П5.33б. Качели. А. с. 1 449 143

Рис. П5.33в. Качели. А. с. 1 449 144

Рис. П5.33в. Качели. А. с. 1 449 145

П5.4.2.1.4.5. Наклоны поплавка в жидкости

Пример П5.62. Стенд для испытания транспортных средств.

Стенд представляет собой беговой барабан, размещенный на поплавках в бассейне (а. с. 1 062 551). Изменяя положение поплавков в воде можно имитировать поперечные наклоны на пересеченной местности (рис. П5.34).

Рис. П5.34. Стенд для испытания транспортных средств.

А. с. 1 062 551

П5.4.2.2. Создание силы

П5.4.2.2.1. Создание силы с помощью удара, создаваемого падающего тела

Пример П5.63. Удаление сучьев с дерева.

В а. с. 461 722 сучья у дерева срезаются с помощью охватывающего режущего устройства за счет инерции падения спиленного дерева.

Пример П5.64. Ковка.

Ковка и прессовка осуществляется путем свободного падения предварительно поднятого груза.

П5.4.2.2.2. Создание силы за счет веса тела

Пример П5.65. Ледокол.

Ледокол ломает лед, используя свой вес.

Пример П5.66. Якорь.

Существуют якоря, которые удерживаются на почве за счет своего большого веса.

П5.4.2.2.3. Рычаг второго рода

Пример П5.67. Подъем крышки люка.

Патент США 3 985 338. Подъемное устройство для крышки люка содержит длинную стальную прямую трубу, один конец которой имеет сквозной поперечный палец. На пальце шарнирно закреплен спущенный вниз крюк. К нижней стенке стальной трубы приварен шкворень (упор), расположенный ближе к концу трубы с крюком. Крюком зацепляют крышку и встают ногой на трубу с другого конца (рис. П5.35).

Рис. П5.35. Подъем крышки люка

П5.4.2.3. Удержание тела в определенном пространственном положении

П5.4.2.3.1. Удержание за счет создания опоры

Пример П5.68. Вешалка.

Легко повесить любой предмет на крюк, если в нем есть отверстия или петли.

П5.4.2.3.1.1. Опора по вертикали и упор в горизонтали

Пример П5.69. Вешалка для таза.

А. с. 255 515. Изобретатель М. Д. Рябцев предложил вешалку для тазов и мисок, которая удерживает крюком таз за реборду снизу

(рис. П5.36) и в вертикальной плоскости опирается ободом на горизонтальный упор вешалки.

Рис. П5.36. Вешалка для таза. А. с. 255 515

П5.4.2.3.2. Удержание тела в определенном положении созданием силы

Пример П5.70. Захват.

Рельсы переносятся клещами, которые закрываются давлением веса рельсы. Такой же принцип используется в а. с. 1 055 721

(рис. П5.37).

Рис. П5.37. Захват. А. с. 1 055 721

П5.4.2.3.3. Удержание тела в определенном положении за счет трения

П5.4.2.3.3.1. Использование клина

Пример П5.71. Зажимное устройство.

Чтобы удержать чертежный лист в вертикальном положении используют зажимы, в виде стального шарика, движущегося вверх при вставлении листа. Шарик под собственным весом опускается вниз и так как он движется по направляющей имеющей сужение к низу, то заклинивает лист бумаги.

П5.4.2.3.4. Удержание тела в определенном положении с помощью магнитного поля

Тело можно удерживать в определенном положении с помощью магнитного поля, создаваемого с помощью постоянного магнита или электромагнита.

П5.4.2.4. Создание направления

П5.4.2.4.1. Создание вертикального направления

Использование маятника

Пример П5.72. Буровая установка.

Бурение вертикальных скважин, например, для создания свайного фундамента, связано с проблемой точного выставления по вертикали буровой колонны. Особо сложно это делать на неровном рельефе. Буровую установку с помощью специальных стоек приводили в соответствующее положение.

Ответ: Буровая колона подвешивается на кране сама принимает вертикальное положение а. с. 293 095 (рис. П5.38).

Рис. П5.38. Буровая установка. А. с. 293 095

П5.4.2.4.2. Создание горизонтального направления

П5.4.2.4.2.1. Горизонтальное направление с помощью жидкости и Архимедовой силы

Пример П5.73. Суда.

Суда, строительство на воде.

П.4.2.5. Повышение статической устойчивости объекта в пространстве

Пример П5.74. Балансировка ротора.

А. с. 739 354. Статическую балансировку ротора производят путем взвешивания его в воде. На ось ротора с двух сторон одевают пустотелые торы, каждый из которых помещают в сосуд с жидкостью, связанных между собой трубой(рис. П5.39).