Юный техник, 2003 № 09

Длина… 205 см

Высота… 117 см

Ширина… 71 см

Вес без горючего… 213 кг

Объем двигателя… 1198 см³

Мощность двигателя… 190 л.с.

Количество цилиндров… 4

Максимальная скорость… 300 км/ч

Время разгона до 100 км/ч… 2 с

Объем топливного бака… 20 л

ПОЛИГОН Вечный двигатель

Это колесо со спицами может вращаться хоть 40 миллиардов лет (пока светит Солнце). Так что в этом смысле двигатель не совсем вечный. Но срок его действия, согласитесь, вполне приличный.

Колесо в двигателе не совсем обычное — спицы у него резиновые. Резина же материал оригинальный. Все тела при нагревании расширяются, а она, наоборот, сжимается. Опыт показывает, если резиновую ленту предварительно растянуть с силой 10 Н при температуре 27 °C, а затем подогреть до 66 °C, она сожмется с силой 11 Н. Получится прирост силы в 1 Н.

На этом свойстве резины предложено множество механизмов. Проще всего приладить к резиновой ленте поршень, и, если ленту периодически нагревать и охлаждать, поршень начнет качать воду. Можно соединить резиновую ленту с кривошипно-шатунным механизмом. Получится универсальный тепловой двигатель. От его вала можно задействовать электрогенератор, станок — словом, все, что угодно.

Однако такой двигатель сложен. Имея отрезок ленты или шнур из материала, способного под действием какой-либо причины изменять свою длину, можно получить вращение гораздо более простым способом.

На рисунке 1 изображена система из двух валов со шкивами.

Два одинаковых, самых малых шкива соединены нерастяжимой лентой. Два других, большой и средний, по диаметру соединены резиновой лентой. Если капнуть на нее горячей водой, она сожмется. При этом начнутся процессы, которые еще французский физик Лаплас называл виртуальными. Это понимали так, что оси большого и среднего шкивов как бы пытаются повернуться на бесконечно малые углы. Но при этом виртуальный угол поворота у большого шкива меньше, чем у среднего, и вся система поворачивается на угол, равный разности этих виртуальных углов. Сложно, но привыкайте: в курсе теоретической механики есть много задач, решаемых методом виртуальных перемещений.

А принцип работы двигателя, показанного в начале нашей статьи, гораздо проще. Здесь луч солнца нагревает резиновые спицы, например, справа. Они сокращаются, и от этого весь диск перекашивается. Центр тяжести левой его половины оказывается чуть дальше от оси, чем правой. От этого диск поворачивается.

Если нагревание прекратить, резиновая спица остынет и диск придет в равновесие. Но число спиц и ширина луча подобраны так, чтобы одна из спиц постоянно нагревалась и, сокращаясь, перемещала центр тяжести. Поэтому диск будет непрерывно находиться в движении.

Двигатель прост по конструкции, но сделать его нелегко. Прежде всего нужно сделать обод. Для этого отпилите ножовкой верхнюю часть старого пластмассового тазика (см. рис. 2).

Далее на ней проведите черту и на равном расстоянии просверлите ряд отверстий для спиц. Важно выбрать место для проведения этой черты, чтобы обод уже готового колеса со спицами, находясь на горизонтальной оси, занял вертикальное положение, иначе плавного вращения может не получиться.

Забейте в стену гвоздь, откусите ему шляпку и согните под прямым углом. На этот гвоздь повесьте обод таким образом, чтоб он висел параллельно стене. Отметьте место, где гвоздь коснулся обода, и через эту точку прочертите линию для сверления отверстий. Их количество определяется размерами втулки (см. рис. 3).

Втулку желательно изготовить на токарном станке, но не у всех он есть. Сделайте деревянную бобышку с отверстием вдоль оси. На нее наклейте клеем «Краб» жестяную крышечку от кофе. Когда клей засохнет, прочертите на ней окружность (рис. 4).

В зависимости от размеров крышечки просверлите на ней 8 — 12 отверстий диаметром 3–6 мм и сделайте в них пазы для установки спиц из авиамодельной резины. После этого такое же число отверстий просверлите на ободе. Каждая спица — это колечко, склеенное из резины. При сборке колеса резиновое кольцо (будущая спица) вставляется в паз на втулке и протягивается через отверстие на ободе, где закрепляется куском спички.