Силовые установки моделей кораблей

БАЗЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. Как мы знаем, любая самоходная модель, будь то модель самолета, корабля либо автомобиля, имеется машина, и, значит, существующие для них проектирования и законы расчёта возможно перенести на модели, учитывая наряду с этим лишь масштаб. Это во-первых. Во-вторых, каждая самоходная модель (как и каждая машина) включает в себя три элемента, каковые можно считать необходимыми. Что же это за элементы?

1. Уже само слово «самоходная» подразумевает наличие у модели двигателя (мотора). Тип двигателя выбирает конструктор, исходя из ограничений и требований, наложенных на конструкцию. Мы ограничимся только кратким перечислением известных типов двигателей для моделей. Это резиновый, пружинный, инерционный, электрический, компрессионный (двигатель внутреннего сгорания), паровая машина.

2. Но сам по себе двигатель, каким бы идеальным он ни был, не переместит модель с места, пока мы не свяжем вал двигателя с той средой либо поверхностью, довольно которой модель двигается. Таким связующим звеном для автомобиля и локомотива есть колесо, для трактора — гусеница, для корабля и самолёта — винт. Все, что связывает модель со средой, в которой она движется, именуется движителем.

3. Наличия на машине движителя и двигателя, казалось бы, достаточно для того, чтобы привести ее в перемещение. В некоторых случаях так оно и имеется: отыщем в памяти самолет либо модель катера с воздушным винтом. Движитель в этих обстоятельствах закреплен конкретно на валу двигателя.

К сожалению, как правило передача перемещения от двигателя к движителю требует установки на автомобилях многих добавочных механизмов. К примеру, трактор и автомобиль до сих пор не смогут обойтись без громоздких и сложных коробок передач, редукторов заднего моста. На многих винтовых самолётах и кораблях редукторы так же нужны, как и двигатели.

Все эти механизмы, соединяющие двигатель с движителем, мы будем именовать передачами.

Итак, сейчас мы знаем, что практически всякой машине сопутствует троица: двигатель — передача — движитель. Совокупность двигатель — передача довольно часто именуют силовой установкой.

Напрашивается вопрос: «А из-за чего, фактически, время от времени возможно, а как правило нельзя обойтись без передач?» Ответ на данный вопрос будем искать на страницах книжки физики.

Для приведения в перемещение автомобили (под машиной мы будем подразумевать любую модель) на участке пути АВ двигателю нужно совершить работу, равную АкГм. Но работа, как мы знаем, имеется произведение силы на пройденный путь, причем скорость в конце пути должна быть равна нулю. Значит, работа двигателя при постоянной силе тяги будет зависеть от величины пройденного пути.

Но работу двигателя некомфортно измерятьчислом пройденных километров либо метров, поскольку данный двигатель возможно установлен на любой машине, не обязательно движущейся, а необходимость знать, какую работу может выполнить двигатель, постоянно существует. И тогда ввели новое понятие — мощность. Математически мощность возможно представить в виде:

N=A/t, (I)

где А — работа [кГм], t — время [сек], другими словами мощность имеется отношение работы ко времени ее совершения. Представим работу в виде A = F·S, тогда формула I примет вид:

N=F·S/t,(II)

Но отношение пути ко времени, мм знаем, имеется средняя скорость, другими словами мощность возможно выяснить как произведение силы на скорость:

N=F·V (III), где V — скорость (м/сек).

При вращательного перемещения картина совсем подобная с той только отличием, что роль силы делает крутящий (вращающий) момент, а скорость определяется частным от деления величины угла поворота вала на время.

Разглядим подробнее эти понятия.

В случае если к точке А на ободе диска, вольно вращающегося около собственной оси ОО1, приложить силу Р, направленную строго перпендикулярно к радиусу АО, то диск начнёт вращаться. Сила Р именуется окружным упрочнением, а произведение силы Р на радиус АО, именуемый плечом силы Р, именуется крутящим (вращающим) моментом Мкр.

Поставим обратную задачу.

К оси ОО1 приложен крутящий момент Мкр. Требуется выяснить окружное упрочнение. Разумеется, такая постановка вопроса нелепа — при заданном вращающем моменте ставить вопрос об отыскании окружного упрочнения, не оговаривая, на каком плече (другими словами на каком радиусе) нас интересует это окружное упрочнение, запрещено. В случае если говорят, что этот двигатель развивает окружное упрочнение 20 кГ, то наряду с этим оговаривают величину плеча, на котором достигается это упрочнение.

Но в технических чертях двигателей принято показывать не развиваемое окружное упрочнение, а величину большого крутящего момента и скорость вращения выходного вала двигателя, при которой достигается данный момент.

Вращающий момент — это главный параметр любого двигателя.

Величина работы для случая вращательного перемещения определяется произведением крутящего момента на угол поворота вала, выраженный в радианах: А = Мкр?.

Обратите внимание: размерность левой части равенства — кГм, размерность вращающего момента — кроме этого кГм, другими словами второй сомножитель в правой части — величина безразмерная. Вправду, радиан имеется не что иное, как:

[Рад] =[длина дуги] /[радиус] =[мм] /[мм] = 1(IV)

Мощность при вращательном перемещении их, подобно случаю поступательного перемещения, определяется отношением работы ко времени:

N = A / t =Мкр? / t(V)

либо, в случае если заменить отношение

? / t = w,

возьмём:

N = Мкр·w

Мощность двигателя — величина постоянная, исходя из этого М = N / w , другими словами вращающий момент двигателя обратно пропорционален угловой скорости выходного вала. Это указывает, что применение мощности двигателя при разных угловых скоростях разрешает изменять создаваемый им вращающий момент. Применяя мощность кроме того маломощных двигателей при малых скоростях вращения движителя (к примеру, колеса), возможно приобретать огромные крутящие моменты.

Теоретически чтобы привести в перемещение ЖД состав, достаточно микроэлектродвигателя, наряду с этим скорость перемещения состава будет, очевидно, ничтожной.

В практических расчетах зависимости между мощностью, скоростью вращения выходного вала и крутящим моментом определяются по следующим формулам:

для электродвигателей —

Мкр =0,974 N/n

где Мкр — крутящий момент [кГсм], N — мощность [вт], n — скорость вращения вала [об/мин];

для остальных двигателей:

Мкр=71 620 000 N/n

где N — мощность [л. с.], М — крутящий момент [Гсм], n — скорость вращения вала [об/мин].

Может появиться вопрос: «А из-за чего бы нам не создавать такие двигатели, дабы при заданных мощностях возможно было бы обойтись без передач?»

К сожалению, мы не обучились еще строить замечательных тихоходных двигателей. Высокая мощность до тех пор пока дается нам ценой высокой скорости вращения выходного вала двигателя и, следовательно, малым вращающим моментом.

Вправду, давайте посмотрим, как относятся скорости вращения выходных валов двигателей к скоростям вращения рабочих органов автомобилей.

Скорости вращения валов двигателей

1. Газовая турбина самолета «ИЛ-18» — 11 тыс. об/мин

2. Коленчатый вал автомобиля «Волга М-21». Большой крутящий момент при 2500 об/мин

2. Паровая турбина теплохода — 3 тыс. — 5 тыс. об/мин

4. Тяговые электродвигатели электровозов и тепловозов — 3 тыс. об/мин

5. Коленчатые валы мотоциклетных двигателей — 4 тыс. об/мин

скорость и Тип движителя его вращения

Воздушный винт — 1100 об/мин

Колесо — 680 об/мин при скорости перемещения 100 км/ч

Винт — 300—500 об/мин

Колесо — 600 об/мин при скорости перемещения 120 км/ч

Колесо — 700 об/мин при скорости перемещения 120 км/ч

Из всех известных на сегодня двигателей только паровая машина да кое-какие очень крз»пные судовые дизели способны развивать большие мощности при относительно малых скоростях вращения коленчатого вала, что разрешает устанавливать их на судах без понижающих скорость передач.

Итак, подведем итоги и сделаем выводы:

1. Двигатель модели нужно подбирать с таким расчетом, дабы скорость вращения его выходного вала была вероятно ближе к скорости вращения движителя

2. Мощность, нужная для движения тела, зависит от скорости его перемещения.

3. Посредством передач возможно практически в произвольных пределах изменять скорости и вращающие моменты валов, наряду с этим мощность силовой установки повысить запрещено никакими методами.

Р.

ПЕТРОСЯН

Случайные записи:

• На старте — модели-копии
• Десять победных «кубов»

Обзор пластиковой модели Бисмарк от фирмы Звезда (ZV-9015)

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Гоночная модель — чемпион европы

  В начале 70-х годов перед советскими спортсменами-автомоделистами стояла задача: превышать двухсоткилометровый предел скорости в классе моделей 2,5 см3….

• Радиоуправляемая модель вертолета

  В последнее, время в авиационном моделизме широкое распространение взяли летающие модели, управляемые по радио, а также вертолеты. В первый раз такую…

• Парадокс легкой модели

  «Самая заветная мечта — высота, высота…» Так поется в известной песне о летчиках. Высота — заветная мечта и моделистов-ракетчиков, в каком бы классе…

• Модель класса f-з-e

  Это скоростная модель собственной конструкции, предназначенная для исполнения фигурного курса. Модель возможно изготовлена классическим способом, при…