0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели работы и устройства своими руками

Квантовый двигатель. Виды и устройство. Работа и применение

Квантовый двигатель — это устройство, которое может выполнять работу абсолютно без потерь энергии, избегая при этом сил трения и теплообмена с окружающей средой. Иными словами, такой движок обладает максимальной эффективностью. Современные двигатели не обладают такими свойствами, ведь существующие законы физики ограничивают их применение. Часть энергии в обязательном порядке теряется.

Поэтому ученые уже десятки лет бьются над созданием «вечных» двигателей, которые бы могли позволить отправить космические корабли на другие планеты, разогнав их до рекордных скоростей. На данный момент уже создаются прототипы таких двигателей и проводятся их испытания. Эти агрегаты работают на совершенно новых принципах, что в будущем может привести к созданию сверхскоростных комических кораблей, летающих машин и многих других изобретений.

Сегодня квантовый двигатель пытаются создать многие страны. Создаются патенты, проводятся испытания, но реальных результатов на данный момент практически нет. Лишь некоторые страны уже добились определенных успехов.

Это в первую очередь Россия, США, Китай и Германия.

  • В Германии немецкие ученые из Аугсбурга создали модель двигателя, работающую по квантовому принципу. Работа такого устройства базируется на том, что два атома, расположенные в газообразной оптической решетке при довольно низких отрицательных температурах подвергаются воздействию внешнего переменного магнитного поля.

В результате один из атомов начинает двигаться по оптической решетке. Через некоторое время он выходит на постоянную скорость. В свою очередь второй атом играет роль стартера. Именно благодаря нему первый атом получает ускорение. Такую конструкцию стали называть квантовым атомным двигателем. Однако такому двигателю до испытаний и реального применения еще далеко.

  • Китай и США также работают над созданием собственного квантового устройства. Они совместно разрабатывают и испытывают двигатель EmDrive. Китай вкладывает очень много денег в космос. Первоначально EmDrive был изобретён в Великобритании, затем созданием подобных двигателей заинтересовались США и Китай. NASA на данный момент практически полностью засекретило испытания своего двигателя EmDrive. Китайская академия наук в свою очередь достаточно часто сообщает о своих успехах. На данный момент Китай испытывает этот движок.

Изобретение EmDrive проверяется в различных условиях, включая вакуум. Устройство, как заверяют изобретатели, действительно работает. Оно может работать бесконечно долго и не требует запаса топлива. При этом для работы такого двигателя в космосе вполне будет достаточно солнечных батарей. Однако на данный момент такой движок выделяется небольшой полезной нагрузкой. В перспективе же EmDrive сможет разгонять ракеты и космические корабли до невероятных скоростей, которые будут приближаться к сотым и десятым долей скоростей света.

  • В России квантовый двигатель разрабатывается разными коллективами учеными. Так в МФТИ разрабатывается «вечный движок» второй степени. Ученые создают машину, в которой КПД будет составлять 100%. Для этого они используют кубиты, то есть элементарные вычислительные модули, а также ячейки памяти квантовых компьютеров. Они соединяются между собой на квантовом уровне. Кубиты способны поглощать тепловую энергию, после чего перемещают излишнюю энтропию в окружающую среду. В результате двигатель находится в состоянии, в котором он может работать бесконечно.
  • Созданием другого вида двигателя занимается Владимир Леонов. Российский ученый для своего двигателя решил использовать реактор холодного ядерного синтеза, который работает на никеле. Благодаря такому решению энергоэффективность подобного двигателя будет невероятно высокой. Так она будет примерно в 1000000 раз превосходить наилучшие известные на данный момент химические топливные элементы.

Согласно расчетам изобретателя космический корабль с подобным двигателем сможет разгоняться до тысячи километров в секунду. Получается, что полет до Марса составит всего 41 час. Владимир Леонов в своем движке использовал теорию суперобъединения, созданную им же. Эта теория базируется на факте существования кванта пространства времени, то есть квантона. Изобретатель считает, что квантон является недостающим элементом таблицы Менделеева. Именно благодаря квантону формируются все остальные элементы.

Устройство

Квантовый двигатель имеет устройство в зависимости от его вида:
  • Если говорить о конструкции EmDrive, то она напоминает ведро из металла, которое запаяно с обеих сторон. Внутри у него находится магнетрон, который излучает электромагнитные волны. Такого устройства вполне хватает для создания небольшой тяги.
  • Владимир Леонов уже создал несколько видов двигателей, они могут применяться в разных целях. Для движения с небольшими скоростями используется одно устройство, а для космических путешествий с невероятными скоростями совершенно иное. В последнем он намеревается использоваться реактор холодного синтеза, что позволит достигать скоростей в тысячу км в секунду.

В движках Владимира Леонова для горизонтального перемещения применяются неоднородные магнитные и электрические поля.

Конструкция включает следующие элементы:
  • Корпус.
  • Электрогенератор.
  • Диск, который крепится на валу.
  • Активаторы, которые монтируются на шарнирах.
  • Систему поворота.
  • Аккумуляторную батарею.
  • Подшипники.
  • Преобразователь напряжения.
  • Схема управления.

Рабочее тело изготовлено из ферромагнитного диэлектрика. В качестве электрического двигателя используется гиромотор с обмоткой и ротором.

Принцип действия

Квантовый двигатель имеет следующий принцип действия. Аккумулятор питает электрический генератор и преобразователь напряжения.

В результате создаются три вида напряжения для:
  1. Магнитной составляющей.
  2. Обеспечения питанием электродвигателя.
  3. Катушек магнитной составляющей.

В результате системы магнитов и электродов создают магнитные и электрические поля. Эти поля выделяются ортогональным расположением, что позволяет получить вектора напряженности необходимого направления. Эти неоднородные поля действуют на рабочее тело, образуя поляризацию. Само же рабочее тело вращается вокруг оси. В итоге в рабочем теле наблюдается распределение квантов. Образуется сила тяги, которая передается активатором. Сами активаторы находятся под углом к оси плоскости дисков

Так как ось активатора определяет направление силы тяги, то наблюдается разделение сил на нормальные и тангенциальные. Система взаимодействует с вакуумным полем, что приводит к созданию энергии из поля вакуума. Полученная энергия тратится на вращение электрического генератора, который создает тягу, а также обеспечивает питание гидросистемы двигателя.

Читать еще:  Шевроле лачетти защита двигателя своими руками

Двигатель EmDrive, над которым трудятся США и Китай, работает по совершенно иному принципу. Его работа базируется на разности давления электромагнитного излучения, которые находятся на концах двигателя. В узком месте давление немного меньше, чем в широком. В результате образуется тяга, которая направлена к узкому концу. Скептики неоднократно утверждали, что это невозможно. Однако наличие тяги подтверждалось в проводимых экспериментах.

Применение

Квантовый двигатель может применяться в самых разных областях. Однако, в первую очередь, эти устройства необходимы для космоса. Кроме космических кораблей этот двигатель может быть использован для автомобилей, летающих машин, подводных лодок, кораблей, железнодорожного транспорта и самолетов. При этом автомобилям и самолетам нужно будет минимум топлива. Достаточно будет один раз заправить машину, чтобы годами ездить на ней, не зная проблем. К тому же такие машины практически не будут ломаться.

Подводные аппараты при достаточной мощности двигателей смогут подниматься над водой и даже улетать в космос. В реальности они будут схожи с современными неопознанными летающими объектами, о которых так часто говорят в уфологии. Начнется полноценное освоение солнечной системы и ближайших планет нашей вселенной.

Также двигатель отлично может быть использован для выработки электричества, автономного электрического снабжения квартир и домов. Извлечение энергии из двигателя на квантовом принципе позволит отказаться от традиционного химического топлива, нефти и газа, ведь энергия станет практически бесплатной.

В будущем квантовый двигатель сможет найти и другие применения. Совершенствование технологий приведет к появлению новых двигателей. Это будут миниатюрные устройства, которые смогут преобразовывать магнитную или электрическую энергию в механическую. В результате могут появиться нанороботы, которые смогут лечить людей. К примеру, такие миниатюрные роботы смогут бороться с раком, безопасно удаляя пораженные ткани, уничтожать вирусы и микробы.

В России на данный момент прорабатывается большое число прорывных проектов, связанных с квантовым движком. Им интересуются российские космические концерны. Силовая установка, работающая на квантовом принципе, может стать основой для создания российского космоплана. Возможно, квантовый двигатель будет использоваться для создания сверхтяжелой космической ракеты, которая должна появиться в России до 2030 года.

Устройство типичного пылесоса

Пылесос начинается с двигателя не меньше чем на 6000 оборотов. Это странно звучит, но подобный снимете с любой центрифужной соковыжималки. Возникает сложность: ряд моторов не предназначены для долговременной работы. Двигатель (коллекторный) берем из приборов, способных на долговременную работу либо оснащенных защитой от перегрева.

Если замены двигателю от соковыжималки не имеется, то необходимо оснастить его термопредохранителем на 126 oС. Отметим, что сечение меди выбирается, исходя из мощности рассеивания, и не факт, что указанная температура подойдет для первого попавшегося двигателя. Но район 130 oС является средним диапазоном значений, на него рассчитывается большинство трансформаторов и обмоток электрических моторов. Полагаем, что принцип действия пылесоса реализуют:

  1. Двигатель вытяжки с центробежным вентилятором. Осевой не годится, подобный моторчик стоит в дешевых моделях и не способен на многое.
  2. Двигатель старого пылесоса.
  3. Двигатель стиральной машины.
  4. Двигатель компрессора холодильника.

Насчет холодильников вопрос спорный, так как скорость вращения вала сильно колеблется в зависимости от модели. Если равняться на типичный пылесос, необходимо 6000 об/мин. Старые поршневые компрессоры выдают 3000 оборотов, если механизм кулисный. Кривошипно-шатунные двигатели обеспечат вдвое меньшую скорость. А инверторные линейные компрессоры вовсе не годятся для данных целей.

Внутри поршневого компрессора стоит электрический двигатель, приводящий в движение поршневую группу. Если разрезать корпус и достать мотор, то послужит различным целям. Это мощный и тихий двигатель с малой производительностью. Известно, что поршневой компрессор способен развить давление от 20 атмосфер и выше. Нам же потребуется вращение центробежного вентилятора, для создания тяги пылесоса. Плюс в том, что холодильники чаще комплектуются пускозащитными реле, запускающим мотор (асинхронный) и защищающим от сгорания. Из приведенных источников это единственные асинхронные двигатели, работающие тише коллекторных. Сравните холодильник и пылесос, где установлен последний тип. Поймете разницу.

Важно! Асинхронные двигатели годятся для решения малых задач. Убрать комнату с ним не получится. Мощности не хватит.

Причина редкого применения асинхронных двигателей в количестве возникающих трудностей. К примеру, коллекторный двигатель пылесоса работает от розетки 230 В, если не нужно регулировать скорость. Пара защитных элементов, и квартира чиста. Но у асинхронного двигателя сложно регулировать скорость оборотов. Не задумывались, почему новые холодильники выходят с линейными компрессорами. Там стоит катушка, чей сердечник совершает поступательные движения быстрее или медленнее, но асинхронный двигатель не ставят, так как возникает ряд трудностей. Ну, а если усекать амплитуду, то выйдет не экономично.

В стиральных машинах стоит коллекторный или синхронный двигатель, его скорость работы регулируется через тиристорный ключ отсечкой части периода импульса питающего напряжения либо инвертором. Если подключить мотор напрямую к розетке, обороты станут максимальными. Скорость ниже 6000 (до 1000), как правило, если, конечно, не стоит ременной редуктор. В данном случае режим отжима может дотянуть.

Рекомендации

Использование в бытовых условиях трёхфазных двигателей постоянного тока не вызывает никаких затруднений тогда, когда управление ими осуществляется посредством специальных драйверов, например:

  • одного реверсируемого двигателя постоянного тока;

  • двух двигателей постоянного тока;

  • двигателя постоянного тока с регулятором скорости.

Вооружившись технологией и желанием собрать устройство своими руками можно смело браться за дело. При работе драйверов требуется учитывать конструктивные особенности и некоторые рекомендации по подключению:

  • проверка уровня заряда аккумуляторов, напряжение должно быть не менее 12 В;
  • не допускать высоких токовых значений на выходе моста, чтобы не сгорели транзисторы;
  • если продолжительное включение драйвера приводит к перегреву корпуса транзистора, то понадобится установка радиатора решетчатого типа на сток транзистора;
  • двигатель с источником питания по шине +12 В выполнять многожильным медным кабелем, рассчитанным на большой ток.
Читать еще:  Двигатель c20ne датчик холостого хода

Мини-дрель своими руками

Все самодельные мини-дрели, которые вы можете изготовить самостоятельно, можно разделить на электрические (приводимые в движение посредством электрического двигателя) и ручные мини-дрели (вращаемые вручную). Первый вариант имеет значительные преимущества за счет автономной работы, но, в то же время, вам необходим и двигатель, и источник питания для него. Второй вариант мини-дрели не требует ни питания, ни электродвигателя, поэтому его куда проще изготовить при наличии всех необходимых материалов. Выбрав, какой тип вам больше подходит, можно переходить к его изготовлению.

Электрическая

Сразу заметьте, что это именно уменьшенный вариант классического приспособления для сверления, поэтому и работы, которые можно выполнять мини-дрелью ограничиваются пластиком, печатными платами, фанерой, мягкими породами древесины. Работать по стальным заготовкам и бетону она не сможет, поэтому и мощность устройства относительно небольшая.

Что нужно для электрической мини-дрели?

Каждый из нас у себя дома может найти огромное количество подручных приборов, которыми больше не пользуется, но их еще можно применить для создания мини-дрели.

Рис. 1: конструктивные составляющие самодельной дрели

Чтобы собрать такой инструмент самостоятельно вам понадобится:

  • Небольшой двигатель – это самая важная часть, так как от его параметров напрямую будут зависеть возможности мини-дрели. Наиболее подходящими вариантами являются двигатели от старых фенов – у них достаточно хорошая мощность и количество оборотов от 1000 до 1800 об/мин, да и сами фены часто отправляются в категорию хлама еще с рабочим двигателем. Также хорошо подойдет двигатель от блендера или миксера (от них можно оставить и корпус), от магнитофона и детских игрушек двигатели менее мощные, но для мини-дрели вполне подойдут.
  • Источник питания – в зависимости от типа устройства двигатель может иметь питание как от сети 220 В переменного тока, так и от пониженного напряжения на 6В постоянного тока. В первом случае его достаточно подключить к розетке через шнур питания. Если двигатель работает от постоянного тока с номинальным напряжением в 3, 6, 12 В, вам понадобится блок питания с преобразованием до соответствующего уровня или несколько батареек.
  • Патрон — в качестве патрона для мини-дрели идеальным вариантом будет родной элемент вышедшего со строя шуруповерта или небольшой дрели. Но разжиться такой роскошью могут далеко не все, поэтому универсальным вариантом считается цанга – деталь для зажима круглых элементов или самодельная втулка из металлической трубки с болтовыми зажимами.

Рис. 2: цанга для патрона

Важным параметром цанги является внутренний диаметр — он должен четко подходить под диаметр вала двигателя. Если цанга будет с меньшим диаметром, она попросту не налезет на вал, если слишком большим, то будет болтаться, что скажется на процессе сверления. Поэтому перед приобретением конкретной модели, замерьте вал, как правило, это 1,5 или 2,3 мм, но величина может отличаться.

  • Корпус – основная функция корпуса – защитить как само устройство от засорения и воздействия внешних факторов, так и человека, изолировав электрическую часть мини-дрели от рук. Поэтому в качестве корпуса для мини-дрели отлично подойдут пластиковые детали: флаконы из-под дезодорантов, пластиковые трубы для системы водоснабжения, корпуса из-под старых фонариков и прочие варианты. Вопрос изоляции особенно актуален для устройств, питающихся от сети 220 В, если дрель питается от безопасного низкого напряжения до 42 В переменного и 110 В постоянного тока, корпус можно изготовить из металлических труб, баллончиков и т.д. Рис. 3: вариант корпуса из шприца
  • Соединительные провода – выбираются в зависимости от нагрузки, но в связи с малым амперажом двигателя, можно выбирать изолированные марки небольшого сечения. Для их пайки вам понадобится припой и паяльник или соединительные разъемы типа папа-мама. Второй вариант актуален в тех ситуациях, когда вам понадобиться включать реверсивное движение мини-дрели.
  • Сверло и другие насадки – устанавливаются в цангу, при желании можно заменить сверло на фрезу и т.д. Выбираются по диаметру отверстия цанги.

Большинство деталей вы сможете найти у себя дома, но если вы не найдете патрон, лучше приобрести цангу или заказать втулку у токаря. Не стоит припаивать сверло напрямую к валу, как советуют некоторые «умельцы». Такое крепление может запросто выйти со строя еще задолго до завершения первой работы мини-дрелью.

Порядок сборки электрической мини-дрели.

Для сборки выберете сухое место, чтобы внутрь устройства не попала влага на этом этапе. Так как вода или конденсат может повредить вашу дрель при включении или ударить током. Весь процесс условно подразделяется на несколько этапов, соблюдая которые вы получите мини-дрель, особо не отличающуюся по параметрам от заводских изделий:

  1. Припаяйте к контактам электрического двигателя два проводника (если вы не оставили их от предыдущего изделия). Для моделей постоянного тока важно соблюдать полярность подключения, поэтому провода для удобства лучше пометить разными цветами. Рис. 4: припаяйте провода к мотору
  2. Припаяйте кнопку в цепь пуска двигателя – это не обязательная опция, но достаточно удобная, если вы собираетесь подолгу работать мини-дрелью. Рис. 5: кнопка для электродрели
  3. Закрепите сверло в цанге или втулке, в зависимости от конструкции патрона, его необходимо зажать настолько плотно, чтобы оно не проворачивалось руками. Рис. 6: установите сверло
  4. Установите собранный патрон на вал двигателя, добейтесь максимально возможной глубины. Но обязательно проследите за тем, чтобы сам патрон не касался корпуса мотора при вращении, между ними должен быть зазор хотя бы в 2 – 3 мм. Так как при больших оборотах он может расшатываться и цепляться за корпус двигателя, что со временем может разбить мотор. Рис. 7: наденьте патрон на двигатель
  5. Зафиксируйте патрон на валу посредством болтов. Заметьте, затяжку следует производить поочередно на равное количество оборотов каждого из болтов. Если во время фиксации вы обнаружили, что один или несколько из болтов уже не тянуться, попустите предыдущие, чтобы уравнять их. В случае смещения головки относительно вала произойдет разбалтывание сверла и самой мини-дрели во время сверления. Рис. 8: порядок затягивания патрона
  6. Мини-дрель готова, подключите устройство к электрической сети или батарейке и попробуйте запустить. Рис. 9: подключите источник питания
Читать еще:  Что такое взг в двигателе

Обратите внимание, что в момент пуска ни в коем разе не следует подносить вращающиеся элементы к лицу и уж тем более к глазам. В аварийных ситуациях сверло может вылететь из патрона или сам патрон может соскочить с вала.

Механическая

Для такой мини-дрели вам понадобиться любой механизм с передаточными шестернями из горизонтальной в вертикальную плоскость. Наиболее оптимальным вариантом, из доступных в быту, является безинерционная катушка от удочки.

Рис. 10: катушка для удочки

Данный вариант особенно хорош тем, что весь механизм уже совершает вращательные движения, у него есть ручка, поэтому вам понадобиться приложить минимальные усилия при изготовлении мини-дрели.

Но, обзавестись подходящим патроном, все же придется. Как и в предыдущем варианте, для него можно взять деталь от старого ненужного шуруповерта, цангу или втулку. Подбирать конкретную модель цанги лучше после разборки катушки, когда вы сможете замерить диаметр вала.

Процесс изготовления ручной дрели можно подразделить на такие этапы:

  1. Снимите шпулю – для этого вам потребуется открутить винт на валу; Рис. 11: открутите винт

Рис. 12: снимите шпулю

  1. Открутите гайку и снимите кассету Рис. 13: открутите гайку
  2. Измерьте длину вала и глубину будущего патрона – если эти параметры соизмеримы, можете крепить их друг к другу; Рис. 14: измерьте длину вала
  3. Для закрепления патрона к валу используйте болтовую фиксацию для цанги или втулки; Рис. 15: цанга для вала
  4. Если ручка катушки слишком большая, и вы цепляете рукой обрабатываемую поверхность во время сверления, ее следует укоротить, чтобы она не мешала;

Для укорачивания ручки необходимо отпилить часть плеча, а саму рукоятку мини-дрели повторно зафиксировать при помощи штифта. Ручная мини-дрель готова для использования, но следует отметить, что излишне давить на сверло не стоит, так как оно легко сломается или деформируется.

Инструкция по сборке и чертежи

Конструкция получила название «гусь» из-за своей Г-образной формы. Механизм отличается удобством в работе, ведь благодаря ему можно подвести стрелу к моторному отсеку. Это снижает затраты труда на обвязку мотора, из-за чего срок выполнения ремонтных работ сокращается.

Конструкция «гуся» простая. Механизм состоит из разборный опоры, оборудованной колесиками. С их помощью его легко передвигать с места на место, подкатывать под автомобиль.

Устройство для гаража имеет вертикальную стойку, на ней устанавливают домкрат. «Гусь» имеет выдвижную стрелу, которая оборудована цепью с крюком. При активации домкрата стрела идет вверх, поднимая груз.

Гидравлический кран чаще всего используют для подъема двигателя. Устройство можно изготовить по готовым чертежам, но чаще всего используется созданная от руки схема крана, своими руками ее начертят даже новички.

Сначала изготавливают разборную часть поры, она является стыковой. После этого приваривают вертикальную стойку. В нижней части обязательно устанавливают распорку. После этого переходят к установке домкрата, он должен быть надежно закреплен. Стрелу делают на полный вылет, она нужна для снятия двигателя. Все части конструкции сваривают. В результате получается надежное, но маневренное устройство.

Когда изделие будет готово, обязательно проводят испытания.

Для этого подвешивают груз, который должен быть на 20% тяжелее того, который нужно поднимать. Если механизм выдерживает нагрузку, его можно использовать в работе. Кран-гусь разборный, поэтому он не займет много места в гараже.

Изготовление индуктора

В фанерной конструкции проделывают 2 отверстия, впоследствии здесь электродвигательная катушка закрепляется с помощью болтов. Подобные опоры выполняют следующие функции:

  • якорная опора;
  • осуществление функции электрического провода.

После соединения пластин следует конструкцию прижать болтами. Чтобы якорь был закреплён в вертикальном положении, делается рама из металлической скобы. В её конструкции сверлят 3 отверстия: одно из них равно по размеру оси, а два – диаметра шурупов.

Схема редуктора, собранного из деталей списанной машины

Этот редуктор собран из деталей главного привода машины ГАЗ — 69. Конические шестерни вращаются от звездочки привода, который закреплен на хвостовике. Затем крутящийся момент перенаправляется на одну из двух ведомых шестерней, которые вращаются в подшипниках под номером 206 на шлицевом валу. В нужное время работает та шестерня, которая сцепляется с втулкой реверса на центральном шлице вала. Затем карданом движение передается дифференциалу или же ведущему колесу механического транспорта.

И заключающий важный момент для владельцев мотоблоков или минитракторов. При покупке механизма цена также играет важную роль, потому что на дешевые агрегаты в основном устанавливаются неразборные редукторы. Такие механизмы ненадежны для долгосрочной работы. Этот редуктор при надобности невозможно отремонтировать, разобрать или собрать, поменять детали. Его изготавливают из металла низкого качества, детали у него негельзированные.

На дорогие агрегаты устанавливаются редукторы, которые можно разобрать, а это позволяет производить техническое обслуживание редуктора и ремонт. Как и любой другой механический транспорт нуждается в постоянной перепроверки, ремонте, обновлении, так и редуктор необходимо постоянно просматривать и контролировать. Время от времени обязательно проводить диагностику механизма, для предотвращения поломок в дальнейшем.

При покупке выгоднее купить более дорогой редуктор, потому что он послужит вам дольше.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector