Вспомним,
сотни лет назад существовали повозки, совсем не загрязнявшие
окружающую среду и не нуждавшиеся в топливе. Ведь их двигателем был
парус. Но, увы, несмотря на очевидные преимущества, парус на дорогах
никто не видит. Попробуем разобраться — почему? И можно ли что-нибудь изменить?
Первый
камень преткновения — ветер. Он непостоянен и дует во все стороны
света. Но вспомним, мореплавателей это не смущает. Парусные суда могут
двигаться в нужном направлении даже против ветра. Бывает, правда, и
полный штиль, но на суше он крайне редок, да и мотором в таком случае
можно воспользоваться. Мощность же, развиваемая парусом даже небольших
размеров, достигает десятков киловатт. Буер, например, способен
развивать на льду скорость до 200 км в час.
Нет,
видно, причина, по которой мы не видим на улице парусных автомобилей,
кроется глубже. Чтобы разобраться, попробуем проследить за движением
обычной парусной яхты.
Самый
простой случай — яхта перемещается строго по ветру. Тут яхтсмену
достаточно лишь слегка управлять рулем. Правда, случается так нечасто.
Обычно ветер дует сбоку. И для получения тяги парус необходимо разворачивать.
Да не как-нибудь, а под определенным углом, как говорят, ловить ветер.
Иначе хорошего хода не получишь. Одновременно приходится работать
рулем, чтобы компенсировать заметный снос яхты.
На
воде места много, если и снесет в сторону на сотню-другую метров — не
беда. На автомобильной дороге, где рядность движения должна соблюдаться
с точностью в несколько сантиметров, это недопустимо. Ловить ветер,
следить за дорогой и соблюдать правила движения — одному человеку
просто не под силу. Да и двоим тоже, потому что не сумеют вовремя
согласовать свои действия.
Вот если б робот!.. А есть ли такой?
Несколько
лет назад в печати стали появляться сведения об автоматическом вождении
боевых машин: бронеавтомобилей, танков, шагоходов... Вдумайтесь, у
электронного мозга в такой ситуации забот ничуть не меньше: следить за
дорогой, точно следовать по намеченному пути, выявлять возможные
опасности, управлять оружием, а главное — делать все согласованно и
быстро. Очевидно, с управлением парусным автомобилем такой морг вполне
мог бы справиться.
Но существуют и другие проблемы.
Современный компактный автомобиль и полощущийся парус над крышей — ну,
разве не нелепость?! Не проехать под мостом, запутаешься в уличных
проводах... Однако заметим, что парус не остановился в развитии. Давно
обратили внимание, что принципиальной разницы между крылом и парусом
нет. Между тем крыло превращает энергию ветра в энергию движения
значительно эффективнее. Обычный парус позволяет двигаться в 2— 3 раза
быстрее ветра, а парус-крыло (теоретически) обеспечивает 20—30-кратное
превосходство! Конечно, он значительно сложнее обычного, требует очень
точной установки. Иначе все преимущества пропадут. Но эти задачи
вполне по силам решить современной технике. Уже испытаны первые машины
подобной конструкции. Они напоминают самолет-биплан, поставленный
боком. Быть может, появятся автомобили, оснащенные компактными
решетками из множества крыльев-парусов. Время покажет.
А
пока есть смысл и нам поэкспериментировать с моделями простейших
парусных машин. Это даст возможность почувствовать суть проблем, стоящих
перед конструкторами.
Взгляните
на верхний рисунок. Перед вами колесная яхта с автоматическим
управлением. Корпус яхты — кусок фанеры толщиной 5 и длиной 300—350
мм. Форма — любая, с плавными обводами. Три колеса — от старой игрушки.
Два из них неуправляемые. Их оси впаяны в жестяные кронштейны, а чтобы
колесо не сваливалось с оси, на конец ее туго насажена жестяная шайба.
Для надежности ее лучше закрепить при помощи капли клея БФ или
суперцемента.
Заднее
колесо — поворотное, установленное в наклонной вилке, согнутой из
жести. Ось — кусок стальной вязальной спицы диаметром 2—2,5 мм. Для
уменьшения трения между корпусом и вилкой подложите шайбу. Снаружи ось
изгибается в виде рукоятки управления - румпеля.
Мачта
высотою 600—700 мм несет два паруса. Передний - неуправляемый. Его
положение фиксируется перед началом заезда с помощью нитки и гвоздя.
Задний - грот. Обычно на яхтах им управляет человек. Здесь же грот
управляет собою сам.
Происходит
это потому, что свободный его конец соединен с румпелем. Под действием
ветра парус разворачивается и одновременно поворачивает рулевое колесо.
Это и компенсирует снос, вызываемый ветром.
Заметим,
что прямолинейная езда достигается не сразу. Прежде надо найти точное
место крепления нити к румпелю, подобрать угол наклона вилки заднего
колеса. Если вращение румпеля будят сопровождаться очень малым трением,
то возможно волнообразное движение модели. Это значит, что, убирая или
добавляя шайбы, нужно добиться такого трения, чтобы модель в движении
«не штормило».
На
втором рисунке модель, у которой роль паруса выполняет крыло. Постройте
и убедитесь, что принципиальной разницы между крылом и парусом нет.
Предусмотрено в нашей модели и простейшее устройство автоматического
изменения угла атаки. Это достигается при помощи оси, относительно
которой крыло может вращаться, и резиновой жилки, прикрепленной к его
кромке. Чем сильнее ветер, тем больше крыло отклоняется. Здесь важно
подобрать экспериментально длину и упругость резинки.
Крыло же вырежьте из куска пенопласта и обработайте поверхность мелкозернистыми шкурками.
А теперь — на автодром!
А. ИЛЬИН. Из журнала «Юный техник» №5 1991.
|