Forum LUGPOL Strona Główna Forum LUGPOL
www.lugpol.pl

FAQFAQ  SzukajSzukaj  UżytkownicyUżytkownicy  GrupyGrupy
RejestracjaRejestracja  ZalogujZaloguj

Poprzedni temat «» Następny temat
[MOC] Monowheel ze skrętem przez efekt momentu
Autor Wiadomość
Sariel 
VIP
p.o. majstra


Wiek: 35
Dołączył: 28 Mar 2007
Wpisy: 4947
Skąd: Warszawa
Wysłany: 2018-04-13, 10:54   [MOC] Monowheel ze skrętem przez efekt momentu



Dane techniczne:
Wymiary: dł. 20s, szer. 12s, wys. 20s
Waga: 0.555 kg
Zawieszenie: brak
Napęd: 1 x PF M

Kolejny skromny MOCyk z serii "test jednego pomysłu". W tym konkretnym przypadku chodzi o dodanie możliwości skrętu do monowheela. Jak wiemy, taki prawdziwy monowheel siedzi w pojedyńczym kole, więc z zasady jeździ tylko na wprost. Ale trzecia zasada dynamiki Newtona mówi nam o akcji i reakcji, a jednym z jej przykładów jest tzw. efekt momentu obrotowego (torque effect). Jest on dobrze widoczny w lotnictwie: np. kiedy samolot kręci śmigłem, śmigło również trochę "kręci" samolotem, oczywiście w znacznie mniejszym stopniu stosownie do proporcji mas. Stąd np. samoloty dwu i czterosilnikowe mają śmigła obracające się w przeciwnych kierunkach, tak samo jak i np. motorówki o dwóch śrubach. Inny, jeszcze jaskrawszy przykład to helikoptery: kiedy helikopter kręci wirnikiem, wirnik również kręci helikopterem i stąd konieczność stosowania śmigieł ogonowych żeby ten efekt kontrować, ewentualnie wynalazki typu dwa rotory współosiowe obracające się w przeciwnych kierunkach, vide Kamov Ka-50 Hokum. Ba, efekt ten widać nawet w naszych PFowych silnikach Lego, kiedy uruchomienie silnika o dużym momencie obrotowym, np. XLa, powoduje szarpnięcie nim w bok.

Wracając do monowheela, byłem ciekaw czy jeśli w jego wnętrzu dodam poziomy, podłączony do silnika rotor, to pozwoli to skręcać w lewo i w prawo. Zadanie z pozoru proste, w rzeczywistości wymagało balansowania pomiędzy kilkoma kwestiami:
- skuteczność skrętu wydaje się zależeć od proporcji między wagą monowheela i jego przyczepnością, a wagą, średnicą i prędkością obrotową rotora
- rotor jest najskuteczniejszy kiedy jest wycentrowany wokół środka ciężkości monowheela i ustawiony poziomo; w sytuacjach kiedy rotor pracuje w pozycji bliskiej pionu, najczęściej wywraca całego monowheela na bok
- monowheel jeździ tym lepiej, im niżej ma środek ciężkości; np. kiedy środek ciężkości wypada pośrodku koła, to przestaje jeździć w ogóle i tylko kręci się wewnątrz koła; stąd rotor należy dodać możliwie nisko, ale to najcięższe elementy monowheela powinny być najniżej
- szerokość koła monowheela w stosunku do "skuteczności" rotora ma zasadniczy wpływ na stabilność całości. Zacząłem od koła szerokiego na 2 study, które okazało się za mało stabilne, w końcu doszedłem do wersji 5-studowej, po drodze regulując masę i prędkość rotora tak, żeby był w stanie skręcać tak szerokim kołem ale nie za mocno, żeby go nie wywalał na bok

Koniec końców, eksperyment jak widać działa - monowheel skręca za pomocą rotora. Po bliższej analizie dzieje się to jednak w nieco inny sposób niż myślałem, mianowicie to nie sam obrót rotora wpływa na skręt, a jego przyspieszenie i zatrzymanie. Chodzi konkretnie o przyspieszenie kątowe, które ma określoną wartość, dlatego każde uruchomienie rotora obraca monowheel o określoną liczbę stopni i na tym koniec - nie ma mowy o skręcie w nieskończoność. Plus nadal zdarzają się przypadki wywrócenia całości na bok, kiedy rotor startuje w pozycji bliskiej pionu albo kiedy zostanie zbyt gwałtownie zahamowany i uruchomiony w przeciwnym kierunku.

Ot, ciekawostka z zakresu dynamiki.

Galeria

Fotki:


I film:
_________________
Kalkulator przełożeń | Generator miniaturek z BSa/Majhosta
 
 
 
Tranzystor 


Wiek: 24
Dołączył: 29 Sie 2016
Wpisy: 441
Skąd: Rybnik
Wysłany: 2018-04-13, 11:33   

Sariel napisał/a:
efekt ten widać nawet w naszych PFowych silnikach Lego, kiedy uruchomienie silnika o dużym momencie obrotowym, np. XLa, powoduje szarpnięcie nim w bok.
To akurat wynika z momentu bezwładności. Jeśli zatrzymasz silnik to on się obróci w drugą stronę i ten sam efekt wykorzystałeś tutaj, więc możesz skręcić w lewo, a potem w prawo, ewentualnie powoli wyhamować wirnik żeby jechać prosto.

Helikopter obraca się w wyniku oporów ruchu śmigła, jeśli chciałbyś tak skręcać musiałbyś użyć wirnika o dużym oporze aerodynamicznym (śmigło) i małym momencie bezwładności.
_________________
YouTube | Flickr | Sklep Bricklink
 
 
 
Ojek 

Wiek: 30
Dołączył: 20 Paź 2015
Wpisy: 115
Skąd: Wrocław
Wysłany: 2018-04-13, 13:50   

Bardzo lubię takie wynalazki. Fajnie, że poświęcasz czas na wyjaśnienie zasady działania. Dzięki!
 
 
 
dmac 
Adminus Emeritus


Wiek: 46
Dołączył: 17 Cze 2004
Wpisy: 1836
Skąd: Szczecin
Wysłany: 2018-04-14, 11:04   

Bardzo ciekawy eksperyment. Nie wpadłem na taki sposób sterowania, a może się okazać bardzo przydatny, gdy w końcu zabiorę się za Destroyer Droida :) .
Brawo!

P.S. Duży ten Twój chomik się zrobił ;) .
_________________
Pozdrawiam,
dmac
 
 
 
Falcrum 
Żółtodziób


Wiek: 16
Dołączył: 29 Sie 2016
Wpisy: 209
Skąd: Lublin
Wysłany: 2018-04-14, 12:32   Re: Monowheel ze skrętem przez efekt momentu

Sariel napisał/a:
a jednym z jej przykładów jest tzw. efekt momentu obrotowego (torque effect).

Z tego co wiem, dzisiaj nazywa się to ramieniem pędu, bądź momentem pędu (gdzie we wzorze m*v*r jest czas???), domyślam się, że o to Ci chodzi, skoro mówisz o ruchu obrotowym, którego moment pędu jest bezpośrednią przyczyną.
Nie przepadam za technicami i z reguły wymiękam po kilku linijkach, ale Twoje posty czyta się bardzo przyjemnie.
Konstrukcja wydaje się prosta, ale chyba dlatego jest skuteczna - nie za bardzo ma się co zepsuć. Fajne takie samojeżdżące kółko.
dmac napisał/a:
P.S. Duży ten Twój chomik się zrobił ;) .

Też coś mi w nim nie gra.
_________________
A szare klocki są najbardziej kolorowe!
 
 
 
legosamigos 
VIP


Wiek: 43
Dołączył: 11 Kwi 2012
Wpisy: 2759
Skąd: Gdańsk
Wysłany: 2018-04-14, 15:16   

Jeśli dobrze pamiętam, to już miałeś kiedyś w swoim bogatym zbiorze MOCów monowheela i chyba nie wywracał się tak na boki jak ten. Tak czy inaczej ciekawy pomysł i MOC :) Najważniejsze, że eksperyment udał się :) Ciekawe czy z PF też by tak zadziałał?
_________________
Moje życie jest jak klocki Lego, nigdy nie wiem, co zbuduję
 
 
 
 
Sariel 
VIP
p.o. majstra


Wiek: 35
Dołączył: 28 Mar 2007
Wpisy: 4947
Skąd: Warszawa
Wysłany: 2018-04-14, 15:25   

Nie wywracał się bo nie miał rotora.
_________________
Kalkulator przełożeń | Generator miniaturek z BSa/Majhosta
 
 
 
enigma 

Wiek: 37
Dołączył: 27 Cze 2016
Wpisy: 23
Skąd: Świdnica
Wysłany: 2018-04-14, 22:31   

Fajny projekt. Ale gdzie jest chomik:) Zamienił się w mopsa?:)
_________________
<?>
 
 
 
dmac 
Adminus Emeritus


Wiek: 46
Dołączył: 17 Cze 2004
Wpisy: 1836
Skąd: Szczecin
Wysłany: 2018-04-14, 22:42   

enigma napisał/a:
Ale gdzie jest chomik:) Zamienił się w mopsa?:)


Pies wydaje się ospały, a chomika brak. Prawdopodobnie doszło do konsumpcji ;) .
_________________
Pozdrawiam,
dmac
 
 
 
CamelXP 
VIP
Troll, nie dokarmiać


Wiek: 37
Dołączył: 05 Lis 2011
Wpisy: 256
Skąd: Lubin / Norymberga
Wysłany: 2018-04-16, 10:37   

Fajnie, że działa. Wygląda, że można tym nawet dość precyzyjnie sterować.
Tak na marginesie: mechanizm ten nazywany jest często kołem reakcyjnym i jest powszechnie stosowany do utrzymania orientacji satelitów.

A teraz się przyczepię: "rotor", to po polsku "wirnik".
_________________
Hey! you're banjaxed!
Hey! you're screwed!
And death is coming for you!
 
 
 
Wyświetl wpisy z ostatnich:   
Odpowiedz do tematu
Nie możesz pisać nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich wpisów
Nie możesz usuwać swoich wpisów
Nie możesz głosować w ankietach
Nie możesz załączać plików na tym forum
Możesz ściągać załączniki na tym forum
Dodaj temat do Ulubionych
Wersja do druku

Skocz do:  

phpBB by przemo  
Strona wygenerowana w 0,069 sekundy. Zapytań do SQL: 9