Forum LUGPOL

[Sariel]

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:

[Tranzystor]

[Ojek]

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

[dmac]

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 ;) .

[Falcrum]

[legosamigos]

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?

[Sariel]

Nie wywracał się bo nie miał rotora.

[enigma]

Fajny projekt. Ale gdzie jest chomik:) Zamienił się w mopsa?:)

[dmac]

[CamelXP]

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".