Резиновый мотор
Ермолаев Андрей
ГБОУ гимназия № 406, 10 класс
Руководители: Седова Ирина Игоревна,
Ковтун Владимир Павлович
Занимаясь авиамоделированием, я собирал модели самолётов с различными по принципу действия двигателями. Недавно я приобрёл модель самолёта на резиновом двигателе, принцип действия двигателя очень заинтересовал меня, и я решил провести исследование свойств такого источника энергии.
Цель работы:
Провести исследование резинового двигателя.
Задачи работы:
Изучить принцип действия двигателя и специфику его работы.
Провести экспериментальное исследование свойств данного источника энергии.
Найти оптимальные параметры двигателя.
Проиллюстрировать применение резинового двигателя на практике.
Теоретическая часть
1. Принцип действия двигателя.
Резиновый двигатель состоит из эластичного жгута, один конец которого плотно закрепляется на модели, а второй подвергается вращению. Вследствие чего, возникает деформация кручения и растяжения, деформируемый жгут накапливает потенциальную энергию, которую затем может возвращать в виде кинетической энергии вращательного движения.
2. Достижение максимальной эффективности двигателя.
Во время работы сила, создаваемая резиновым двигателем, зависит от:
Первоначального натяжения резины.
Количества оборотов резинового двигателя.
L – длина жгута, S
– площадь поперечного сечения жгута, 4.15 –
постоянный коэффициент (средний для
большинства марок резины)
3. Специфика работы двигателя:
Г
рафик
зависимости вращающей силы от количества
оборотов:
При увеличении числа оборотов происходит нелинейное увеличение силы.
Экспериментальная часть
В
экспериментальной
части мы использовали модель самолёта
на резиновом двигателе.
В
качестве двигателя нашей модели мы
использовали резиновые жгуты различной
длины, площади поперечного сечения и
химического состава.
С
целью изучить свойства резинового
двигателя мы собрали следующую
экспериментальную установку:
Были установлены следующие зависимости:
При увеличением числа оборотов происходит нелинейное увеличение вращающей силы.
При раскручивании резинового двигателя, первоначально наблюдается временное уменьшение периода обращения, затем, достигнув максимального значения, период обращения увеличивается, вследствие уменьшения крутящего момента.
С момента начала работы мощность двигателя мгновенно возрастает, однако двигатель работает достаточно небольшой период времени.
При увеличении коэффициента жёсткости резины происходит увеличение крутящего момента двигателя
Выводы:
В теоретической части мы:
Рассмотрели принцип действия двигателя.
Нашли способы достижения максимальной эффективности двигателя.
Изучили специфику работы данного источника энергии.
В практической части мы:
Сконструировали экспериментальную установку.
Проиллюстрировали применение резинового двигателя.
Провели экспериментальный расчёт КПД двигателя, а также смогли достичь увеличения КПД на 5%, при помощи смазывания резинового жгута глицерином.