Dean's centrifugal machine ilivunja sheria za mechanics

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Uvumbuzi wa Norman Dean ulivutia shauku ya wanasayansi na waandishi wa habari kutoka nchi nyingi. Kwa mfano, kile kinachosemwa juu yake katika toleo la Agosti la gazeti maarufu la Kifaransa la sayansi "Sians av."

Ugunduzi wa Dine labda ndio unaovutia zaidi katika historia ya mechanics baada ya Newton kuunda sheria zake mnamo 1667.

Katika msimu wa joto wa 1956, Norman Dean, mtu aliyejifundisha mwenyewe kutoka Washington, aliwasilisha kwa NASA (shirika la serikali ya Amerika kwa uchunguzi wa anga) mradi wa ndege isiyo ya kawaida. Ingawa mfano huo ulionekana kufanya kazi vizuri, wahandisi hawakuanza hata kuelewa: gari la Dean lilipingana na kanuni za mechanics ya classical, ambayo inamaanisha kuwa haikustahili kupoteza muda juu yake.

Kisha Dean, ambaye hakukatishwa tamaa hata kidogo, aliomba hataza kwa ofisi ya hataza ya "kifaa cha kubadilisha mwendo wa mzunguko kuwa mwendo wa mstatili." Alishindwa kupata hati miliki kwa miaka mitatu.

Wakati huo huo, Dean aligeukia serikali za Uingereza na Ujerumani, akiwapa uvumbuzi wake. Hata hivyo, bila mafanikio. Baada ya yote, Dean hakukataa tu sheria ya Newton ya hatua na majibu, lakini pia kwa ujumla hakutambua hisabati. Alitendewa kama mvumbuzi mwenye kukasirisha wa mashine ya mwendo wa kudumu.

American Campbell aliifahamu gari ya Dean, akaichunguza kwa vitendo na kuchapisha nakala ya kumtetea mvumbuzi huyo kwenye jarida la Analog. Hivi karibuni, wengine walipendezwa na mashine hiyo, yenye mapinduzi zaidi katika dhana kuliko injini ya mvuke. Ikiwa ni pamoja na makampuni saba makubwa.

Carl Isakson, mhandisi katika kampuni ya Massachusetts Wellesley Engineering, alibuni modeli mpya ya gari la Dean. Kifaa kilicholetwa kwa mzunguko, hata hivyo, hakikuondoka, lakini uzito wake ulipungua sana.

Tumeomba nakala ya hati miliki ipelekwe kwetu. Lakini Ofisi ya Hataza ya Marekani ilikataa kutupatia nakala mpya. Monsieur Dean, kwa upande wake, alikataa kujibu maswali ya mwandishi wetu huko Merika: uvumbuzi huo ulikuwa wa siri.

Wakati huohuo, mafundi wenye silaha za hisabati walikuja kuwaokoa ili kueleza, hatimaye, ni jambo gani.

Gari la Dean liligeuka kuwa gumu sana kupasuka hivi kwamba, pamoja na sheria tatu za msingi za mechanics, walipendekeza Sheria ya Nne ya Mwendo.

Imeundwa kama ifuatavyo: nishati ya mfumo haiwezi kubadilika mara moja. Inachukua muda fulani, kulingana na mali ya mfumo na daima ni tofauti na sifuri.

Hiyo ni, hatua na majibu sio wakati mmoja! Ukweli huu husababisha matokeo makubwa. Kwa mfano, wingi unaoonekana wa mwili katika mwendo hubadilika wakati mwendo huu unafanyika.

Kama matokeo, sheria ya pili ya Newton F = mw inachukua fomu F = mw + Aw ', ambapo A ni mgawo usio na kipimo, na w 'ni kiwango cha mabadiliko ya kuongeza kasi.

Harakati nyingi katika asili na teknolojia zinafanywa kwa kuongeza kasi ya mara kwa mara, na kisha neno hili la ziada ni sawa na sifuri.

Baadhi ya wataalam wa Marekani wanasema kwamba hitilafu ambazo hadi sasa hazijaelezewa zilizoonekana wakati wa kurusha makombora ya kuongozwa na katika urushaji wa marubani zimeelezewa vyema na sheria mpya.

Kulingana na Dk. William O. Davis, mkuu wa utafiti katika Geek yenye makao yake New York na mwanachama wa zamani wa maabara maarufu ya utafiti wa atomiki ya Los Alamos, Sheria ya Nne ya Mwendo inaeleza vyema baadhi ya hitilafu katika tabia ya nyenzo inapojaribiwa kwa nguvu.

Unaweza kuuliza jinsi wanaastronomia, ambao wamekuwa wakitumia sheria tatu za Newton kwa karne tatu, hawakuona usahihi wao wa jamaa!

Kama tulivyokwisha sema, hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba miili ya mbinguni husogea, kama sheria, kwa kasi ya mara kwa mara au tofauti kidogo na kuongeza kasi.

Mshangao wetu haufanani na mshangao wa wahandisi wa umeme walipogundua katika karne iliyopita kwamba mkondo wa kubadilisha unaweza kutumika, ingawa thamani yake ya wastani ni sifuri. Makosa yao ni sawa na ya wahandisi wa Newton. Walipuuza ukweli kwamba kuna pause kati ya harakati katika mwelekeo mmoja na nyingine, wakati sasa si sifuri.

Inashangaza kwamba sheria za Sheria ya Nne ya Mwendo zililetwa kwa mara ya kwanza kwa wanasayansi duniani kote miaka miwili iliyopita na mwanaanga wa Soviet Nikolai Kozyrev. Hakika, Kozyrev alikuwa wa kwanza kuthubutu kupendekeza kwamba dhana ya Newton ya samtidiga ya hatua na majibu ni makosa.

Kozyrev hata alipendekeza kwamba Dunia yenyewe ilikuwa mashine ya Dean. Kwa kuzingatia kwamba hemispheres ya Kaskazini na Kusini si sawa kwa uzito, basi dunia pia ni aina ya eccentric inayozunguka. Mwanaastronomia jasiri hata alifikiri kwamba ingewezekana kutumia nishati inayotokana na mfumo huu.

Inaaminika kuwa mashine ya Dean inaweza kuwa kifaa cha kwanza cha kweli cha kupambana na mvuto ambacho hakihitaji wingi wa ndege. Kifaa kama hicho kwa kushirikiana na injini ya atomiki kitakuwa chombo bora cha anga.

Kurasa za fomula za hisabati na maoni ya wataalam wenye ujuzi huthibitisha kwamba mashine ya Dean na Sheria ya Nne ya Mwendo ni mambo mazito. Na tunatumai kuona gari hili jipya likifanya kazi.

Kuhusu Norman Dean mwenyewe, basi labda yeye si duni katika fikra kwa Sir Isaac Newton.

Maelezo ya hati miliki ya Norman Dean inapatikana katika Hati miliki ya Muungano wa All-Union na Maktaba ya Kiufundi (Moscow, Serov proezd, 4). Mtu yeyote ambaye anataka kumjua vizuri zaidi au anataka kufanya majaribio mwenyewe anaweza kuagiza nakala. Kadi ya posta inapaswa kusema "Hatari ya Hataza ya Marekani 74-112, # 2, 886, 976."

Fomula hizo, zilizotolewa na mhandisi Davis, naibu mkurugenzi wa zamani wa mpango wa utafiti wa Jeshi la Anga la Marekani, zinazingatia kuwepo kwa Sheria ya Nne ya Mitambo. Mstari wa kwanza una milinganyo ya kinematics ya kawaida. Maneno upande wa kushoto ni fomula za mechanics ya classical, upande wa kulia ni fomula zinazozingatia athari za kiwango cha mabadiliko katika kuongeza kasi.

Kwa njia ya mzaha kama hii, msanii wa gazeti la Siansa av alionyesha kanuni ya vifaa vya Dean.

AJABU

BLUFF AU TENA?

Inawezekana kusonga angani kwa kutumia nguvu za ndani tu?

Sheria ya tatu ya Newton "Kitendo ni sawa na majibu" inakandamiza majaribio kama haya. Hadi sasa, ni Baron Munchausen pekee, ambaye alijiondoa kwenye bwawa na nywele zake, aliweza kushinda uendeshaji wa sheria hii.

Mtu wa pili kama huyo ni mvumbuzi wa Amerika Norman Dean, ambaye nyuma mnamo 1956 alipendekeza kifaa ambacho kingeruhusu, kulingana na wazo la mwandishi, kuruka, kuanzia yeye mwenyewe.

Pendekezo hilo lilikuwa la kushangaza sana kwamba kwa miaka mitatu mvumbuzi alinyimwa patent.

Na tu baada ya wanasayansi katika maabara nyingi za dunia kuwa na hakika ya ukweli wa uvumbuzi, ilipata haki ya kutambuliwa.

Walakini, sio mwandishi wala wanasayansi hawakuweza kufichua siri ya kitendo chake. Sababu ya ukiukaji wake wa sheria iliyopo ya mechanics bado haijulikani.

Kwa hivyo vifaa vya Dean hufanyaje kazi na inafanyaje kazi?

Kulingana na jina lake, hutumika kubadilisha harakati za kuzunguka za sehemu za kibinafsi za kifaa kuwa harakati ya mstatili ya kifaa yenyewe.

Inajulikana kutoka kwa mechanics kwamba wakati mwili wowote unapozunguka, nguvu za centrifugal hutokea.

Ikiwa mwili umejaa usawa, ambayo ni, katikati ya mvuto wa mwili inalingana kabisa na mhimili wa mzunguko, basi matokeo ya nguvu zote za centrifugal, kama unavyojua, ni sifuri.

Vinginevyo, mbele ya eccentricity, yaani, umbali fulani kati ya mhimili wa mzunguko na katikati ya mvuto, nguvu ya centrifugal hutokea, ikielekea kubomoa mwili kutoka kwa mhimili wa mzunguko. Nguvu hii huvunja fani, hupunguza miundo, kwa neno moja, katika hali nyingi ni hatari sana. Ukubwa wa nguvu hii inaweza kuwa kubwa sana. Inatosha kukumbuka kuwa saa 3000 rpm na eccentricity ya nusu ya mita, nguvu ya centrifugal huzidi uzito wa mwili unaozunguka kwa karibu mara 4500!

Ni nguvu hii ambayo Dean alitumia.

Kama chanzo cha kupata nguvu ya katikati, alichukua miili miwili isiyo na usawa inayozunguka kwa kasi sawa katika mwelekeo tofauti.

Kwa kuunganisha shoka zao za mzunguko na mrukaji mwepesi lakini mgumu, Dean alihakikisha kuwa nguvu inayotokana inatenda wima.

Kwa kweli, kutoka kwa Mtini. 1 inaweza kuonekana kuwa vipengele vya usawa vya nguvu za centrifugal za eccentrics zote mbili zina usawa na kwa pembe yoyote ya mzunguko matokeo yao ni sawa na sifuri.

Vipengele vya wima vya nguvu hizi huunda nguvu ya matokeo ambayo hubadilika kulingana na sheria ya sine na kufikia upeo wake wakati fimbo zinazoshikilia eccentrics ni perpendicular kwa bulkhead (Mchoro 2).

Katika vifaa vya Dean, jozi ya eccentric awali ilisimamishwa kwa uhuru na chemchemi kutoka kwa fremu ya kifaa. Kwa muundo huu, jumper ilitetemeka kwa wima na mzunguko wa juu na nguvu. Walakini, kama unavyotarajia, sura yenyewe haikuwa na mwendo kabisa.

Kisha Dean, wakati wa kupitisha kichwa cha habari kupitia nafasi ya kati kwenda juu, alianza kuifunga kwa ukali kwenye sura ya kifaa, akiweka kichwa kikubwa dhidi ya fremu zilizopanuliwa mara moja (Mchoro 3). Kama mvumbuzi aliamini, kwa uchaguzi sahihi wa wakati ambapo msaada huu ulipanuliwa, iliwezekana kufikia kwamba vifaa vilianza kusonga juu.

Na jambo la kushangaza zaidi ni kwamba hii iligeuka kuwa kweli. Dean aliunganisha vifaa sita kama hivyo pamoja, lakini akahamisha eneo la eccentrics kwenye kila moja yao kwa pembe ya 60.

Majaribio yameonyesha kuwa kifaa kama hicho cha pamoja kina nguvu ya kuinua kila wakati. Kulingana na thamani yake, kifaa kitaning'inia hewani au kukimbilia juu. Inaweza kufanywa kwa mwelekeo wa usawa, tu ndege ya mzunguko wa eccentrics inapaswa kupotoshwa kutoka kwa wima.

Je, hii haikiuki sheria ya uhifadhi wa nishati? Kana kwamba sivyo. Baada ya yote, nishati ya kuinua vifaa hutolewa na motor inayozunguka eccentrics.

V. KARDASHEV,