Badacze zapewniają płynny ruch

fot. pixabay

Amerykańscy naukowcy stworzyli mechanizm przekładni, który wykorzystuje do przenoszenia ruchu płyny. Wierzą, że ich wynalazek może doprowadzić do powstania nowej generacji urządzeń oferujących większą elastyczność i trwałość niż istniejące reduktory.

- Opracowaliśmy nowe rodzaje przekładni, które zazębiają się poprzez wirowanie płynu, a nie poprzez współpracę zębów. Odkryliśmy przy tym nowe możliwości kontrolowania prędkości obrotowej, a nawet kierunku obrotów - powiedział Jun Zhang, profesor matematyki i fizyki na Uniwersytecie Nowojorskim (NYU), gdzie przeprowadzono badania nad wynalazkiem.

- Koła zębate muszą być zaprojektowane w sposób staranny, aby ich zęby idealnie się zazębiały, a każda wada, nieprawidłowy rozstaw lub wtrącenie powodują nieprawidłową pracę - wyjaśnił Leif Ristroph, adiunkt matematyki na NYU, który był członkiem zespołu badawczego - Przekładnie hydrauliczne są wolne od tych wszystkich problemów, natomiast ich prędkość, a nawet kierunek obrotu, można zmieniać w sposób niemożliwy dla przekładni mechanicznych.

Naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów, które obejmowały zanurzanie wałów lub wirników w roztworach glicerolu i wody, których właściwości, takie jak lepkość i gęstość, mogli modyfikować.

Jeden wał był napędzany, podczas gdy drugi pozostawał bierny. Naukowcy postawili hipotezę, że pierwszy z nich mógłby generować przepływy płynu, które powodowałyby obrót drugiego. Aby monitorować ten proces, dodali do mieszanki maleńkie pęcherzyki, co pozwalało im śledzić charakter przepływów i obserwować, jak płyny pozwalają przełożyć ruch pomiędzy wałami. Przeprowadzili eksperymenty z wałami umieszczonymi w różnych odległościach od siebie i z aktywnym wałem obracającym się z różnymi prędkościami.

Odkryli, że wały napędowe, w połączeniu z generowanymi przepływami płynów, mogły powodować ruch pasywnych cylindrów w sposób, który w pewnych przypadkach przypominał wzajemny ruch kół zębatych lub pasowych. Gdy wały były blisko siebie, przepływy umożliwiały naśladowanie przekładni zębatej, jednak w przypadku wymuszenia większej odległości, funkcjonowały podobnie do przekładni pasowej.

Badania nad wynalazkiem zostały opisane w czasopiśmie Physical Review Letters.

(rr)