Двигатель с компрессором: устройство, преимущества и недостатки

После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.

При этом такие силовые агрегаты с увеличенным рабочим объемом большие по размерам и весу, их дорого производить, не всегда удается разместить такой мотор в подкапотном пространстве компактного легкового спортивного авто и т.д. Еще одним способом увеличения мощности двигателя является постройка такого агрегата, который будет «выдавать» необходимую мощность и крутящий момент без увеличения объема камеры сгорания.

Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением.

Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.

Содержание статьи

Компрессор на атмосферный двигатель

Начнем с того, что установка компрессора (нагнетателя) во впускной системе двигателя позволяет добиться подачи нужного количества воздуха для сжигания большего количества топлива. Если просто, компрессор-устройство, которое способно создать на выходе давление, которое будет больше атмосферного.

С этой задачей справляются как обычные механические нагнетатели, так и турбокомпрессор. При этом главным отличием турбонагнетателя от компрессора является то, что турбокомпрессор раскручивается за счет выхлопных газов, в то время как механический компрессор приводится от коленвала двигателя.

Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя

Атмосферный двигатель внутреннего сгорания осуществляет забор воздуха снаружи в тот момент, когда поршень в цилиндре движется вниз и создается разрежение, в результате чего воздух засасывается в камеру сгорания. Количество поступающего воздуха физически ограничено рабочим объемом, который имеет цилиндр и камера сгорания. После этого воздух смешивается с топливом в определенных пропорциях, после чего заряд (топливно-воздушная смесь) сгорает в цилиндрах.

Казалось бы, чтобы увеличить мощность мотора, нужно подать больше топлива, однако на самом деле это не так. Если просто, избыток топлива приведет к тому, что без соответствующего количества воздуха горючее не будет эффективно сгорать. Получается, чтобы сжечь больше топлива, нужно одновременно подать большее количество воздуха.

Если учесть, что объем двигателя не меняется, тогда воздух нужно подавать принудительно под давлением. Это и есть главная задача компрессора. Компрессоры создают давление во впуске, нагнетая воздух в цилиндры. В этом случае остается только впрыснуть больше топлива, после чего такая смесь эффективно горит и отдает энергию поршню. На практике, нагнетатель способен поднять мощность мотора на 35-45%, отмечается около 30% процентов прироста крутящего момента по сравнению с точно таким же атмосферным аналогом.

Механический нагнетатель: устройство компрессора на двигатель автомобиля и принцип работы

Как уже было сказано выше, механические компрессоры приводятся в действие от коленчатого вала. Чаще всего для этого используется приводной ремень. Что касается компрессора, в его основе лежит ротор, который создает давление воздуха.

При этом компрессор должен вращаться быстрее коленвала ДВС. Для этого ведущая шестерня  изготавливается большей по размеру, чем шестерни компрессора. Компрессор вращается с частотой около 50 тыс. об/мин., поднимая давление PSI с 6 до 9 до дюймов на квадратный дюйм. С учетом того, что атмосферное давление составляет около 14.7 фунтов на квадратный дюйм, компрессор увеличивает подачу воздуха фактически в половину.

Добавим, что воздух, нагнетаемый под давлением, сильно сжимается и нагревается, теряя свою плотность. Простыми словами, чем меньше плотность, тем меньшее количество воздуха получится подать в цилиндры. Чтобы увеличить количество воздуха, его дополнительно следует охладить перед подачей во впуск.

За охлаждение отвечает интеркулер, который бывает воздушным и жидкостным. Интеркулеры представляют собой радиатор, куда попадает горячий сжатый воздух после выхода из компрессора для охлаждения.

Виды механических компрессоров

Механические компрессоры, которые устанавливаются на двигатель внутреннего сгорания:

• роторный компрессор,
• двухвинтовой нагнетатель;
• центробежный компрессор;

Основные отличия заключаются в том,  как реализована подача воздуха. Компрессор роторный и двухвинтовой имеют в своем устройстве разные типы кулачковых валов. Центробежный нагнетатель оборудован крыльчаткой, которая затягивает воздух вовнутрь. Также отметим, что в зависимости от размеров и типа нагнетателя напрямую зависит его эффективность.

• Например, роторные компрессоры обычно имеют большие размеры и ставятся сверху на двигатель. В основе лежит большой ротор. При этом данное решение отличается меньшей эффективностью, чем аналоги, так как вес автомобиля сильно увеличивается и создается прерывистый поток воздуха со «всплесками», а не постоянный и стабильный.
• Двухвинтовой компрессор работает по принципу проталкивания воздуха через пару меньших по размеру роторов, похожих на червячную передачу. В результате работы воздух попадает в полости между лопастями роторов. Затем воздух сжимается внутри корпуса роторов.

Эффективность такого решения выше, однако стоимость нагнетателя боле высокая, конструкция сложнее и менее ремонтопригодна. Также двухвинтовой компрессор шумный, необходимо глушить характерный свист выходящего под давлением воздуха при помощи дополнительных решений.

• Если рассматривать центробежный компрессор, это решение отличается от аналогов наличием крыльчатки, которая похожа на ротор. Крыльчатка сильно раскручивается, подавая воздух в корпус компрессора. При этом за крыльчаткой воздух движется с высокой скоростью, но еще находится под низким давлением.

Чтобы поднять давление, воздух проходит через диффузор. Указанный диффузор представляет собой лопатки, расположенные вокруг крыльчатки. В результате поток воздуха  после прохождения через диффузор начинает двигаться с малой скоростью, но уже под высоким давлением.

 Такой компрессор самый эффективный, легкий и небольшой по размерам. Их можно установить перед мотором, а не на двигателе сверху.

Преимущества и недостатки компрессора на двигатель

Итак, начнем с очевидных плюсов. Прежде всего, это увеличение мощности двигателя. Также следует выделить относительную простоту и дешевизну монтажа с минимальными переделками впускной системы по сравнению с установкой турбонаддува. Еще следует выделить отсутствие турбоямы благодаря прямой связи механического нагнетателя с коленвалом.

При этом компрессоры в зависимости от типа могут демонстрировать разную эффективность. Одни дают ощутимый прирост мощности на «низах» (коленвал вращается с небольшой частотой), тогда как другие  увеличивают мощность на средних и высоких оборотах. Как правило, роторный компрессор и двухвинтовой рассчитан на низкие обороты,  центробежные компрессоры хорошо работают на высоких.

• Теперь перейдем к недостаткам компрессоров. Главным минусом принято считать отбор мощности у двигателя, так как компрессор приводится от коленвала. На практике компрессор забирает до 20% мощности мотора. Получается, общая прибавка до 50% в реальности является  фактическим увеличением мощности на 25-30%.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроен турбонаддув. Из этой статьи вы узнаете об устройстве турбины и принципах работы данного решения, а также какую мощность обеспечивает турбина на двигателе.

Также установка компрессора означает, что двигатель начинает испытывать более высокие нагрузки. Такой мотор должен быть изготовлен с использованием рассчитанных на такие увеличенные нагрузки частей, что позволяет реализовать необходимый запас прочности.

В результате изготовление такого ДВС получается более затратным, автомобиль с компрессором стоит изначально дороже атмосферных версий. Еще нужно учитывать, что компрессор также нуждается в обслуживании, что увеличивает общие расходы на содержание ТС.

Подведем итоги

Как видно, механические нагнетатели являются одним из доступных и экономически обоснованных способов увеличения мощности атмосферного мотора. Как правило, данное решение остается востребованным в различных видах автоспорта, при создании уникальных проектов, во время постройки эксклюзивных спортивных авто и т.д.

Производители компрессоров часто предлагают готовые «киты» под ключ, что позволяет быстро установить компрессор на конкретную модель автомобиля с минимальными доработками. Для любителей тюнинга и форсирования двигателя такое решение во многих случаях более оправдано по сравнению с установкой турбонаддува на атмосферный мотор.

Напоследок отметим, что также можно встретить моторы, на которых одновременно установлена турбина и компрессор. Хотя практическая реализация достаточно сложна в техническом плане, такой подход позволяет добиться максимальной отдачи от устройств с учетом разных режимов работы ДВС и избавить двигатель от присущих данным технологиям недостатков, взятых по отдельности.

Например, успешно реализованная связка компрессор + турбина вполне способна заставить двигатель работать таким образом, когда компрессор обеспечивает нужную тягу «на низах», убирая турболаг (турбояму), затем после раскручивания двигателя подключается турбина. Практической реализацией такой схемы является двигатель Volkswagen 1.4 TSI.

Читайте также

ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ ПОЛУЧИТЬ САМО-ДЕИСТВУЮЩИИ ДВИГАТЕЛЬ — МЕХАНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР — РАБОТА ДЮАРА И ЛИНДЕ — ЖИДКИЙ ВОЗДУХ

ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ ПОЛУЧИТЬ САМО-ДЕИСТВУЮЩИИ ДВИГАТЕЛЬ — МЕХАНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР — РАБОТА ДЮАРА И ЛИНДЕ — ЖИДКИЙ ВОЗДУХ

Осознав эту истину, я начал изыскивать пути выполнения моей идеи, и после длительных размышлений, я наконец придумал аппарат, который смог бы получать энергию из среды с помощью процесса постоянного охлаждения атмосферного воздуха. Этот аппарат постоянно превращая тепло в механическую работу, становился бы все холоднее и холоднее, и если бы осуществимым было достичь таким образом очень низкой температуры, то можно было бы создать сток тепла и получать энергию из среды. Это, как кажется, противоречит утверждениям Карно и Лорда Кельвина, упомянутым мною ранее, но из теории процесса я пришел к выводу, что такой результат достижим. К этому заключению я пришел, как мне кажется, в конце 1883, когда я был в Париже, и это было время, когда мой ум все больше и больше захватывало изобретение, сделанное мною в предыдущем году, которое с тех пор стало известно как «вращающееся магнитное поле». В течение нескольких последующих лет я осуществлял дальнейшую проработку своего плана и изучал рабочие условия, но мало продвинулся вперед. Коммерческое воплощение этого изобретения в этой стране потребовало большей части всей моей энергии вплоть до 1889, когда я вновь обратился к идее само- действующей машины. Более глубокое исследование лежащих в основе принципов и расчеты показали теперь, что результат, к которому я стремился, не может быть практически достигнут с помощью обычной техники, как я полагал в начале. Это привело меня к следующему шагу, к изучению двигателя, в целом называемого «турбиной», который вначале, как казалось, открывал больше шансов для осуществления моей идеи. Вскоре обнаружил однако, что турбина тоже не подходит. Но мои рассуждения показывали, что если можно будет добиться высокого совершенства двигателя определенного вида, то задуманный мною план осуществим, и я начал заниматься разработкой такого двигателя, первичной целью которого было обеспечить огромную экономичность преобразования тепла в механическую энергию. Отличительной особенностью этого двигателя было то, что производящий работу поршень ни с чем больше не соединялся, был совершенно свободен и вибрировал с огромной частотой. Механические сложности, с которыми столкнулся при создании этого двигателя, были больше, чем я ожидал, и продвигался вперед медленно. Работа продолжалась до начала 1892, когда поехал в Лондон, где увидел выдающиеся эксперименты Профессора Дюара с жидкими газами. Другие тоже раньше сжижали газы, особенно Озлевски и Пиктет, которые провели известные ранние эксперименты в этом направлении, но сила работы Дюара такова, что даже старое предстало в новом свете. Его эксперименты показали, хотя и не так, как представлял, что возможно достичь очень низкой температуры путем превращения тепла в механическую работу, и я вернулся, сильно впечатленный увиденным, и еще сильнее чем раньше убежденный в осуществимости моего замысла. Временно прерванная работа вновь возобновилась, и вскоре я достиг состояния полной законченности двигателя, который я назвал «механическим осциллятором». В этой машине я смог избавиться от всех сальников, клапанов и смазки, и добился такой быстрой вибрации поршня, что стержни (шатуны) из твердой стали, на которых он крепился и которые испытывали продольные вибрации, разлетались на части. Скомбинировав этот двигатель с динамо особой конструкции, я сделал высокоэффективный электрический генератор, неоценимый в плане измерений и определений физических величин благодаря неизменной частоте осцилляции, получаемых с помощью него. Я продемонстрировал несколько типов этой машины, названной «механический и электрический осциллятор», перед Электрическим Конгрессом на Мировой Выставке в Чикаго летом 1893 в ходе лекции, которую я в связи с большим количеством другой работы не смог подготовить к публикации. В связи с представившимся случаем я демонстрировал принципы механического осциллятора, но первоначальное предназначение этой машины впервые объясняется здесь.

Процесс использования энергии окружающей среды, как я его изначально себе представлял, включал в себя комбинацию пяти важных элементов, и каждый из них надо было заново проектировать и разрабатывать, потому что таких машин не было. Механический осциллятор был первым элементом в этой комбинации, и сделав его я обратился к следующему, которым был аэро-компрессор, по конструкции во многих отношениях напоминающий механический осциллятор. Вновь при его разработке встретились те же трудности, но работа велась очень энергично, и к концу 1894 я завершил эти два элемента и получил аппарат для сжатия воздуха, практически до любого давления, несравненно более простой, меньший по размерам и более эффективный, чем обычный. Я как раз только приступал к работе над третьим элементом, который вместе с первыми двумя дал бы охлаждающую машину исключительной эффективности и простоты, как меня постигло несчастье — моя лаборатория сгорела, это нанесло урон моим трудам и затормозило меня. Вскоре после этого Д-р Карл Линде объявил о сжижении воздуха в самоохлаждающемся процессе, показав, что этого можно добиться с помощью охлаждения воздуха до тех пор, пока он не станет жидким. Это было единственным экспериментальным доказательством, недостающим мне, касающимся возможности получения энергии их окружающей среды задуманным мною способом.

Сжижение воздуха в самоохлаждающемся процессе не было, как принято считать, случайным открытием, это был научный результат, достижение которого не могло быть уже сильно задержано, и который, по всей вероятности, не мог пропустить Дюар. Этот изумительный шаг вперед, я уверен, был сделан во многом благодаря яркой работе [этого] выдающегося Шотландца. Тем не менее, достижение Линде нетленно. Производство жидкого воздуха в течение четырех лет выполнялось в Германии в масштабах намного больших, чем в любой другой стране, и этот своеобразный товар нашел себе множество применений. В самом начале от него ждали очень многого, но до сих пор он был промышленным ignis fatuus (блуждающий огонь — п. п.). С помощью применения разработанных мной машин его стоимость вероятнее всего очень сильно уменьшится, но даже тогда его коммерческий успех будет оставаться под вопросом. Его использование в качестве охладителя экономически не оправдывается, поскольку его слишком низкая температура не нужна. Слишком дорого поддерживать тело как при очень низкой температуре, так и при слишком высокой. В производстве кислорода он не может соперничать с электролитическим способом. Для использования в качестве взрывчатки он неудобен, потому что его низкая температура опять делает его малоэффективным, а для двигательной энергии его цена все еще остается слишком высокой. Тем не менее, интересно отметить, что при приведении в движение двигателя жидким воздухом от него можно получать определенную энергию, или, говоря иными словами, можно ее получать от окружающей среды, которая поддерживает двигатель теплым. Каждые двести фунтов железа двигателя дают энергию со скоростью примерно в одну эффективную лошадиную силу за один час. Но этот выигрыш у потребителя съедается равной потерей у производителя.

Так что многое еще остается сделать для той задачи, над которой я столько трудился. Остается еще разработать много механических деталей и преодолеть некоторые трудности различной природы, и я пока еще не могу надеяться в скором времени создать само- действующую машину, получающую энергию от окружающей среды, даже если материализуются все мои ожидания. Возникло много обстоятельств, тормозивших мою работу в течение последнего времени, но по ряду причин эта задержка оказалась выигрышной.

Одна из этих причин в том, что я имел достаточно времени для раздумий о том, какими могут быть конечные возможности этой разработки. Я долгое время работал в полной уверенности, что практическая реализация этого метода получения энергии от солнца будет иметь неоценимую промышленную ценность, но продолжительное изучение этого предмета открыло тот факт, что хотя, если мои ожидания хорошо обоснованы, оно и будет коммерчески выгодным, но совсем не до чрезвычайной степени.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Вечный двигатель. Механический вечный двигатель

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Вечный двигатель — устройство, совершающее полезную работу без приложения механических усилий и сжигания топлива: история, неудачные конструкции; патенты и авторские свидетельства; известные изобретатели. Значение вечного двигателя как источника энергии.

презентация , добавлен 23.09.2012


Создание вечного двигателя. Вечный двигатель как воображаемый, но неосуществимый двигатель, который совершает работу неограниченно долгое время. Виды моделей вечного двигателя. Основа работы двигателя – энергия. Исключение создания перпетуум-мобиле.

контрольная работа , добавлен 17.11.2010


Сущность вечного двигателя. Самая древняя модель механизма такого типа. Описание особенностей конструкции мнимых вечных двигателей различных авторов и их основные ошибки. Теоретические соображения о принципиальной возможности разработки Рerpetuum mobile.

презентация , добавлен 16.01.2014


Рассмотрение идеи разных типов и видов вечных двигателей и суть их устройства. Исследование изобретений различных ученых-изобретателей и исторических личностей, связанных с вечным двигателем. Анализ типичных ошибок и заблуждений при их создании.

курсовая работа , добавлен 22.03.2011


История создания тепловых двигателей и общий принцип их действия. Виды тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Использование современных альтернативных источников энергии.

презентация , добавлен 23.02.2011


Система управления с шаговыми двигателями, контроллер шагового двигателя. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением. Двигатели с постоянными магнитами. Гибридные двигатели. Биполярные и униполярные модификации. Режимы работы и питание обмоток.

лекция , добавлен 20.11.2010


Общая теория электрических ракетных двигателей. Особенности двигательных установок с малой тягой. Электрические ракетные двигатели и перспективные двигательные установки других типов. Ионный двигатель и его основные элементы. Контактные ионные источники.

курсовая работа , добавлен 01.02.2010

Гидравлический вечный двигатель February 14th, 2017

В 1685 г. в одном из выпусков лондонского научного журнала «Философские труды» был опубликован предложенный французом Дени Папеном проект гидравлического перпетуум мобиле, принцип действия которого должен был опровергнуть известный парадокс гидростатики. Как видно из изображенного на рисунке, это устройство состояло из сосуда, сужавшегося в трубку в форме буквы C, которая загибалась кверху и своим открытым концом нависала над краем сосуда.

Автор проекта предполагал, что вес воды в более широкой части сосуда обязательно будет превосходить вес жидкости, находящейся в трубке, т.е. в более узкой его части. Это означало, что жидкость своей тяжестью должна была бы выдавливать саму себя из сосуда в трубку, по которой ей вновь приходилось бы возвращаться в сосуд, — тем самым достигалась требуемая непрерывная циркуляция воды в сосуде.

Как вы предположите, почему на видео «вечный двигатель» работает?

К сожалению, Папен не осознавал того, что решающим фактором в данном случае является не разное количество (а с ним и различный вес жидкости в широкой и узкой частях сосуда), а прежде всего свойство, присущее всем без исключения сообщающимся сосудам: давление жидкости в самом сосуде и изогнутой трубке всегда будет одинаковым. Гидростатический парадокс как раз и объясняется особенностями этого по существу своему именно гидростатического давления.

Называемый иначе парадоксом Паскаля, он утверждает, что суммарное давление, т.е. сила, с которой жидкость давит на горизонтальное дно сосуда, определяется только весом столба жидкости, находящейся над ним, и совершенно не зависит от формы сосуда (например, от того, сужаются или расширяются его стенки) и, следовательно, от количества жидкости.

Жертвами подобных заблуждений были иногда даже люди, работавшие на самом переднем крае современной им науки и техники. Примером может служить сам Дени Папин (1647-1714 гг.) — изобретатель не только «папинова котла» и предохранительного клапана, но и центробежного насоса, а главное — первых паровых машин с цилиндром и поршнем. Папин даже установил зависимость давления пара от температуры и показал, как получать на ее основе и вакуум, и повышенное давление. Он был учеником Гюйгенса, переписывался с Лейбницем и другими крупными учеными своего времени, состоял членом английского Королевского общества и Академии наук в Неаполе. И вот такой человек, который по праву считается крупным физиком и одним из основоположников современной теплоэнергетики (как создатель парового двигателя), работает и над вечным двигателем! Мало этого, он предлагает такой вечный двигатель, ошибочность принципа которого была совершенно очевидна и современной ему науке. Он публикует этот проект в журнале «Философские труды» (Лондон, 1685 г.).

Рис. 1.. Модель гидравлического вечного двигателя Д. Папина

Идея вечного двигателя Папина очень проста — это по существу перевернутая «вверх ногами» труба Зонки (рис. 1). Поскольку в широкой части сосуда вес воды больше, его сила должна превосходить силу веса узкого столба воды в тонкой трубе С. Поэтому вода будет постоянно сливаться из конца тонкой трубки в широкий сосуд. Остается только подставить под струю водяное колесо и вечный двигатель готов!

Очевидно, что на самом деле так не получится; поверхность жидкости в тонкой трубке установится на том же уровне, что и в толстой, как в любых сообщающихся сосудах (как в правой части рис. 1.).

Судьба этой идеи Папина была той же, что и других вариантов гидравлических вечных двигателей. Автор к ней больше никогда не возвращался, занявшись более полезным делом — паровой машиной.

История с изобретением Д. Папином наталкивает на вопрос, постоянно возникающий при изучении истории вечных двигателей: чем объяснить поразительную слепоту и странный образ действий многих весьма образованных и, главное, талантливых людей, возникающие каждый раз, как только дело касается изобретения вечного двигателя?

Мы вернемся к этому вопросу в дальнейшем. Если же продолжить разговор о Папине, то непонятно и другое. Мало того, что он не учитывает уже известные законы гидравлики. Ведь в это время он был на должности «временного куратора опытов» при Лондонском королевском обществе. Папин мог при своих экспериментальных навыках легко проверить предложенную им идею вечного двигателя (так же, как он проверял другие свои предложения). Такой эксперимент легко поставить за полчаса, даже не располагая возможностями «куратора опытов». Он этого не сделал и почему-то отправил статью в журнал, ничего не проверив. Парадокс: выдающийся ученый-экспериментатор и теоретик публикует проект, противоречащий уже утвердившейся теории и не проверенный экспериментально!

В дальнейшем было предложено еще много гидравлических вечных двигателей и с другими способами подъема воды, в частности капиллярных и фитильных (что, собственно, одно и то же) [. В них предлагалось жидкость (воду или масло) поднимать из нижнего сосуда в верхний по смачиваемому капилляру или фитилю. Действительно, поднять жидкость на определенную высоту таким путем можно, но те же силы поверхностного натяжения, которые обусловили подъем, не дадут жидкости стекать с фитиля (или капилляра) в верхний сосуд.

А что же происходит на видео?

Когда в воронку наливается жидкость, то по закону сообщающихся сосудов, уровни должны быть одинаковые, а она в трубку вытекает с большим запаздыванием, стало быть под деревянным штативом находится ещё сосуд из которого вода перекачивается, так как она остановится на середине и не потечёт.Это гидравлический перпетуум мобиле средних веков, в который заложена ошибка, как якобы больший вес воронки вытеснит воду из трубки, но это не так. Любой диаметр трубки и любая форма не имеют значения, уровни просто уровняются

На данный момент, согласно историческим источникам, известно, что идея об устройстве, которое могло бы приводить в движение машины, не используя ни мускульную силу людей и животных, ни силу ветра и падающей воды, возникла впервые в Индии в XII веке.

Однако, практический интерес к ней проявился в средневековых городах Европы в XIII веке. Это не было случайностью, так как универсальный двигатель с такими качествами был бы очень полезен средневековому ремесленнику. Он мог бы приводить в движение кузнечные меха, подававшие воздух в горны и печи, водяные насосы, крутить мельницы, поднимать грузы на стройках.

Создание такого двигателя позволило бы сделать существенный шаг и в энергетике, и в развитии производительных сил в целом. Средневековая наука не была готова к тому, чтобы хоть как-то помочь этим поискам потому, что люди, мечтавшие создать универсальный двигатель, опирались, прежде всего, на то вечное движение, которое они видели в окружающей природе: движение солнца, луны и планет, морские приливы и отливы, течение рек. Такое вечное движение называлось «perpetuum mobile naturae » – естественное, природное вечное движение, как они считали.

Существование такого природного вечного движения с их точки зрения неопровержимо свидетельствовало о возможности создания и искусственного вечного движения – «perpetuum mobile artificae ». Надо было только найти способ перенести существующие в природе явления на искусственно созданные машины. Представление о вечном двигателе со временем существенно менялось в соответствии с развитием науки, в частности физики, и задачами, которые возникали перед энергетикой.

На данный момент вопрос о создании вечного двигателя остается открытым и постройка подобного устройства, как показывает современная наука и техника, практически невозможна. Но, как иногда бывает, то, что невозможно сейчас, становится реальностью завтра. Вполне возможно, что такое завтра может наступить и для идеи о вечном двигателе. Пока что все попытки их построения оканчивались неудачами.

Однако, вероятно стоит рассмотреть самые известные попытки построения вечного двигателя и раскрыть причины неудач их авторов.

Вечные двигатели обычно конструировали на основе использования следующих приёмов или их комбинаций:

– подъём воды с помощью архимедова винта;

– подъём воды с помощью капилляров;

– использование колеса с неуравновешивающимися грузами;

– природные магниты;

– электромагнетизм;

– пар или сжатый воздух.

1. Колесо Бхаскары

Идея проекта : Самая древняя модель, упоминается в рукописи XII века Бхаскары. Колесо, с прикрепленными к нему по периметру трубками, наполовину заполненными ртутью. Считалось, что за счет перетекания жидкости, колесо будет само по себе вращаться бесконечно. Принцип действия этого первого механического перпетуум мобиле был основан на различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещенных на окружности колеса. При легком вращении ртуть начинает двигаться по направлению, тем самым приводя колесо в состояние дисбаланса. Пытаясь достичь покоя, колесо будет находиться в постоянном движении.

Причина неработоспособности : Бхаскара позаимствовал дизайн своего вечного двигателя у знаменитого круга вечного возвращения и никогда не пытался построить описанное им устройство. Возможно, он даже не задумывался, насколько реальна его конструкция, — для Бхаскары это была всего лишь удобная математическая абстракция. Попытка создать вечный двигатель была безуспешной, т.к. сумма моментов силы тяжести равна нулю. Для запуска колеса необходимо приложить силу, но колесо не будет вращаться вечно.

1. Колесо с перекатывающимися шарами

Идея проекта : Колесо с перекатывающимися в нем тяжелыми шариками. При любом положении колеса грузы на правой его стороне будут находиться дальше от центра, чем грузы на левой половине. Поэтому правая половина должна всегда перетягивать левую и заставлять колесо вращаться. Значит, колесо должно вращаться вечно.

Причина неработоспособности : Хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, чем грузы на левой стороне, число этих грузов меньше ровно настолько, чтобы сумма сил тяжестей грузов, умноженных на проекцию радиусов, перпендикулярную к направлению силы тяжести, справа и слева были равны (F i L i = F j L j).

1. Цепочка шаров на треугольной призме

Идея проекта : Через трехгранную призму перекинута цепь из 14 одинаковых шаров. Слева четыре шара, справа — два. Остальные восемь шаров уравновешивают друг друга. Следовательно, цепь придет в вечное движение против часовой стрелки.

Причина неработоспособности : Грузы приводит в движение только составляющая силы тяжести, параллельная наклонной поверхности. На более длинной поверхности больше грузов, но и угол наклона поверхности пропорционально меньше. Поэтому сила тяжести грузов справа, умноженная на синус угла, равна силе тяжести грузов слева, умноженной на синус другого угла.

1. «Птичка Хоттабыча»

Идея проекта : Тонкая стеклянная колбочка с горизонтальной осью посередине впаяна в небольшую емкость. Свободным концом колбочка почти касается ее дна. В нижнюю часть игрушки налито немного эфира, а верхняя, пустая, обклеена снаружи тонким слоем ваты. Перед игрушкой ставят стаканчик с водой и наклоняют ее, заставляя «попить». Птичка начинает два-три раза в минуту наклоняться и окунать головку в стаканчик. Раз за разом, непрерывно, днем и ночью кланяется птичка, пока в стаканчике не кончится вода.

Причина неработоспособности : Голова и клюв птички покрыты ватой. Когда птичка «пьет воду», вата пропитывается водой. При испарении воды температура головы птички снижается. В нижнюю часть туловища птички налит эфир, над которым находятся пары эфира (воздух откачан). При охлаждении головы птички давление паров в верхней части снижается. Но давление в нижней части остается тем же. Избыточное давление паров эфира в нижней части поднимает жидкий эфир по трубочке вверх, голова птички тяжелеет и наклоняется к стакану.

Как только жидкий эфир дотечет до конца трубочки, пары теплого эфира из нижней части попадут в верхнюю, давление паров сравняется и жидкий эфир потечет вниз, а птичка снова поднимет клюв, при этом захватив воду из стакана. Испарение воды начинается снова, голова охлаждается и всё повторяется. Если бы вода не испарялась, то птичка бы и не двигалась. Для испарения из окружающего пространства потребляется энергия (сосредоточенная в воде и окружающем воздухе).

Вечный двигатель должен работать без затраты внешней энергии. Поэтому птичка Хоттабыча в действительности не является вечным двигателем.

1. Цепочка поплавков

Идея проекта : Высокая башня наполнена водой. Через шкивы, установленные вверху и внизу башни, перекинут канат с 14 полыми кубическими ящиками со стороной 1 метр. Ящики, находящиеся в воде, под действием силы Архимеда, направленной вверх, должны последовательно всплывать на поверхность жидкости, увлекая за собой всю цепь, а находящиеся слева ящики спускаются вниз под действием силы тяжести. Таким образом, ящики попадают попеременно из воздуха в жидкость и наоборот.

Причина неработоспособности : Ящики, входящие в жидкость, встречают весьма сильное противодействие со стороны жидкости, причем работа на проталкивание их в жидкость не меньше работы, совершаемой силой Архимеда при всплывании ящиков на поверхность. Давление водяного столба на самый нижний бак будет компенсировать выталкивающую силу.

1. Архимедов винт и водяное колесо

Идея проекта : Архимедов винт, вращаясь, поднимает воду в верхний бак, откуда она вытекает из лотка струей, попадающей на лопатки водяного колеса. Водяное колесо вращает точильный камень и одновременно двигает, с помощью ряда зубчатых колес, тот самый Архимедов винт, который поднимает воду в верхний бак. Винт поворачивает колесо, а колесо — винт! Этот проект, изобретенный еще в 1575 году итальянским механиком Страдою Старшим, затем повторялся в многочисленных вариациях.

Причина неработоспособности : Большая часть проектов вечных двигателей действительно могла бы работать, если бы не существование силы трения. Если это двигатель — должны быть и движущиеся части, значит, недостаточно двигателю вращать самого себя: нужно вырабатывать еще и избыточную энергию для преодоления силы трения, которую никак не уберешь.

1. Магнит и желоба

Идея проекта : Сильный магнит помещается на подставке. К ней прислонены два наклонных желоба, один под другим, причем верхний желоб имеет небольшое отверстие в своей верхней части, а нижний на конце изогнут. Если, рассуждал изобретатель, на верхний желоб положить небольшой железный шарик B, то вследствие притяжения магнитом A шарик покатится вверх; однако, дойдя до отверстия, он провалится в нижний желоб N, покатится по нему вниз, взбежит по закруглению D этого желоба и попадет на верхний желоб M; отсюда, притягиваемый магнитом, он снова покатится вверх, снова провалится через отверстие, вновь покатится вниз и опять очутится на верхнем желобе, чтобы снова начать движение сначала. Таким образом, шарик безостановочно будет бегать взад и вперед, осуществляя “вечное движение”.

Причина неработоспособности : Изобретатель думал, что шарик, скатившись по желобу N до его нижнего конца, будет еще обладать скоростью, достаточной для поднятия его вверх по закруглению D. Так было бы, если бы шарик катился под действием одной лишь силы тяжести: тогда бы он катился ускоренно. Но наш шарик находится под действием двух сил: тяжести и магнитно притяжения. Последнее по предположению настолько значительно, что может заставить шарик подняться от положения B до C. Поэтому по желобу N шарик будет скатываться не ускоренно, а замедленно, и если даже достигнет нижнего конца, то, во всяком случае, не накопит скорости, необходимой для поднятия по закруглению D.

1. «Вечный водопровод»

Идея проекта : Давление воды в большом баке должно постоянно выжимать воду по трубе в верхнюю емкость.

1. Автоматический подзавод часов

Идея проекта : Основа устройства — ртутный барометр крупных размеров: чаша с ртутью, подвешенная в раме, и опрокинутая над ней горлышком вниз большая колба с ртутью. Сосуды укреплены подвижно один относительно другого; при увеличении атмосферного давления колба опускается и чаша поднимается, при уменьшении же давления — наоборот. Оба движения заставляют вращаться небольшое зубчатое колесо всегда в одну сторону и через систему зубчатых колес поднимают гири часов.

Причина неработоспособности : Необходимая для работы часов энергия «черпается» из окружающей среды. По сути это мало чем отличается от ветряного двигателя — разве что исключительно малой мощностью.

1. Масло, поднимающееся по фитилям

Идея проекта : Жидкость, налитая в нижний сосуд, поднимается фитилями в верхний сосуд, имеющий желоб для стока жидкости. По стоку жидкость падает на лопатки колеса, приводя его во вращение. Далее стекшее вниз масло снова поднимается по фитилям до верхнего сосуда. Таким образом, струя масла, стекающая по желобу на колесо, ни на секунду не прерывается, и колесо вечно должно находиться в движении.

Причина неработоспособности : С верхней, загнутой части фитиля жидкость стекать вниз не будет. Капиллярное притяжение, преодолев силу тяжести, подняло жидкость вверх по фитилю — но ведь та же причина удерживает жидкость в порах намокшего фитиля, не давая ей капать с него.

1. Колесо с откидывающимися грузами

Идея проекта : Идея основана на применении колеса с неуравновешенными грузами. К краям колеса прикреплены откидные палочки с грузами на концах. При всяком положении колеса грузы на правой стороне будут откинуты дальше от центра, нежели на левой; эта половина, следовательно, должна перетягивать левую и тем самым заставлять колесо вращаться. Значит, колесо будет вращаться вечно, по крайней мере, до тех пор, пока не перетрется ось.

Причина неработоспособности : Грузы на правой стороне всегда дальше от центра, однако, неизбежно такое положение колеса, при котором число этих грузов меньше, чем на левой. Тогда система уравновешивается — следовательно, колесо не будет вращаться, а, сделав несколько качаний, остановится.

1. Установка инженера Потапова

Идея проекта : Гидродинамическая тепловая установка Потапова с КПД, превышающим 400%. Электродвигатель (ЭД) приводит в движение насос (НС), заставляющий циркулировать воду по контуру (показано стрелками). Контур содержит цилиндрическую колонку (ОК) и батарею отопления (БТ). Окончание трубы 3 можно подключить к колонке (ОК) двумя способами: 1) к центру колонки; 2) по касательной к окружности, образующей стенку цилиндрической колонки. При подключении по способу 1 количество тепла, отдаваемое воде, равно (с учетом потерь) количеству тепла, излучаемому батареей (БТ) в окружающее пространство. Но как только происходит подключение трубы по способу 2, количество излучаемого батареей (БТ) тепла увеличивается в 4 раза! Измерения, проведенные нашими и зарубежными специалистами, показали, что при подводе 1 кВт к электродвигателю (ЭД) батарея (БТ) дает столько тепла, сколько должно было бы получаться при затрате 4 кВт. При подключении трубы по способу 2 вода в колонке (ОК) получает вращательное движение, и именно этот процесс приводит к увеличению количества отдаваемого батареей (БТ) тепла.

Причина неработоспособности : Описанная установка действительно была собрана в НПО «Энергия» и, по утверждению авторов, работала. Изобретатели не ставили под сомнение правильность закона сохранения энергии, но утверждали, что двигатель черпает энергию из «физического вакуума». Что невозможно, т. к. физический вакуум имеет самый низкий из возможных уровней энергии и черпать из него энергию нельзя.

Наиболее вероятным представляется более прозаическое объяснение: имеет место неравномерный нагрев жидкости по сечению трубы и из-за этого возникают ошибки в измерении температуры. Не исключено также, что энергия помимо воли изобретателей «закачивается» в установку из электрической цепи.

1. Соединения динамо-машины с электромотором

Идея проекта : Шкивы электромотора и динамо-машины соединены приводным ремнем, а провода от динамо подвести к мотору. Если динамо-машине дать первоначальный импульс, то порожденный ею ток, поступая в мотор, приведет его в движение; энергия же движения мотора будет передаваться ремнем шкиву динамо-машины и приведет ее в движение. Таким образом, – полагают, изобретатели, – машины станут двигать одна другую, и движение это никогда не прекратиться, пока обе машины не износятся.

Причина неработоспособности : Даже если бы каждая из соединенных машин обладала стопроцентным коэффициентом полезного действия, мы могли бы заставить их указанным образом безостановочно двигаться только при полном отсутствии трения. Соединение названных машин (их “агрегат”, выражаясь языком инженеров) представляет собою в сущности одну машину, которая сама себя приводит в движение. При отсутствии трения агрегат, как и любой шкив, двигался бы вечно, но пользы от такого движения нельзя было бы извлечь никакой: стоило бы заставить “двигатель” совершать внешнюю работу, и он немедленно остановился бы. Перед нами было бы вечное движение, но не вечный двигатель. При наличие же трения агрегат не двигался бы вовсе.

14.Основанный на архимедовом винте

Идея проекта : деталь LM представляет собой деревянный цилиндр, в котором вырезан спиральный желоб. В устройстве этот цилиндр закрывается жестяными пластинами AB. Три водяных колеса отмечены буквами H, I, K, а расположенный внизу резервуар с водой – буквами CD. При вращении цилиндра вся вода, которая поднимается им из резервуара вверх, будет поступать в сосуд E, а из этого сосуда выливаться на колесо H и, следовательно, вращать колесо и весь винт в целом. Если же для вращения винта количество воды, падающее на колесо H, окажется недостаточным, тогда можно будет использовать воду, стекающую с этого колеса в сосуд F и попадающую далее на колесо I. В результате этого сила действия воды удвоится. Если же и этого окажется недостаточно, тогда вода, поступающая на второе колесо I, может быть направлена в сосуд G и на третье колесо K. Этот каскад можно продолжить, установив такое количество дополнительных колес, какое позволяют размеры всего устройства.

Причина неработоспособности : Устройство не будет работать по двум причинам. Во-первых, вода, которая подымается наверх, не образует сколько-нибудь значительного потока, устремляющего затем вниз. Во-вторых, этот поток, даже в виде каскада, не способен вращать винт.

15.Основаннный на законе Архимеда

Идея проекта : Часть деревянного барабана, укрепленного на оси, все время погружена в воду. Если справедлив закон Архимеда, то погруженная в воду часть должна всплывать и, коль скоро выталкивающая сила больше силы трения на оси барабана, вращение никогда не прекратиться…

Причина неработоспособности : Барабан не сдвинется с места. Направление действующих сил будут всегда по перпендикуляру к поверхности барабана, т. е. по радиусу к оси. Из повседневного опыта каждый знает, что невозможно заставить колесо вращаться, прикладывая усилия вдоль радиуса колеса. Чтобы вызвать вращение, надо проложить усилие перпендикулярно к радиусу, т. е. по касательной к окружности колеса. Теперь уже нетрудно понять, почему и в этом случае закончиться неудачей попытка осуществить “вечное” движение.

16.Основанный на притягивание магнитов

Идея проекта : Стальной шар C постоянно притягивается к магниту B, который расположен так, что под его влиянием вращается колесо со щелями на ободе. (см. рис.) Пока шар движется, вращается и колесо.

Причина неработоспособности : сила тяжести и магнитное притяжение уравновешивают друг друга.

1. Радиевые часы

Эти “радиевые часы” были продемонстрированы публике в 1903 году Джоном Уильямом Стреттом (лорд Рэлей). Через год он получил Нобелевскую премию по физике.

Идея проекта : Небольшое количество соли радия помещено в стеклянной трубке (A), которая снаружи покрыта проводящим материалом. В конце трубки имеется латунный колпачок, с которого висят пара золотых лепестков. Все это находится в стеклянной колбочке, из которой выкачан воздух. Внутренняя поверхность колбочки покрыта проводящей фольгой (B), которая заземлена через проводом (C).

Отрицательные электроны (бета-лучи), которые излучает радий, проходят через стекло, оставляя центральную часть положительно заряженной. В результате золотые лепестки, отталкиваясь друг от друга, расходятся. Когда они коснутся фольги, произойдет разряд, лепестки опускаются и цикл начинается снова. Период полураспада радия 1620 лет. Поэтому такие часы могут работать многие и многие столетия без видимых изменении.

В свое время радиевые часы были настоящим перпетуум-мобиле, так как природа ядерной энергии не была известна, и было непонятно, откуда берется энергия. С развитием науки стало ясно, что закон сохранения энергии все равно торжествует, и ядерная энергия также подчиняется этому закону, как все другие формы энергии.

Причина неработоспособности : Мощность этого двигателя, совершаемая им в секунду, так ничтожна, что никакой механизм не может приводиться в действие. Чтобы достичь сколько-нибудь осязательных результатов, необходимо располагать гораздо большим запасом радия. Если вспомним, что радий – чрезвычайно редкий и дорогой элемент, то согласимся, что даровой двигатель подобного рода оказался бы чересчур разорительным.

Использованы материалы

Министерство образования Российской Федерации

Реферат на тему

«Вечный двигатель. Механический вечный двигатель. Анализ. Принцип работы. Что его тормозит? Как его заставить работать?»

Выполнил:

Проверил

Введение

Давно известно, что идея вечного двигателя неосуществима, однако она очень интересна и познавательна с точки зрения истории развития науки и технологий. Ведь в поисках вечного двигателя ученые смогли лучше понять основные физические принципы. Более того, изобретатели вечного двигателя являются яркими примерами для изучения некоторых аспектов человеческой психологии: изобретательности, настойчивости, оптимизма и фанатизма.

Вечный двигатель (perpetuum mobile, perpetual motion machine) – устройство, основанное на механических, химических, электрических или иных физических процессах. Будучи запущенным единожды, он сможет работать вечно и остановится только при воздействии на него извне.

Вечные двигатели делятся на две большие группы.

Вечные двигатели первого рода не извлекают энергию из окружающей среды (например, тепло), при этом физическое и химическое состояние его частей также остается неизменным. Машины такого рода не могут существовать исходя из первого закона термодинамики.

Вечные двигатели второго рода извлекают тепло из окружающей среды и превращают его в энергию механического движения. Такие устройства не могут существовать исходя из второго закона термодинамики.

Сегодня мы уже не можем ограничиваться лишь механикой (ведь есть электричество, магнетизм и т.д.), поэтому появились две категории вечных двигателей. Первые из них являются естественными (perpetuum mobile naturae), а вторые физическими, или искусственными (perpetuum mobile physicae).

Планеты миллиардами лет вращаются вокруг Солнца, являясь примером вечного движения. Это было подмечено еще очень давно. Естественно, ученые хотели повторить эту картину Божьего творения в уменьшенном масштабе, за что часто считались еретиками и становились жертвами инквизиции. В то же время, иезуиты придавали вечному двигателю огромное значение и тайно работали над его созданием.

Механический вечный двигатель.

Археологические изыскания выявили, что в Древней Греции идея бесконечного движения не вызывала особого интереса. Знания греческих инженеров и ученых о механике были довольно обширны, об этом свидетельствуют некоторые находки (например, механизм Герона). Естественных источников силы, как, например, водяных колес и труда рабов, было достаточно для нужд Греции. Конструкторская изобретательность была, в основном, направлена на создание механических игрушек и храмовых автоматов, создающих иллюзию самостоятельного движения. Было найдено всего несколько текстов 2000-летней давности с упоминанием вечного двигателя.

На Востоке же идея вечного двигателя была распространена широко. Первое упоминание о вечном двигателе, сконструированным индийским математиком и астрономом Брахмагупта (Brahmagupta) относится к 624 году н.э. В своем труде «Brahmasphutasiddhanta» он описал вечный двигатель так: «Сконструировать из светлых пород дерева колесо с полыми равномерно распределенными спицами, заполнить спицы до половины ртутью и запечатать, поместить колесо на горизонтальную ось. В части спиц ртуть будет подниматься вверх, а в остальных спускаться, обеспечивая непрерывное движение».

Лалла (Lаlla), другой индийский астроном, в 748 году написал трактат «Sisyadhivrddhida Tantra», описывающий схожий механизм, отличающийся только формой полых спиц.

Около 1150 года очередной индийский математик и астроном Баскара (Bhaskara) в труде «Siddhanta Siromani» описал механизм с полыми трубками, расположенными по окружности колеса. Он писал: «Эта машина вращается с большой силой. Потому что ртуть с одной стороны ближе к оси, чем с другой». Очевидно, он думал, что такая конструкция постоянно выводит систему из равновесия, поддерживая вечное движение. Считается, что он так и не испытал свое устройство (как, впрочем, и многие другие изобретатели вечных двигателей).

Начиная с 12 века основные принципы конструкции вечного двигателя модифицировались и объединялись, чтобы в конечном итоге стать частью истории технологий. Даже сегодня некоторые изобретатели обращаются к этим «несбалансированным колесам». Описанные конструкции несли в себе не только технический, но и религиозный, и философский смысл, как бы олицетворяя бесконечную смену времен года и реинкарнацию, поэтому многие храмы использовали эти символы. А сами вечные двигатели такой конструкции получили название индийских (в другой трактовке персидских или арабских).

В Средние века около 1235 года архитектор Виллар де Оннекур (Villard de Honnecourt) заинтересовался идеей вечного двигателя и был озадачен неудачами своих современников. Чтобы показать их невежество, он нарисовал простую, но весьма оригинальную машину. Ее непрерывное движение обеспечивалось за счет нечетного количества подвижных увесистых молотков, прикрепленных к ободу колеса.

Рассуждения Виллара довольно просты. Он ошибочно полагал, что всегда с одной стороны оси будут находится четыре молотка, а с другой три, создавая постоянный дисбаланс. Он не осознавал, что система в целом будет стремиться к статическому равновесию, когда с каждой стороны будут находиться по три молотка и один внизу. Поучительно, что и сегодня некоторые попадаются в эту ловушку.

В эпоху Возрождения интерес к вечному двигателю был поистине огромен. Например, большое количество чертежей с описанием конструкции вечного двигателя было сделано архитектором Франческо ди Джорджио (Francisco di Georgio). Один из довольно неплохих вариантов мы видим на рисунке. Это гидроприводная мельница с дополнительной помпой.

Машина использует непрерывную циркуляцию воды (рециркуляционная мельница). Поскольку извне вода не поступает, то такие механизмы иногда называют aqua morta, то есть «мертвая вода». Падающая вода запускает большое вертикальное колесо, которое посредством зубчатой передачи приводит в движение мельницу. Чтобы поднять воду вверх используются коленчатый вал и два рычага, скрепленных с осью колеса, приводящих в движение две помпы с цилиндрическими поршнями.

Джорджио описал несколько таких конструкций, часть из которых непрактичны, хотя и при воздействии извне могут работать.

В 1618 году английский физик и мистик Роберт Фладд (Robert Fludd) описал рециркуляционную мельницу, которая поднимает воду с помощью цепного насоса. Правда позже, видно поняв свою ошибку, он отказался от своего вечного двигателя, приписав его итальянским изобретателям.

Машины Джорджио, несомненно, были известны Леонардо да Винчи, интересовавшимся всеми механизмами, в том числе и движущимися бесконечно. До наших дней дошли часть его чертежей с изображением рециркуляционных мельниц с архимедовыми винтами. Он также описал сложные механизмы с заполненными ртутью полостями. В Немецком музее (Deutsches Museum) в Мюнхене имеется реконструкция его машины. Не смотря на то, что во времена да Винчи закон сохранения еще не был известен, гениальный изобретатель очень близко подошел к его идее. Он писал: «Падающая вода может поднять такое же количество воды… но мы должны учесть и потери силы на трение». Известны и наброски чисто механических вечных двигателей да Винчи, приводимых в движение катящимися шариками.

Несмотря на больной интерес да Винчи к самой идее вечного двигателя, он весьма скептически относился к мысли о практическом применении существующих конструкций. В одной из тетрадей великого изобретателя мы видим подтверждения невозможности вечного движения несбалансированного колеса.

Чертеж показывает, что ученый прекрасно понимал раскладку сил и вращающих моментов. Он считал, что попытка реализации вечного двигателя сродни поиску философского камня.

Стоит сказать об инженере Агостино Рамелли (Agostino Ramelli)(1531-1608), идеи которого актуальны и по сей день. В своем труде «Le diverse et artificiose machine» он описал механизмы, которые использовались уже после смерти их создателя, например, вентилятор. Рамелли был практиком, а потому не увлекся идеей вечного двигателя, поэтому он почти не упоминал о нем в своих трудах.

В конструкции придуманной им мельницы есть устройство, оптимизирующее ее работу. И этим устройством является несбалансированное колесо. Однако ниже написано: «Стоит упомянуть, что внутренняя часть колеса сделана мной лишь по просьбе джентльменов, решивших, что водяной поток не слишком быстрый, и это колесо должно помочь».

Известный механик середины XVII века Эдуард Сомерсет, маркиз Вустерширский, в свои пятьдесят лет решил на удивление всем заняться постройкой перпетуум мобиле доселе невиданных размеров. Честолюбивые намерения этого достопочтенного и преданного короне дворянина нашли полную поддержку у его государя Карла I. Старый лондонский Тауэр стал свидетелем грандиозных приготовлений. Вместе со своими помощниками маркиз соорудил огромное колесо диаметром более 4 метра с размещенными по его периметру 14 грузами весом по 50 фунтов каждый. К сожалению, в сообщениях об этом широко разрекламированном опыте, при котором присутствовал сам король со своим двором, о результатах экспериментов подробно не говорится. Известно лишь, что к этому своему опыту Сомерсет никогда более не возвращался; позднее он занимался строительством парусного экипажа и другими смелыми по тому времени проектами.

Некоторое видоизменение машины Сомерсета представляет собой перпетуум мобиле; откидывающиеся грузы заменены в нем шарами, свободно перекатывающимися в клиновидных камерах, прикрепленных к ступице колеса. Автор проекта исходил из предположения, что шары, подкатившиеся к внешнему краю колеса, будут обладать большим силовым моментом, чем шары, находящиеся в суженной части камер вблизи его оси.

Примерно в то же самое время, в первой половине XVII в., известный астроном и член ордена иезуитов Христофор Шейнер сделал важное открытие — он обнаружил пятна на поверхности Солнца. Однако для нас более интересным представляется его сочинение «Комментарий к основаниям гномоники», изданное в Ингольштадте в 1616 г. В нем автор описывает оригинальную идею еще одного перпетуум мобиле, которому он дал громкое название «шейнеров гномон в центре мира».

Постоянное движение гномона Шейнер обосновывал следующим образом. Произвольная точка, выбранная в качестве центра мира, одновременно будет являться и центром гравитации. Если раскрутить рычаг с перпендикулярно установленным на одном его конце гномоном так, чтобы свободный конец рычага проходил через этот центр гравитации, вся система придет в непрерывное вращение, потому что сила, притягивающая гномон с рычагом к центру гравитации, будет одинаковой во всех точках траектории.

Идея Шейнера сразу ж вызвала многочисленные возражения современников. Так, собрат Шейнера по ордену иезуитов астроном Джиованни Баптиста Риччиоли утверждал, что гномон моментально упадет в центр гравитации по наикратчайшему пути. Другой математик того времени Марио Беттино не без иронии заявил:

«Да, это будет перпетуум, но не мобиле, а покоя!»

Хотя Галилей и не был приверженцем идеи перпетуум мобиле, один из его учеников — Клеменс Септимус попытался построить вечный двигатель.

У этого устройства вместо обычных грузов в плотно закрытом с концов цилиндрическом барабане вращалась плоская непроницаемая лопатка, разделявшая два вещества различной плотности. Одна половина цилиндра, FAG, наполнялась ртутью или водой, другая, FBG, — маслом или воздухом (т.е. более легким веществом). Работа этого устройства предполагалась следующей. Поскольку на CA действует больший вес ртути, то плечо рычага перейдет в положение DE, а центр тяжести окажется в некоторой точке D, лежащей между A и C. Так как ртуть несжимаема и вместе с тем она не может проникнуть в другую половину цилиндра, то весь барабан начнет вращаться в направлении C. Но вследствие этого движения центр тяжести системы опять переместится в исходное положение, и все повторится сначала. На основе построенной таким образом функциональной схемы Клеменс пришел к выводу, что данный перпетуум мобиле сразу же после его изготовления должен прийти во вращательное движение и оставаться в этом состоянии вечно без какого-либо подвода энергии извне.

Против ошибочных взглядов Клеменса Септимуса выступил его друг итальянский физик Альфонсо Борелли. В опубликованном в 1670 г трактате «О естественном движении и подвешенных грузах» он подробно описывает машину Клеменса, категорически отрицая возможность ее работы с циклическим движением шаров по замкнутому пути.

В следующем примере, заимствованном из того же источника, движущим элементом перпетуум мобиле вновь является сила тяжести.

Правда, при первом взгляде вам не может не показаться, что этот вечный двигатель несколько великоват: ведь главная его часть — это вся наша Земля с просверленным насквозь от полюса к полюсу прямым каналом, герметически закрытым с обоих концов. По представлению изобретателя, массивный шар, изготовленный из достаточно плотного материала, должен колебаться от одного конца канала к другому сколь угодно долго.

В заключение этого краткого обзора наиболее часто встречающихся типов механических вечных двигателей приведем еще два интересных примера. Принцип действия первой из этих машин схема 34 по внешнему виду необычайно прост разница в весе между более длинной частью ремня, проходящей между промежуточными роликами, и его прямой, вертикальной частью, обеспечивает неравенство сил, служащее причиной постоянного движения всей системы. Подобный тип перпетуум мобиле был, по-видимому, прежде необычайно популярен, поскольку он часто встречается в литературе во многих вариантах: с ремнями, цепями и т.п.

Многочисленные попытки создания вечного двигателя, приводимого в действие силой тяжести различных масс в виде откидных рычагов, неуравновешенных шаров и т.п., с самого начала исходили из неверного предположения о том, что для приведения такой машины в непрерывное движение достаточно сместить центр тяжести ее вращающейся части (колеса, рычагов и т.д.) из положения равновесия, т.е. сдвинуть его с оси вращения. Это ошибочное понимание закона тяготения, по всей видимости, имело своими главными причинами несколько консервативный взгляд на статику тел, а также почти полное отсутствие опыта практического применения новых законов динамики, установленных Галилеем.

Член английского Королевского общества механик и астроном Джеймс Фергюсон в качестве протеста против всё умножавшихся проектов новых вечных двигателей, в бессмысленности которых он нисколько не сомневался, построил модель перпетуум мобиле, показанную на рисунке.

По внешнему виду эта модель мало чем отличалась от описанных выше устройств. Правда, в дополнение к откидывающимся грузам на концах звездообразно расположенных рычагов Фергюсон использовал еще набор грузов, передвигавшихся в особых каретках в направлении касательной к окружности вращения и перпендикулярно соответствующему рычагу. Одновременно перемещение грузов с помощью совокупности специальных блоков и тросов связывалось с движением откидывающихся рычажков; при этом каждый рычажок соединялся тросом с тем грузом, который отстоял от него по окружности на 90° в направлении движения часовой стрелки. С помощью подобной взаимной комбинации исходных элементов Фергюсон намеренно хотел усилить действие исследуемой машины, чтобы, если все попытки привести ее в движение окажутся безуспешными, наглядно показать, что идея перпетуум мобиле целиком принадлежит царству фантазии. Весьма вероятно, что модель Фергюсона была не единственным выступлением против самой сущности идеи вечного двигателя, поскольку с критикой разных типов этих машин мы встречаемся и в целом ряде других сочинений того времени.

Отметим, что, пожалуй, никто из изобретателей вечного двигателя не задавался более легкой задачей, чем Фергюсон: ведь для своего эксперимента он мог выбрать любую машину своих противников, будучи заранее уверенным, что его попытка доказать невозможность вечного двигателя непременно окажется успешной.

Невозможность создания вечного двигателя

Попытаемся рассказать о законах природы, исключающих возможность создания перпетуум-мобиле.

Постройте машину, которая совершала бы работу большую, чем сообщенная ей энергия, и вы решите проблему вечного движения.

Чтобы вечный двигатель мог работать, он должен сам себя обеспечивать энергией. Иначе говоря, он должен вырабатывать ее в достаточном количестве, не имея ни какого внешнего источника. Представьте, что нужно рассчитать баланс энергии, затрачиваемой на совершение того или иного вида работы, будь то движение океанского лайнера, или забивание гвоздей, или полет со сверхзвуковой скоростью. В любом случае количество затраченной энергии всегда должно быть равно количеству энергии произведенной или выделившейся в результате совершения работы. Энергия, которую мы не совсем точно называем потерянной, на самом деле не изчезает. Просто она переходит в иную форму, при этом исключается возможность ее дальнейшего превращения в механическую или электрическую энергию. Так получается оттого, что в результате трения происходит нагревание и часть энергии выделяется в виде тепла. И это вообще говоря справедливо для потерь любого вида энергии, ибо они в конечном счете всегда превращаются в тепло.

Эту же мысль можно выразить и иными словами: во всех случаях общая конечная сумма энергии равна ее общей начальной сумме. Энергия не возникает и не исчезает, но переходит в другую форму, иногда малополезную или совсем бесполезную. Например, тепло, выделяемое в двигателе внутреннего сгорания, — ненужный и, тем не менее, неизбежный продукт превращения энергии. Его можно использовать, скажем, для обогрева салона автомобиля, но сделаем мы это или не сделаем — все равно часть работы, совершаемой двигателем, будет тратиться на тепловые потери.

Все, о чем говорилось выше, и представляет собой суть важнейшего закона природы — закона сохранения энергии, или первого начала термодинамики.

Мы уже говорили, что вечный двигатель должен совершать полезную работу, не имея никаких внешних источников энергии. Проще сказать, в нем не должно сжигаться топливо и к нему не должны прикладываться механические усилия. Существует ряд свидетельств, что именно поиски такой нереализуемой машины заложили фундамент механики как науки. Великие ученные прошлого приняли как аксиому невозможность создания перпетуум-мобиле и тем помогли пробиться росткам новой науки.

Порой легко доказать негодность того или иного проекта вечного двигателя и тем самым показать, что данный конкретный способ его реализации не приведет к желаемому результату. Но это вовсе не означает, что автоматически исключается возможность построения перпетуум-мобиле другими средствами. Поэтому, до тех пор, пока не был четко сформулирован закон сохранения энергиги, невозможность создания механического вечного двигателя, установленная многовековым опытом, вовсе не означала невозможность создания, скажем двигателя химического. Конечно, бесплодность поисков вечного движения признавалась еще до того, как этот закон стал достоянием науки. Однако это мнение основывалось не на некоторых общих положениях, а на анализе принципа действия отдельных «машин вечного движения». Тщательное рассмотрение очередного проекта всегда обнаруживало какие-нибудь теоретические ошибки, из-за которых двигатель не мог работать, а претензии изобретателя оказывались несостоятельными.

В разработку общепринятого ныне критерия неосуществимости вечного движения, провозглашающего невозможность создания энергии из ничего, внесли свой вклад философы, математики, инженеры. Закон сохранения энергии стал неизбежным препятствием для изобретателей перпетуум-мобиле. И все попытки преодолеть это препятствие кончались крахом.

Технология вечного двигателя привлекала людей во все времена. Сегодня она считается скорее псевдонаучной и невозможной, нежели наоборот, но это не останавливает людей от создания все более диковинных штуковин и вещиц в надежде нарушить законы физики и произвести мировую революцию. Перед вами десять исторических и крайне занимательных попыток создать что-то, похожее на вечный двигатель.

Батарейка Карпена

В 1950-х годах румынский инженер Николае Василеску-Карпен изобрел батарею. Ныне расположенная (хотя и не на стендах) в Национальном техническом музее Румынии, эта батарея по-прежнему работает, хотя ученые до сих пор не сошлись во мнении, как и почему она вообще продолжает работать.

Батарея в устройстве остается той же одновольтной батарейкой, которую Карпен установил в 50-х годах. Долгое время машина была забытой, пока музей не был в состоянии качественно выставлять ее и обеспечивать безопасность такой странной штуковине. Недавно обнаружили, что батарея работает и по-прежнему выдает стабильное напряжение — спустя уже 60 лет.

Успешно защитив докторскую степень на тему магнитных эффектов в движущихся телах в 1904 году, Карпен наверняка мог создать что-то из ряда вон выходящее. К 1909 году он занялся исследованием высокочастотных токов и передачи телефонных сигналов на большие расстояния. Строил телеграфные станции, исследовал тепло окружающей среды и продвинутые технологии топливных элементов. Однако современные ученые до сих пор не пришли к единым выводам о принципах работы его странной батареи.

Было выдвинуто множество догадок, от преобразования тепловой энергии в механическую в процессе цикла, термодинамический принцип которого мы пока не обнаружили. Математический аппарат его изобретения кажется невероятно сложным, потенциально включая понятия вроде термосифонного эффекта и температурных уравнений скалярного поля. Хотя мы не смогли создать вечный двигатель, способный вырабатывать бесконечную и бесплатную энергию в огромных количествах, ничто не мешает нам радоваться батарейке, непрерывно работающей в течение 60 лет.

Энергетическая машина Джо Ньюмана

В 1911 году Бюро патентов США выпустило огромный указ. Они больше не будут выдавать патенты на устройства вечных двигателей, поскольку кажется научно невозможным создать такое устройство. Для некоторых изобретателей это означало, что сражаться за признание своей работы законной наукой теперь будет немного сложнее.

В 1984 году Джо Ньюман попал на вечерний выпуск новостей CMS с Дэном Разером и показал нечто невероятное. Живущие во время нефтяного кризиса люди были в восторге от идеи изобретателя: он представил вечный двигатель, который работал и производил больше энергии, чем потреблял.

Ученые, впрочем, не поверили ни единому слову Ньюмана.

Национальное бюро стандартов испытало устройство ученого, состоящее по большей части из аккумуляторов, заряжаемых магнитом, вращающимся внутри катушки из провода. Во время испытаний все заявления Ньюмана оказались пустыми, хотя некоторые люди продолжали верить ученому. Поэтому он решил взять свою энергетическую машину и отправиться в тур, по дороге демонстрируя ее работу. Ньюман утверждал, что его машина выдает в 10 раз больше энергии, чем поглощает, то есть работает с КПД свыше 100%. Когда его патентные заявки были отвергнуты, а научное сообщество буквально выбросило его изобретение в лужу, горю его не было предела.

Будучи ученым-любителем, который даже не закончил среднюю школу, Ньюман не сдавался, даже когда никто не поддерживал его план. Убежденный, что Бог ниспослал ему машину, которая должна изменить человечество к лучшему, Ньюман всегда считал, что истинная ценность его машины всегда была сокрыта от властей предержащих.

Водяной винт Роберта Фладда

Роберт Фладд был своего рода символом, который мог появиться лишь в определенное время в истории. Наполовину ученый, наполовину алхимик, Фладд описывал и изобретал разные вещи на рубеже 17 века. У него были довольно странные идеи: он считал, что молнии были земным воплощением гнева Божьего, который поражает их, если те не бегут. При этом Фладд верил в ряд принципов, принятых нами сегодня, даже если большинство людей в те времена их не принимало.

Его версией вечного двигателя было водяное колесо, которое может молоть зерно, постоянно вращаясь под действием рециркулирующей воды. Фладд назвал его «водяным винтом». В 1660 году появились первые гравюры по дереву с изображением такой идеи (появление которой приписывают 1618 году).

Стоит ли говорить, что устройство не работало. Тем не менее Фладд не только пытался сломать законы физики своей машины. Он также искал способ помочь фермерам. В то время обработка огромных объемов зерна зависела от потоков. Те, кто жил далеко от подходящего источника текущей воды, были вынуждены загружать свои посевы, тащить их на мельницу, а затем обратно на ферму. Если бы эта машина с вечным двигателем заработала, она существенно упростила жизнь бы бесчисленным фермерам.

Колесо Бхаскары

Одно из самых ранних упоминаний вечных двигателей приходит от математика и астронома Бхаскары, из его трудов 1150 года. Его концепция заключалась в несбалансированном колесе с серией изогнутых спиц внутри, заполненных ртутью. По мере вращения колеса, ртуть начинала двигаться, обеспечивая толчок, необходимый для поддержания вращения колеса.

За многие века вариаций этой идеи было придумано огромное количество. Совершенно понятно, почему она должна работать: колесо, пребывающее в состоянии дисбаланса, пытается привести себя в покой и, в теории, будет продолжать движение. Некоторые дизайнеры так сильно верили в возможность создания такого колеса, что даже спроектировали тормоза на случай, если процесс выйдет из-под контроля.

С нашим современным пониманием силы, трения и работы, мы знаем, что несбалансированное колесо не достигнет желаемого эффекта, поскольку мы не сможем получить всю энергию обратно, не сможем извлекать ее ни много, ни вечно. Однако сама идея была и остается интригующей людей, незнакомых с современной физикой, особенно в индуистской религиозном контексте реинкарнации и круга жизни. Идея стала настолько популярна, что колесообразные вечные двигатели позднее вошли в исламские и европейские писания.

Часы Кокса

Когда знаменитый лондонский часовщик Джеймс Кокс построил свои часы вечного движения в 1774 году, они работали в точности так, как описывала сопроводительная документация, объясняющая, почему эти часы не нуждаются в дозаводке. Документ на шесть страниц пояснял, как часы были созданы на основе «механических и философских принципов».

Согласно Коксу, работающий от алмаза вечный двигатель часов и пониженное внутреннее трение почти до полного его отсутствие гарантировали, что металлы, из которых сконструированы часы, будут распадаться гораздо медленнее, чем кто-либо когда-либо видел. Помимо этого грандиозного заявления, тогда множество презентаций новой технологии включали мистические элементы.

Помимо того что часы Кокса были вечным двигателем, они были гениальными часами. Заключенные в стекле, которое защищало внутренние рабочие компоненты от пыли, позволяя на них также смотреть, часы работали от перемен в атмосферном давлении. Если ртутный столбик рос или падал внутри часового барометра, движение ртути поворачивало внутренние колесики в том же направлении, частично заводя часы. Если часы заводились постоянно, шестерни выходили из пазов, пока цепь не ослаблялась до определенной точки, после чего все вставало на свои места и часы снова начинали заводить себя.

Первый широко принятый экземпляр часов с вечным двигателем был показан самим Коксом в Весеннем саду. Позже он был замечен на недельных выставках Механического музея, а после в Институте Клеркенвилл. На то время показ этих часов был таким чудом, что их запечатлели в бесчисленных художественных произведениях, а к Коксу регулярно приходили толпы желающих поглазеть на его чудесное творение.

Часовщик Пауль Бауманн основал духовное общество Meternitha в 1950-х годах. В дополнение к воздержанию от алкоголя, наркотиков и табака, члены этой религиозной секты живут в самодостаточной, экологически сознательной атмосфере. Чтобы достичь этого, они полагаются на чудесный вечный двигатель, созданный их основателем.

Машина под названием «Тестатика» (Testatika) может использовать якобы неиспользуемую электрическую энергию и превращать ее в энергию для сообщества. По причине закрытости, «Тестатику» не удалось целиком и полностью исследовать ученым, хотя машина и стала объектом короткого документального фильма в 1999 году. Было показано немного, но достаточно, чтобы понять, что секта почти боготворит эту сакральную машину.

Планы и особенности «Тестатики» были ниспосланы Бауманну напрямую Богом, пока он отбывал тюремное наказание за совращение молоденькой девушки. Согласно официальной легенде, он был опечален темнотой своей камеры и нехваткой света для чтения. Затем его посетило загадочное мистичное видение, которое открыло ему секрет вечного движения и бесконечной энергии, которую можно черпать прямо из воздуха. Члены секты подтверждают, что «Тестатика» была послана им Богом, отмечая также, что несколько попыток сфотографировать машину выявили разноцветный ореол вокруг нее.

В 1990-х годах болгарский физик проник в секту, чтобы выведать проект машины, надеясь открыть секрет этого волшебного энергетического устройства миру. Но ему не удалось убедить сектантов. Покончив с собой в 1997 году, выпрыгнув из окна, он оставил предсмертную записку: «Я сделал то, что мог, пусть те, кто смогут, сделают лучше».

Колесо Бесслера

Иоганн Бесслер начал свои исследования в сфере вечного движения с простой концепцией, как у колеса Бхаскары: применим вес к колесу с одной стороны, и оно будет постоянно несбалансированным и постоянно двигаться. 12 ноября 1717 года Бесслер запечатал свое изобретение в комнате. Дверь была закрыта, комната охранялась. Когда ее открыли две недели спустя, 3,7-метровое колесо по-прежнему двигалось. Комнату снова запечатали, схему повторили. Открыв дверь в начале января 1718 года, люди обнаружили, что колесо все еще вертится.

Хотя и став знаменитостью после всего этого, Бесслер не распространялся о принципах работы колеса, отмечая только, что оно полагается на грузы, которые поддерживают его несбалансированным. Более того, Бесслер был настолько скрытным, что когда один инженер прокрался поближе взглянуть на творение инженера, Бесслер психанул и уничтожил колесо. Позже инженер сказал, что не заметил ничего подозрительного. Впрочем, он увидел только внешнюю часть колеса, поэтому не мог понять, как оно работает. Даже в те времена идея вечного двигателя встречалась с некоторым цинизмом. Столетиями раньше сам Леонардо да Винчи насмехался над идеей такой машины.

И все же понятие бесслерова колеса никогда не уходило полностью из поля зрения. В 2014 году уорикширский инженер Джон Коллинз сообщил, что изучал дизайн колеса Бесслера в течение многих лет и был близок к раскрытию его тайны. Однажды Бесслер написал, что уничтожил все доказательства, чертежи и рисунки о принципах работы его колеса, но добавил, что любой, кто будет достаточно умен и сообразителен, сможет понять все наверняка.

НЛО-двигатель Отиса Т. Карра

Включенные в Реестр объектов авторских прав (третья серия, 1958: июль-декабрь) объекты кажутся немного странными. Несмотря на то, что Патентное ведомство США давно постановила, что не будет выдавать никакие патенты на устройства вечного движения, потому что их не может существовать, OTC Enterprises Inc. и ее основатель Отис Карр числятся владельцами «системы бесплатной энергии», «энергии мирного атома» и «гравитационного двигателя».

В 1959 году OTC Enterprises планировала осуществить первый рейс своего «космического транспорта четвертого измерения», работающего на вечном двигателе. И хотя по крайней мере один человек коротко ознакомился с беспорядочными частями хорошо охраняемого проекта, само устройство никогда не раскрывалось и не «отрывалось от земли». Сам Карр был госпитализирован с неопределенными симптомами в день, когда устройство должно было отправиться в свое первое путешествие.

Возможно, его болезнь была умным способом уйти от демонстрации, но ее было недостаточно, чтобы упрятать Карра за решетку. Продав опционы на технологию, которая не существовала, Карр заинтересовал инвесторов проектом, а также людей, которые верили, что его аппарат доставит их на другие планеты.

Чтобы обойти патентные ограничения своих безумных проектов, Карр запатентовал все как «развлекательное устройство», имитирующее поездки во внешний космос. Это был американский патент # 2 912 244 (10 ноября 1959 года). Карр утверждал, что его космический аппарат работает, потому что один уже улетел. Двигательной установкой была «круговая фольга свободной энергии», которая обеспечивала бесконечную поставку энергии, необходимой для доставки аппарата в космос.

Разумеется, странность происходящего открыла дорогу теориям заговора. Некоторые люди предположили, что Карр действительно собрал свой вечный двигатель и летающий аппарат. Но, конечно, его быстро прижало американское правительство. Теоретики не могли договориться, не то правительство не хочет раскрывать технологию, не то хочет использовать ее самостоятельно.

«Перпетуум-мобиле» Корнелиуса Дреббеля

Самое странное в вечном двигателем Корнелиуса Дреббеля то, что хотя мы и не знаем, как и почему он работал, вы точно видели его чаще, чем думаете.

Впервые Дреббель продемонстрировал свою машину в 1604 году и поразил всех, включая английскую королевскую семью. Машина была чем-то вроде хронометра; она никогда не нуждалась в заводке и показывала дату и фазу Луны. Движимая изменениями в температуре или в погоде, машина Дреббеля также использовала термоскоп или барометр, подобно часам Кокса.

Никто не знает, что обеспечивало движение и энергию дреббелевскому устройству, поскольку он говорил об обуздании «огненного духа воздуха», как заправский алхимик. В то время мир по-прежнему мыслил терминологией четырех элементов, и сам Дреббель экспериментировал с серой и селитрой.

Как указано в письме от 1604 года, самое раннее известное представление устройства показало центральный шар, окруженный стеклянной трубкой, заполненной жидкостью. Золотые стрелочки и отметины отслеживали фазы Луны. Другие изображения были более сложными, показывая машину, украшенную мифологическими существами и украшениями в золоте. Perpetuum mobile Дреббеля также появился в некоторых картинах, в частности кистей Альбрехта и Рубенса. На этих картинах странная тороидальная форма машины вообще ничем не напоминает сферу.

Работа Дреббеля привлекла внимание королевских судов по всей Европе, и он гастролировал по континенту в течение некоторого времени. И, как это часто бывает, умер в нищете. Будучи необразованным сыном фермера, он получил покровительство Букингемского дворца, изобрел одну из первых подводных лодок, ближе к старости стал завсегдатаем пабов и в конце концов завязался с несколькими проектами, подпортившими его репутацию.

Антигравитационная машина Дэвида Хамела

В своей самопровозглашенной «невероятно истинной истории жизни», Дэвид Хамел утверждает, что является обычным плотником без формального образования, который был избран стать хранителем машины вечной энергии и космического аппарата, который с ее помощью должен работать. После встречи с инопланетянами с планеты Кладен, Хамел заявил, что получил информацию, которая должна изменить мир — если только люди ему поверят.

Хотя все это немного обескураживает, Хамел говорил, что его вечный двигатель использует те же энергии, что и пауки, прыгающие с одной паутинки на другую. Эти скалярные силы сводят на нет притяжение гравитации и позволяют создать аппарат, который позволит нам воссоединиться с нашими кладенскими родственниками, которые и снабдили Хамела нужной информацией.

Если верить Хамелу, он уже построил такое устройство. К сожалению, оно улетело.

Проработав 20 лет, чтобы построить свое межзвездное устройство и двигатель, используя серию магнитов, он наконец включил его, и произошло вот что. Исполнившись свечения красочных ионов, его антигравитационная машина поднялась в воздух и полетела над Тихим океаном. Чтобы избежать повторения этого трагического события, Хамел строит свою следующую машину из материалов потяжелее, вроде гранита.

Чтобы понять принципы, лежащие в основе этой технологии, Хамел говорит, что вам нужно смотреть на пирамиды, изучать некоторые запрещенные книги, принять присутствие невидимой энергии и представлять скаляры и ионосферу почти как молоко и сыр.

ПДД РФ, 1. Общие положения / КонсультантПлюс

ПДД РФ, 1. Общие положения

1.1. Настоящие Правила дорожного движения <*> устанавливают единый порядок дорожного движения на всей территории Российской Федерации. Другие нормативные акты, касающиеся дорожного движения, должны основываться на требованиях Правил и не противоречить им.

———————————

<*> В дальнейшем — Правила.

1.2. В Правилах используются следующие основные понятия и термины:

«Автомагистраль» — дорога, обозначенная знаком 5.1 <*> и имеющая для каждого направления движения проезжие части, отделенные друг от друга разделительной полосой (а при ее отсутствии — дорожным ограждением), без пересечений в одном уровне с другими дорогами, железнодорожными или трамвайными путями, пешеходными или велосипедными дорожками.

———————————

<*> Здесь и далее приводится нумерация дорожных знаков согласно Приложению 1.

«Автопоезд» — механическое транспортное средство, сцепленное с прицепом (прицепами).

«Велосипед» — транспортное средство, кроме инвалидных колясок, которое имеет по крайней мере два колеса и приводится в движение как правило мускульной энергией лиц, находящихся на этом транспортном средстве, в частности при помощи педалей или рукояток, и может также иметь электродвигатель номинальной максимальной мощностью в режиме длительной нагрузки, не превышающей 0,25 кВт, автоматически отключающийся на скорости более 25 км/ч.

«Велосипедист» — лицо, управляющее велосипедом.

«Велосипедная дорожка» — конструктивно отделенный от проезжей части и тротуара элемент дороги (либо отдельная дорога), предназначенный для движения велосипедистов и обозначенный знаком 4.4.1.

«Велосипедная зона» — территория, предназначенная для движения велосипедистов, начало и конец которой обозначены соответственно знаками 5.33.1 и 5.34.1.

«Водитель» — лицо, управляющее каким-либо транспортным средством, погонщик, ведущий по дороге вьючных, верховых животных или стадо. К водителю приравнивается обучающий вождению.

«Вынужденная остановка» — прекращение движения транспортного средства из-за его технической неисправности или опасности, создаваемой перевозимым грузом, состоянием водителя (пассажира) или появлением препятствия на дороге.

«Гибридный автомобиль» — транспортное средство, имеющее не менее 2 различных преобразователей энергии (двигателей) и 2 различных (бортовых) систем аккумулирования энергии для целей приведения в движение транспортного средства.

«Главная дорога» — дорога, обозначенная знаками 2.1,

машиностроение | Британника

машиностроение , отрасль машиностроения, занимающаяся проектированием, производством, установкой и эксплуатацией двигателей и машин, а также производственными процессами. Это особенно касается сил и движения.

История

Изобретение паровой машины во второй половине 18 века, которое стало ключевым источником энергии для промышленной революции, дало огромный импульс развитию машинного оборудования всех типов.В результате была разработана новая основная классификация машиностроения, связанная с инструментами и машинами, получившая официальное признание в 1847 году при основании Института инженеров-механиков в Бирмингеме, инж.

Подробнее по этой теме

История техники: Механические приспособления

Хотя и незначительные, но механические достижения греко-римских веков не оставались без внимания.В мире было одно из своих великих механических …

Машиностроение превратилось из практики механика в искусство, основанное в основном на пробах и ошибках, к применению профессиональным инженером научного метода в исследованиях, проектировании и производстве. Требование повышения эффективности постоянно повышает качество работы, ожидаемой от инженера-механика, и требует более высокого уровня образования и подготовки.

Машиностроительные функции

Можно назвать четыре функции инженера-механика, общие для всех отраслей машиностроения.Первый — это понимание основ механики и работа с ними. К ним относятся динамика, касающаяся отношения между силами и движением, например, в вибрации; автоматическое управление; термодинамика, имеющая дело с отношениями между различными формами тепла, энергии и мощности; поток жидкости; теплопередача; смазка; и свойства материалов.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Вторая — это последовательность исследований, проектирования и развития.Эта функция пытается внести изменения, необходимые для удовлетворения настоящих и будущих потребностей. Такая работа требует ясного понимания науки о механике, способности анализировать сложную систему на ее основные факторы, а также оригинальности для синтеза и изобретения.

В-третьих, это производство продукции и электроэнергии, которое включает в себя планирование, эксплуатацию и техническое обслуживание. Цель состоит в том, чтобы произвести максимальную ценность с минимальными инвестициями и затратами, поддерживая или повышая долгосрочную жизнеспособность и репутацию предприятия или учреждения.

Четвертая — координирующая функция инженера-механика, включая менеджмент, консалтинг и, в некоторых случаях, маркетинг.

В этих функциях наблюдается давняя тенденция к использованию научных вместо традиционных или интуитивных методов. Исследование операций, стоимостная инженерия и PABLA (анализ проблем с помощью логического подхода) — типичные названия таких рационализированных подходов. Однако творчество нельзя рационализировать. Способность сделать важный и неожиданный шаг, открывающий новые решения, остается в машиностроении, как и везде, в значительной степени личной и спонтанной характеристикой.

Отрасли машиностроения

Разработка станков для производства товаров

Узнайте, как мехатроника помогает инженерам создавать высокотехнологичные продукты, такие как промышленные роботы.

Узнайте, как мехатроника сочетает в себе знания и навыки механической, электрической и компьютерной инженерии для создания высокотехнологичных продуктов, таких как промышленные роботы.

© Университет Ньюкасла, факультет инженерии и искусственной среды благодаря Джереми Лей и Нику Паркеру из Light Creative (издательский партнер Britannica) Смотрите все видео к этой статье

Высокий уровень жизни в развитых странах многим обязан машиностроению.Инженер-механик изобретает машины для производства товаров и разрабатывает станки все большей точности и сложности для создания машин.

Основными направлениями развития машинного оборудования были увеличение скорости работы для достижения высоких темпов производства, повышение точности для получения качества и экономии продукта, а также минимизация эксплуатационных расходов. Эти три требования привели к развитию сложных систем управления.

Наиболее успешным производственным оборудованием является такое, в котором механическая конструкция машины тесно интегрирована с системой управления.Современная передаточная (конвейерная) линия для производства автомобильных двигателей — хороший пример механизации сложной серии производственных процессов. В настоящее время ведутся разработки по дальнейшей автоматизации производственного оборудования с использованием компьютеров для хранения и обработки огромного количества данных, необходимых для производства различных компонентов с помощью небольшого количества универсальных станков.

Разработка машин для производства силовых

Паровая машина предоставила первое практическое средство выработки энергии из тепла для пополнения старых источников энергии из мускулов, ветра и воды.Одной из первых задач, стоящих перед новой профессией машиностроителя, было повышение теплового КПД и мощности; это было сделано главным образом за счет разработки паровой турбины и связанных с ней больших паровых котлов. ХХ век стал свидетелем продолжающегося быстрого роста выходной мощности турбин для привода электрогенераторов, наряду с постоянным повышением теплового КПД и снижением капитальных затрат на киловатт больших электростанций. Наконец, инженеры-механики приобрели ядерную энергию, применение которой потребовало исключительных стандартов надежности и безопасности, включая решение совершенно новых проблем (см. Ядерная инженерия).

Инженер-механик также отвечает за гораздо меньшие по размерам двигатели внутреннего сгорания, как поршневые (бензиновые и дизельные), так и роторные (газотурбинные и двигатели Ванкеля), которые широко используются на транспорте. В области транспорта в целом, в воздухе и космосе, а также на суше и на море, инженер-механик создал оборудование и электростанцию, все больше сотрудничая с инженером-электриком, особенно в разработке подходящих систем управления.

Разработка боевого оружия

Навыки, применяемые на войне инженером-механиком, аналогичны навыкам, требуемым в гражданских приложениях, хотя их цель состоит в усилении разрушительной силы, а не в повышении творческой эффективности. Однако требования войны направили огромные ресурсы в технические области и привели к достижениям, которые имеют огромные преимущества в мире. Яркие примеры — реактивные самолеты и ядерные реакторы.

Первые усилия инженеров-механиков были направлены на управление средой обитания человека путем осушения и орошения земель и вентиляции шахт.Холодильное оборудование и кондиционирование воздуха являются примерами использования современных механических устройств для управления окружающей средой.

Многие продукты машиностроения вместе с технологическими разработками в других областях вызывают шум, загрязнение воды и воздуха, а также разрушение земель и ландшафтов. Скорость производства, как товаров, так и энергии, растет так быстро, что регенерация естественными силами уже не успевает за ними. Быстро развивающейся областью для инженеров-механиков и других специалистов является экологический контроль, включающий в себя разработку машин и процессов, которые будут производить меньше загрязняющих веществ, а также нового оборудования и методов, которые могут уменьшить или удалить уже образовавшееся загрязнение.

Джон Флитвуд Бейкер, Барон Бейкер Питер МакГрегор Росс Редакция Британской энциклопедии

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

• История техники: Механические приспособления

  Хотя и незначительные, но механические достижения греко-римских веков не оставались без внимания.В мире был один из величайших гениев механики в лице Архимеда, который изобрел замечательное оружие, чтобы защитить свои родные Сиракузы от римского вторжения, и применил свой мощный ум к таким…

• телеметрия: специальные приложения и методы.

  В машиностроении информация передается от внутренних первичных двигателей (например,g., электрические, газовые, паровые и дизельные двигатели) по различным типам радиоканалов с внешним приемником. Информация обычно включает температуру и давление.…

• паровой двигатель

  паровая машина, машина, использующая энергию пара для выполнения механической работы за счет тепла.Далее следует краткое описание паровых машин. Для полной обработки мощности и производства пара, а также паровых двигателей и турбин см. Преобразование энергии: паровые двигатели. В паровой машине горячий пар,…

Степень машиностроения (BS) | Политехнический университет Флориды

Бакалавр наук

Отель B.С. в области машиностроения сочетает в себе количественные, дизайнерские и технические знания с практическими навыками подготовки к одному из самых универсальных и востребованных в мире профессии. От наноразмерных инноваций в медицине до космических полетов будущего, инженеры-механики проектируют будущее.

Кафедра машиностроения предлагает комплексную учебную программу (обоснованный по основам математики и физики), который готовит вас к профессиональной работе или дальнейшее обучение в аспирантуре.Дизайн интегрирован в учебную программу. Вы получите опыт работы с компьютерным программным обеспечением и набором лабораторных инструментов, когда вы прогресс в направлении курсовой работы высшего уровня и годичного проекта для старших классов.

Почему Engineering + Design?

Великолепное машиностроение — особенно в мире такого множества потенциальных решений и выбор — продукты сочетаются с пользовательским опытом владения, эксплуатации и использования продукт.Вот почему Florida Poly привносит дизайн во все четыре года обучения. опыт.

Продвинутые темы

Студенты могут разработать свою собственную концентрацию из четырех курсов в рамках основной об их личных академических и профессиональных занятиях.Это уникальное сочетание курсов работает совместно с другими совместными и внеклассными мероприятиями, включая исследования опыт, стажировки и широкий спектр возможностей в наших студенческих организациях. Продвинутые темы предлагают студентам гибкость в выборе учебной программы, с которой он растет. их меняющиеся интересы, поскольку они с нетерпением ждут окончания, аспирантуры и их профессиональные усилия.

Аэрокосмическая промышленность

Aerospace специализируется на отраслях, в которых инженеры проектируют или строят самолеты, ракеты и системы национальной обороны или космические корабли.Дополнение вашего общего принципы машиностроения, вы изучаете такие предметы, как двигательная установка, устойчивость и управление, конструкции, механика и аэродинамика, которые изучают, как воздух взаимодействует с движущимися объектами. Когда вы смотрите вперед, это дает вам дополнительные курсы для поиска вариантов карьеры в аэрокосмических компаниях, таких как NASA, Lockheed Martin, Northrup Grumman, Draken и др., и может вызвать интерес к исследованиям в бакалавриате и повышение квалификации в аспирантуре

Аэродинамика и механика жидкости, структурная динамика и аэроупругость, космическая техника

Материалы и передовое производство

Область материалов и передового производства фокусируется на инженерных композитах. материалы с уникальными возможностями, повышающими безопасность, эффективность и универсальность.Разработка новых интеллектуальных материалов и систем имеет большое значение для защиты, аэрокосмическая, энергетическая и полупроводниковая промышленность. Эта концентрация даст вам прочная основа в производстве, описании, моделировании и прототипировании таких материалов.

Дизайн, синтез и характеристика материалов

Механические и тепловые системы

Центральная Флорида (а также штат в целом) является домом для нескольких компаний и фирмы, поддерживающие переработку сельскохозяйственной продукции, горнодобывающую промышленность, производство электроэнергии и экологическое / экологическое строительство. отрасли.Общие темы или темы в этих отраслях — потребность в больших машины для передачи больших механических сил, работают под высоким давлением внутри термодинамический цикл, преобразование энергии и / или нагрев или охлаждение в экстремальных / полуэкстремальных условиях среды. Студент будет развивать свои основные курсы машиностроения. с упором на более конкретные темы в традиционных областях машиностроения включая отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC), производство компьютеров и управление, преобразование энергии и устойчивость, и принципы турбомашинного оборудования.

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, производство компьютеров и управление

Исследование операций

Исследование операций сосредоточено на моделировании и решении проблем эффективности операций, а также прогнозирование и демонстрация увеличения добавленной стоимости, например, экономии затрат.Профессионалов с опытом в этой области часто встречаются в средах со сложными операциями например, порты и верфи, где они несут ответственность за управление и улучшение движения поток. Если вам нравится решать проблемы рабочего процесса и разрабатывать эффективные системы, тогда это концентрация для вас.

Почти каждое изменение в бизнесе, науке и технике связано с инженерами-механиками.Работа очень индивидуальна и гибка, потому что она очень обширна. Это означает безопасность работы и профессиональные вызовы для тех, кто хочет сохранить свои знания и навыки свежие и актуальные.

Работа Outlook

The U.S. Министерство труда ожидает, что наем инженеров-механиков будет с 2016 по 2026 год вырастет на 9 процентов. Более высокие темпы роста ожидаются в таких областях, как:

• Интернет вещей
• Автомобильное проектирование
• Приложения для биоинженерии
• Конструкция машин и современные материалы
• Альтернативная энергия

Рост рабочих мест

Машиностроение входит в число топ-50 профессий с наибольшим количеством вакансий, требующих степени бакалавра.

В Florida Poly мы обучаем следующее поколение лидеров STEM.

76 долл. США

Миллиард — ожидается, что к 2020 году рынок нанотехнологий достигнет 80 миллиардов долларов.

210 долл. США

Миллион недавних инвестиций в многофункциональные материалы.

6%

увеличение числа инженерных рабочих мест в период с 2010 по 2020 год.

Навиндра Виджеератне

Адъюнкт-профессор

У нас есть активное студенческое сообщество с более чем 35 клубами, основанный на конкретных академических интересах, профессиональном развитии и деятельности ради забавы.

Purple Fire Robotics

Студенты сосредотачиваются на создании Combat, VEX и другой робототехнике и участвуют в соревнованиях по всему региону и по всей стране. Фиолетовый Команда Fire Robotics приглашает к участию студентов любого уровня подготовки.

ASTRO Club

Клуб ASTRO стремится предоставить студентам среду, в которой студенты могут применять теоретические знания. знания, полученные в классе, для физических проектов, связанных с космосом.

Мы здесь, чтобы предоставить вам ресурсы для получения стажировки вашей мечты и совместной работы преподавателей новаторских исследований и развития лидерских навыков, чтобы выделиться на рабочем месте.

Стажировки — важная часть подготовки к успеху после колледжа и являются обязательным условием для получения высшего образования.

Проводить исследования вместе с преподавателями, которые улучшают жизнь и меняют бизнес, с воздействием, варьирующимся от местного сообщества Лейкленда до дальнего космоса.

Мы понимаем важность подготовки и стремимся к вашему успеху. здесь и за его пределами.Вот почему у нас есть ресурсы, чтобы поддержать вас в продолжении вашей карьеры. разработка.

Развернуть всеСвернуть все

Общее образование

Ваше будущее как надежного инженера и уверенного решателя проблем начинается с некоторыми необходимыми навыками.Ваши общеобразовательные курсы дают вам:

• Навыки критического мышления … чтобы вы могли как приводить аргументированные аргументы, так и следовать им, и развить привычки организованного мышления и рационального анализа.
• Навыки общения… чтобы вы могли переводить мысли в слова (устные и письменные) и сделать сложное простым.
• Знакомство с искусством / гуманитарными и социальными / поведенческими науками… чтобы вы видели все проблемы в их более широком человеческом контексте.
• Mathematical Reasoning … чтобы вы нашли количественную нить, соединяющую все научные изыскания.
• Scientific Reasoning… чтобы вы могли применить научный метод к явлению большого и маленький.

Наверх Крупный

Ваш B.S. в области машиностроения требует 120 кредитов — обычно 15 кредитов за восемь семестров. Вы получите 12 общеобразовательных кредиты (Искусство / гуманитарные и социальные науки).

Вернуться наверх План обучения

Щелкните здесь, чтобы увидеть полный план обучения для B.С. в машиностроении.

Вернуться наверх Описание программы

Щелкните здесь, чтобы просмотреть полное описание программы для B.S. в машиностроении.

Вернуться наверх Планировщик учёных степеней Нажмите здесь, чтобы получить полный план степени для B.С. в машиностроении. Вернуться наверх Цели профессионального образования

Наша строгая программа обучения машиностроению позволяет выпускникам Флоридского политехнического университета:

1. Применение фундаментальных концепций математики, естественных наук, технологий и машиностроения для решения реальных проблем социального, глобального, экологического и экономического характера.
2. Добейтесь профессионального успеха, работая в сотрудничестве с многопрофильными командами / группами клиентов. использование технических знаний, коммуникативных способностей и лидерских качеств.
3. Станьте адаптивными и независимыми профессионалами, повышающими свое профессиональное образование благодаря отраслевому обучению и ученым степеням с предпринимательским духом, и этическая ответственность перед собой и обществом.

Наверх

Хочешь быть Фениксом? Свяжитесь с приемной комиссией.

ученых степеней в области машиностроения | Лучшие университеты

Что покрывают ученые степени в области машиностроения?

Как следует из приведенного выше списка, степени в области машиностроения предлагают широкий спектр специальностей на выбор, с разнообразными возможностями внести свой вклад в следующий этап развития современных технологий.На уровне бакалавриата студенты начнут с введения в ключевые темы машиностроения , такие как статика и динамика, термодинамика, гидродинамика, анализ напряжений, механическое проектирование и технический рисунок. По мере продвижения курса должно появиться больше возможностей для специализации в конкретной области, в которой применяются навыков машиностроения , таких как дизайн транспортных средств, робототехника, нанотехнологии или энергетика.

Между темами машиностроения и другими инженерными областями, особенно гражданским и строительным проектированием, электротехникой и авиационной техникой, много общего.Ожидается, что соискатели всех инженерных степеней будут обладать сильным опытом в области математики и физики, которые обеспечивают базовые основы для большинства навыков машиностроения.

Требования к поступающим для получения степени в области машиностроения

Требования к поступающим будут различаться в зависимости от учебного заведения. Тем не менее, все университеты будут ожидать, что те, кто подает заявку на получение степени инженера-механика, будут иметь сильную академическую подготовку в области математики и физики, а также другие науки, такие как химия, также полезны.Если у вас нет необходимых оценок, некоторые университеты предлагают вариант пройти год обучения, цель которого — предоставить вам знания, необходимые для получения степени бакалавра.

Структура курса и методы оценки

Степень машиностроения обычно длится три или четыре года на уровне бакалавриата и один или два года на уровне магистра. По окончании обучения выпускники получают квалификацию BEng или MEng. Обучение, как правило, состоит из лекций и семинаров с обязательными вводными курсами, которые проходят в течение первой части степени, с последующими возможностями выбора специализации и проведения независимой или групповой проектной работы.Оценка, вероятно, будет проводиться посредством письменных экзаменов, презентаций и исследовательских проектов.

Откройте для себя лучшие университеты мира для машиностроения

Машиностроительные темы

Степень

в области машиностроения обычно начинается с ознакомления студентов с ключевыми темами в области машиностроения, такими как статика и динамика, термодинамика, гидродинамика, анализ напряжений, механическое проектирование и технический рисунок. Изучив основы, вы можете выбрать одну из следующих областей для своей специализации.

Транспортные системы

Инженеры-механики активно участвуют в проектировании, усовершенствовании и разработке транспортных систем , включая системы, которые работают на дороге, железной дороге, воде и в воздухе. Студенты могут выбрать специализацию на определенном виде транспорта, а также должны узнать о текущих проблемах и областях, требующих улучшения, новых технологиях, связанных с ними экологических проблемах и стратегиях транспортного планирования.

Производство

Производство — еще одна важная область для инженеров-механиков, которые занимаются проектированием и эксплуатацией оборудования, используемого в промышленных производственных линиях.Эта специализация будет включать изучение различных производственных процессов, интеграцию оборудования с компьютерными системами и применение методологии проектирования для разработки новых решений.

Сгорание

Третий важный сектор, в котором участвуют инженеры-механики, — это горение — процесс сжигания чего-либо. Студенты узнают об использовании сжигания в различных секторах, включая производство энергии, отопление и освещение, удаление отходов, двигатели и производство.Студенты-механики сосредоточатся на проектировании и работе механических систем, используемых для облегчения и передачи энергии, генерируемой различными типами реакции горения.

Нанотехнологии

Нанотехнологии занимается разработкой новых устройств и структур, размер которых намного меньше 1 микрона. Исследования и разработки в этой области привлекают крупные инвестиции во многих секторах, в ключевых областях, включая наноэлектромеханические устройства (NEMS), наноразмерные материалы, молекулярное производство, квантовые вычисления, наномедицину, наноэлектронику и молекулярную биологию.

Робототехника

Робототехника объединяет дисциплины, включая электронику, мехатронику и моделирование в реальном времени, для разработки все более сложных роботов — машин, управляемых электронным и компьютерным программированием — и систем, с помощью которых можно управлять ими и автоматизировать их. Специализация в этой области может привести к карьере инженера-механика в таких секторах, как виртуальная реальность и искусственный интеллект; изготовление, сборка и обработка; защита; коммуникации и изображения; и медицинская робототехника.

Есть много других возможных специальностей в области машиностроения, многие из которых связаны со смежной областью обучения. Примеры включают биомедицинскую инженерию, вычислительную инженерию, материаловедение, преобразование энергии, сварку и соединение. Другие темы машиностроения, обычно включаемые в университетские курсы, включают оценку рисков и контроль качества, разработку продуктов и управление проектами, чтобы дополнительно подготовить студентов к профессиональным ролям.

Откройте для себя лучшие университеты мира для машиностроения

Карьера в машиностроении

Карьера в машиностроении охватывает множество различных секторов общества, включая транспорт, производство и промышленность, здравоохранение, пищевую промышленность, связь и средства массовой информации, производство энергии и оборону.В каждом из этих секторов доступны разные типы ролей, включая исследования, разработку продукции, контроль качества и техническое обслуживание.

Карьера в машиностроении в авиации

Aeronautics включает в себя разработку и производство летательных аппаратов, а также методы эксплуатации самолетов и ракет в атмосфере. Выпускники машиностроения, которые будут работать в авиастроении, могут стать специализированными аэрокосмическими инженерами, внося свой вклад в проектирование и строительство новых самолетов и космических кораблей, включая ракеты и ракеты.

Карьера в сфере машиностроения в сфере железнодорожного транспорта

Если вы хотите специализироваться на железнодорожном транспорте, вы, скорее всего, будете работать техником-железнодорожником. Это означает, что вы будете помогать проектировать, строить и / или обслуживать механические и электрические системы, используемые в двигателях поездов и других типах подвижного состава. Вам могут быть поручены проверки технического обслуживания и испытания механических систем или сосредоточиться на разработке новых двигателей, кареток и деталей.

Карьера в машиностроении в автомобильной отрасли

Автомобильный сектор включает разработку и производство новых дорожных транспортных средств, включая легковые автомобили, грузовики, мотоциклы и автобусы.Как автомобильный инженер, вы можете сосредоточиться на исследованиях и разработках, проектировании, производственных процессах или испытаниях. Скорее всего, вы специализируетесь в определенной области автомобильной техники, например в выхлопных системах или проектировании конструкций.

Карьера в сфере машиностроения в сфере технологий здравоохранения

Healthcare — еще один популярный выбор для многих выпускников машиностроения. Если вы решите сделать карьеру в этой отрасли, у вас будет возможность участвовать в разработке и совершенствовании передовых технологий, используемых в здравоохранении.Опять же, здесь роли могут быть сосредоточены на исследованиях и разработках, проектировании, тестировании или обслуживании.

Карьера в сфере машиностроения в обороне

Имея степень инженера-механика, вы также будете востребованы в вооруженных силах, участвуя в проектировании, строительстве и ремонте военной техники и оборудования. Как штатный инженер, вы бы специализировались на повседневном управлении инженерными операциями. На официальном уровне у вас будет более стратегическая роль, включая планирование, исследование и разработку новых идей, а также оптимизацию методов управления.

Карьера в области машиностроения в области робототехники

Как инженер-робототехник вы можете работать в сельскохозяйственной, военной, медицинской и производственной отраслях, среди прочего, придумывая новые способы использования роботов, конструируя улучшенных роботов для существующих систем или ремонтируя и обслуживая промышленных роботов. В области робототехники легко найти практическую техническую работу, но есть также много возможностей занять более изобретательную роль на экспериментальной арене.

Карьера в сфере машиностроения в консалтинге

Более опытные инженеры-механики могут выбрать себе роль консультанта, работая либо как часть консалтинговой компании, либо как независимый подрядчик.Это означает возможность работать над множеством разных проектов в разных типах организаций, давать советы экспертов и, возможно, также брать на себя обязанности по управлению проектами.

Другие отрасли, предлагающие множество ролей для инженеров-механиков, включают фармацевтику, морской транспорт, электронику, строительство, разработку новых материалов, энергетику, химическую промышленность и широкий спектр производственных секторов. Между тем, некоторые выпускники машиностроения предпочтут применить свои навыки машиностроения в менее связанных профессиях.Сильные математические, технические, аналитические навыки и навыки решения проблем, приобретенные во время получения степени в области машиностроения, являются хорошей подготовкой к работе во всем, от ИТ-поддержки до финансового консультирования.

См. Полный список предметных руководств по инженерным наукам и технологиям

Сферы интересов в машиностроении

Сферы интересов включают:

Эта область исследований основана на основах механики жидкостей и их широком спектре приложений в биомедицинской и инженерной областях.Области текущих исследований включают кровообращение в организме и его потенциальную роль в регуляции нормальной физиологической функции и в развитии заболеваний; подземные воды и атмосферные потоки и их последствия для переноса загрязнителей и экологических проблем; аэродинамическое обтекание транспортных средств и его влияние на характеристики транспортных средств; и поток в двигателях внутреннего сгорания и других энергетических системах с учетом эффективности и воздействия на окружающую среду. Эти области исследуются как экспериментально, так и расчетно.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы могут относиться или не соответствовать основным требованиям; уточняйте у главного консультанта): Aerospace Science and Engineering 138; Инженерное дело 160; Химическая инженерия 161A, 161B; Гражданская и экологическая инженерия 144, 149; Машиностроение 161, 163.

Сжигание широко используется для производства энергии, приведения в движение, отопления и удаления отходов, а также для многих других применений. Инженеры-механики часто принимают активное участие в проектировании систем сгорания (двигателей внутреннего сгорания, газовых турбин, печей и т. Д.).) и касаются различных аспектов сжигания, от повышения эффективности до снижения выбросов загрязняющих веществ. Эта область интересов предназначена для тех, кто хотел бы работать в областях, в которых используется сжигание, или связанных с загрязнением, связанным с сжиганием. В связи с тем, что в настоящее время все большее внимание уделяется сокращению выбросов загрязняющих веществ при сохранении или повышении эффективности, инженеры-механики становятся все более важными в проектировании и улучшении систем сжигания.

Программа обучения фокусируется на основных аспектах горения, таких как свойства пламени и топлива, а также загрязнение; применение горения в практических системах, таких как двигатели и горелки; проектирование и оптимизация систем, использующих горение; и экологические соображения, такие как образование, контроль, перенос и воздействие загрязнения.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы могут относиться или не относиться к основным требованиям; уточняйте у главного консультанта): Машиностроение 161, 163; Гражданское и экологическое строительство 149, 150.

Конструкция наземных транспортных средств — это аспект машиностроения, в котором упор делается на разработку более экологически безопасных транспортных средств, которые могут обеспечивать транспортировку при меньших ресурсах. Инновации в этой области требуют компетентности в динамике транспортных средств, концепциях силовых установок и двигателей, управлении передачей мощности и создании легких промышленных конструкций и систем.Исследователи в этой области также изучают энергетические системы, работающие на альтернативном топливе, включая электрические приводы.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы могут соответствовать или не соответствовать основным требованиям; уточняйте у главного консультанта): Aerospace Science and Engineering 127, 129; Гражданская и экологическая инженерия 130, 149, 163; Инженерное дело 122, 160; Машиностроение 121, 134, 139, 152.

Эта область интересов подчеркивает основы теплопередачи и термодинамики и их применение в проектировании передовых инженерных систем.Цель этой программы обучения — представить фундаментальные процессы теплопередачи и термодинамики в сложных инженерных системах, чтобы сделать возможным более эффективные, рентабельные и надежные конструкции с меньшим загрязнением окружающей среды и меньшим воздействием. Понимание теплообмена и термодинамики требуется для проектирования эффективных и рентабельных систем для выработки электроэнергии (включая передовые системы преобразования энергии), силовых установок (включая двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины), теплообменников, промышленных процессов, нефтепереработки и химической обработки. .Эта область интересов важна для многих отраслей — аэрокосмической, оборонной, автомобильной, металлургической, стеклянной, бумажной и пластмассовой, а также для теплового проектирования электронных и компьютерных корпусов.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы утверждены в соответствии с требованиями по ограниченному выбору): Аэрокосмическая наука и инженерия 138; Машиностроение 161, 163, 164.

Производство — это процесс преобразования сырья в продукцию. Основным направлением деятельности инженеров-механиков является изучение и работа с различными методами и технологиями производства, интеграция творческого проектирования в реальные готовые изделия.Производственная программа обеспечивает практический опыт использования современных компьютерных интегрированных процессов и методов производства. Лаборатории оснащены современным производственным оборудованием для традиционной и нетрадиционной обработки, трехмерных измерений и литья пластмасс под давлением. Программа также делает упор на компьютерно-ориентированное производство. Инженер-технолог будет иметь солидный опыт в производственных процессах и системах, а также в области статистики, проектирования, управления и применения микропроцессоров.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы могут или не могут относиться к основным требованиям; уточняйте у главного консультанта): Биомедицинская инженерия 118; Электротехника и вычислительная техника 160; Материаловедение и инженерия 180, 181; Машиностроение 150Б, 151, 154.

Создание и улучшение продуктов, процессов или систем, которые по своей природе являются механическими, являются основной деятельностью профессионального инженера-механика. Механическое проектирование включает разработку продукта от создания концепции до детального проектирования, выбор и планирование производственного процесса, контроль и обеспечение качества, а также рассмотрение жизненного цикла.Решение основных социальных проблем, таких как загрязнение окружающей среды, нехватка энергии и отсутствие общественного транспорта и сырья, будет во многом зависеть от способности инженера создавать новые типы машин и механических систем. Инженер-конструктор должен иметь солидный и относительно широкий опыт в фундаментальных физических и технических науках и уметь решать самые разные задачи. Помимо технической компетенции конструкторы-механики должны уметь учитывать социально-экономические последствия проекта и его возможное влияние на окружающую среду, а также его безопасность, надежность и экономичность.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы могут соответствовать или не соответствовать основным требованиям; уточняйте у главного консультанта): Aerospace Science and Engineering 133; Биологическая системная инженерия 114, 120, 165; Биомедицинская инженерия 118; Инженерное дело 122, 160; Материаловедение и инженерия 180, 181, 182; Машиностроение 121, 134, 139, 150B, 151, 152, 154, 161, 163.

Инженеры

все больше озабочены производительностью интегрированных динамических систем, в которых невозможно оптимизировать составные части без учета всей системы.Специалисты по системной динамике и контролю изучают моделирование, анализ и симуляцию всех типов динамических систем и использование методов автоматического управления для изменения динамических характеристик систем полезными способами. Эта программа подчеркивает физические системы, которые тесно связаны с машиностроением, но методы изучения этих систем применимы к социальным, экономическим и другим динамическим системам.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы могут относиться или не соответствовать основным требованиям; уточняйте у главного консультанта): Aerospace Science and Engineering 129, 141; Электротехника и вычислительная техника 160; Engineering 122; Машиностроение 121, 134, 139, 152.

Важным аспектом машиностроения является планирование, проектирование и эксплуатация транспортных систем. Поскольку общество осознает возрастающую важность оптимизации транспортных систем для минимизации ухудшения состояния окружающей среды и расхода энергии, инженерам необходимо будет рассмотреть основные инновации в способах передвижения людей и товаров. Эти нововведения потребуют знаний в области динамики, движения и управления транспортных средств, а также понимания проблем, вызываемых современными видами транспорта.

Предлагаемые курсы (ПРИМЕЧАНИЕ: курсы могут соответствовать или не соответствовать основным требованиям; уточняйте у главного консультанта): Aerospace Science and Engineering 127, 129; Биологическая системная инженерия 114, 120; Гражданская и экологическая инженерия 131, 149, 161, 163, 165; Инженерное дело 122, 160; Машиностроение 134, 150B, 161, 163.

Технологии машиностроения | SUNY Broome

Программная миссия

Миссия программы «Технологии машиностроения» состоит в том, чтобы подготовить студентов к карьере инженеров с дипломом A.В КАЧЕСТВЕ. степень и / или перевод на программу бакалавриата инженерных технологий. В программе используются небольшие классы, чтобы обеспечить качественное обучение фундаментальным теоретическим концепциям технологии машиностроения, а также обширную практическую практику этих концепций в современных лабораторных условиях. Наши преподаватели гордятся тем, что работают с работодателями и четырехлетними колледжами, чтобы постоянно улучшать программу и поддерживать аккредитацию ABET.

Результаты обучения по программе

Выпускники программы «Технология машиностроения» продемонстрируют:

• Технические возможности, при значительной независимости, производить, анализировать и испытывать механические компоненты и системы.
• Техническая возможность участвовать в проектировании механических компонентов и систем.
• Готовность и социальные навыки, необходимые для коллективного достижения организационных целей.
• Возможность продолжить образование и успешно получить степень бакалавра.
• Понимание взаимоотношений выпускника, организации и общества, а также понимание вопросов, влияющих на эти отношения.

---

Программа «Технология машиностроения» в SUNY Broome специально разработана для подготовки студентов по прикладным аспектам инженерии.Технология машиностроения — важная часть любой области машиностроения. Это требует применения научных и инженерных знаний и методов в сочетании с практическими техническими навыками в поддержку инженерной деятельности.

Программа Акценты:

• Производственные процессы
• Механический чертеж и дизайн — CAD
• Механика жидкостей и термодинамика
• Гарантия качества

Постоянное стремление к более быстрым и экономичным методам производства, более реалистичным системам и потребность в новых, чистых и стабильных источниках энергии вызвали постоянный спрос на инженеров-машиностроителей с высокой степенью технической компетентности.

---

Примечания к программе

Для того, чтобы учащиеся закончили учебную программу за два года, необходима надлежащая подготовка к старшей школе. Если у вас есть курсы уровня колледжа, вы прошли Project Lead the Way или BOCES в средней школе, или у вас есть военные курсы, курсы могут быть приняты для получения кредита SUNY Broome. Для желающих поступить на программу, не имеющих необходимого математического образования, SUNY Broome также предлагает необходимые подготовительные курсы.

---

Загрузка …

Требования к курсу

---

Двигатель успеха: Тиффани переключает передачу с инструктора по гонкам на будущего инженера Прочитать историю Тиффани Блокнот, полный идей: Стефани стремится к будущему в области машиностроения. Прочитать всю историю

---

Возможности передачи

• Недавние выпускники работали в таких областях, как разработка процессов, проектирование продукции, контроль качества, анализ надежности, теплоэнергетика, технические продажи, закупки или разработка продукции.
• Возможности трудоустройства существуют как на региональном, так и на национальном уровне, со стартовой зарплатой для выпускников в среднем более 30 000 долларов в год.
• Выпускники с минимальным средним баллом 2,5 могут получить полный двухлетний перевод кредита на соответствие требованиям степени бакалавра технологий.

Машиностроительный факультет | Университет штата Южная Дакота

Добро пожаловать!

Программа «Машиностроение» в Государственном университете Южной Дакоты предлагает программы обучения, ведущие к различным профессиям в сложной и полезной профессии.Инженеры-механики разрабатывают способы безопасного и устойчивого использования материалов и сил природы на благо человечества. Они полагаются на знания математических и естественных наук, полученные в результате учебы, опыта и практики.

Мы рекомендуем вам изучить ссылки в меню навигации, чтобы узнать больше о нас и наших программах. Предлагаемые степени включают бакалавра наук (B.S.), магистра наук (MS) и доктора философии (Ph.D.).

Машиностроение (Б.S.) в Государственном университете Южной Дакоты аккредитована Комиссией по технической аккредитации ABET, https://www.abet.org. Члены нашего факультета нацелены на то, чтобы помочь студентам в полной мере раскрыть свой потенциал как творческих и эффективных лиц, решающих проблемы, и лидеров. Помимо работы в классе, наши преподаватели участвуют в широком спектре исследовательской деятельности. Текущие проекты включают:

• Биомедицинские приложения
• Разработка биоматериалов
• Вычислительная гидродинамика и высокопроизводительное компьютерное моделирование и симуляция
• Новые технологии изготовления, включая аддитивное производство (3D-печать)
• Методы характеристики свойств материалов
• Управление полетом для летательных аппаратов и космических аппаратов
• Развитие возобновляемых источников энергии
• Разработка и применение новых материалов
• Робототехника и автономные системы
• Разработка передовых устройств теплопередачи
• Повышение энергоэффективности процесса

Наши студенты имеют возможность участвовать во многих этих проектов, а также других инженерных проектов, спонсируемых отраслями и агентствами по всему региону.Студенты получают опыт благодаря дизайн-проектам, реализуемым в рамках учебной программы, а также многочисленным возможностям стажировки. Данные о зачислении и выпускниках ABET факультета машиностроения можно найти по адресу: https://www.sdstate.edu/jerome-j-lohr-engineering/abet-enrollment-and-graduation-data.

Что такое двигатель? Какие бывают его типы?

Двигатель — это сердце автомобиля. Это устройство, преобразующее химическую энергию топлива в механическую энергию, которая используется для привода транспортного средства.По сути, это устройство, производящее энергию. В автомобилях используются двигатели внутреннего сгорания (IC). Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сгорание (сжигание топлива) происходит внутри цилиндра, и он внезапно создает силу высокого давления. Эта создаваемая сила давления используется для приведения в движение транспортного средства или вращения колеса с помощью какого-либо механизма.

Двигатель внутреннего сгорания можно классифицировать, как указано ниже —

В соответствии с конструкцией двигателя:

1.Поршневой двигатель (поршневой двигатель)

В поршневом двигателе сила давления создается за счет сгорания, действующего на поршень (устройство, которое может совершать возвратно-поступательное движение внутри цилиндра), и оно передает силу давления на коленчатый вал с помощью шатун. Так коленчатый вал начинает вращаться и вращает колесо автомобиля.

2. Роторный двигатель (двигатель Ванкеля)

В роторном двигателе есть ротор, который может свободно вращаться. Сила давления, создаваемая сгоранием топлива, действует на этот ротор, поэтому ротор вращается и начинает вращать колесо транспортного средства.

В соответствии с использованием топлива:

1. Дизельный двигатель (двигатель с воспламенением от сжатия)

В дизельном двигателе в качестве топлива используется дизельное топливо. Он также известен как C.I. двигатель, потому что нет никакого дополнительного оборудования для сжигания топлива. Горение топлива начинается из-за повышения температуры при сжатии воздуха.

2. Бензиновый двигатель (двигатель с искровым зажиганием)

В бензиновом двигателе в качестве топлива используется бензин. Он также известен как двигатель S.I., потому что в нем топливо сжигается за счет искры, генерируемой внутри цилиндра каким-либо дополнительным оборудованием (свечой зажигания).

Читайте также:

В соответствии с ходом:

1. Двухтактный двигатель:

В двухтактном двигателе коленчатый вал вращается на один оборот за один раз, когда сгорает топливо.

2. Четырехтактный двигатель:

В четырехтактном двигателе коленчатый вал совершает два оборота за один раз, когда сжигается топливо.

3. Шеститактный двигатель:

В шеститактном двигателе коленчатый вал совершает три оборота за один раз, когда сжигается топливо.

По количеству цилиндров:

1.Одноцилиндровый двигатель:

Двигатель имеет только один цилиндр и поршень, соединенный с коленчатым валом. Этот двигатель используется в легких транспортных средствах (обычно в двухколесных автомобилях), таких как мотоциклы, скутеры и т. Д.,

2. Многоцилиндровый двигатель:

В этом типе двигателя более одного цилиндра и поршня соединены с коленчатым валом. использовал. Многоцилиндровые двигатели используются там, где требуется большая мощность. Он в основном используется в тяжелых транспортных средствах, таких как автомобили, автобусы, грузовики и т. Д.

В соответствии с расположением цилиндра:

1.Рядный двигатель

Цилиндры расположены по прямой линии один за другим по длине коленчатого вала.

2. V-образный двигатель

Двигатель с двумя цилиндрами, наклоненными под углом друг к другу, и с одним коленчатым валом, образующим V-образную форму, известный как V-образный двигатель.

3. Двигатель с оппозитными цилиндрами

Двигатель с двумя рядами цилиндров, расположенными напротив друг друга на одном коленчатом валу (двигатель V-образного типа с углом между рядами 180 градусов).