模型的太阳能发动机。绘图、说明

模型用太阳能电机。给建模者的提示

在制作模型时（无论是船舶模型还是飞机模型），年轻设计师必须解决许多问题，其中之一就是要安装什么发动机。最简单的是机械式，由拉伸橡皮筋或扭曲钢弹簧的能量提供动力。由化学源（电池或蓄电池）驱动的微型电动机和微型内燃机是更复杂的设计。

除了优点之外，这些驱动器也都有缺点。事实上，每次模型停止时，使用拉伸橡胶或扭转弹簧能量的发动机都必须重新启动。电动机也可以短时间工作。电池或蓄电池耗尽，模型停止。内燃机需要更多的关注。一切都归结为燃料。如果有燃料，模型就会移动，如果没有，就会停止。

但还有另一种可能已经被遗忘的驱动模型的方法。它不需要任何机械能量储存，不需要化学来源，不需要汽油。

在炎热的天气里，直射阳光会加热土壤表面、房屋屋顶和道路沥青。看不见的热射线加热空气和水，而这一切就在我们身边。可以驱动各种机制的能量。

今天我们提供熟悉三种不同寻常的引擎。

在不消耗燃料的情况下，它们每个都可以产生有用的功。但不要以为它们是永动机。他们表现出色的秘诀很简单。轴通过太阳光线的能量旋转。与大多数已知的太阳能装置不同，在大多数已知的太阳能装置中，太阳能仅在中间装置的帮助下转换成机械能，在这些发动机中，光旋转转换循环在一个装置中进行。

让我们考虑一下最简单的太阳能发动机，其设计是由发明家 D. Pasechnyuk 提出的。看图片。外部漆成黑色的圆柱形容器安装在刚性支架上。在端部切有不同直径的孔。在内部较大孔的一侧，插入了带有两个多叶轮的转子。它们中的叶片以相同的方向和相同的角度倾斜。转子轴在轴承上旋转。

模型用太阳能电机

这就是 Pasechnyuk 发动机的工作原理。太阳光线落在容器的黑色表面上，加热容器内的空气。容器中的压力增加，并且它从内部均匀地作用在两个轮子上。

但车轮的直径不同。因此，大轮的扭矩将大于小轮的扭矩。大轮子的叶片，让人想起风扇叶片，将开始不断地从容器中抽出一些热空气。但大自然不允许真空，因此同时，大气中的冷空气会通过小轮被吸入容器中。它会在内部加热并再次出来，但从另一端出来。这就是这种无燃料发动机的工作原理，就像风扇一样。

你可以很快地制造出这样的发动机。容量为4-5升的锡罐（例如番茄酱）适合作为容器。小心地在底部切一个直径为 60-80 毫米的孔。取出罐子里的东西。彻底冲洗内壁。在另一个底部，切一个直径30-40毫米的孔。用黑色油漆给罐子涂漆。取一根直铜管。将锡刀片焊接到上面。将带有叶片的转子插入容器内。将轴承放在其上并将其固定到支架上。发动机已准备就绪。

该发动机由 T. Burov 设计，效率为略高于 D. Pasechnyuk 的发动机。它使用水而不是空气作为工作物质。看图片。其工作原理是基于水蒸气在加热和冷却的影响下弹性的变化。考虑一个由两个通过管道相互连接的罐组成的封闭系统。例如，最上面的那个。在这里，一个罐子处于屏幕保护下的阴凉处，另一个罐子则受到太阳光线的照射。光线加热了墙壁的黑色表面。罐子里的水温升高。水开始蒸发，罐内的压力增加。根据连通管定律，加热罐和冷罐中的压力将趋于平衡。在过压的影响下，来自加热罐的部分液体将被迫通过管道进入冷罐。容器中水的重新分配将导致不平衡状态，其中转子的左侧比右侧重。转子将开始旋转。

模型用太阳能电机

这种发动机也可以由废料制成。以锡罐为例，炼乳。在侧面打一个洞。沥干内容物并冲洗罐子。在另一侧再打一个孔。然后取350毫米长的铜管。从两端钻孔，长度为 60 毫米。将管子中间弯曲并将末端插入罐子中。用厚厚的焊料层小心地焊接管子与罐的入口和出口点。将罐子涂成黑色。通过管子的开口端之一将 400 cm3 的水倒入罐子中。使用钢丝钳压紧管子的端部并焊接压平的接头。

转子由三到四对以这种方式连接的罐体组装而成。将弯曲点焊接到铜轴上。在顶部放置一个保护纸板屏幕。发动机已准备好工作。

设置转子的旋转轴，使太阳光线照亮位于右侧的所有罐子的表面。转子将开始逆时针旋转。

要调整阴影，可以使屏幕旋转并倾斜放置，如图所示。这将提高发动机性能。通过将屏幕移动到一侧或另一侧，您可以改变转子的旋转方向。

如果采用大容量铁罐的两排甚至三排设计，T. Burov的发动机的功率可以显着增加。罐子的放置位置必须使每个罐子（当然，在未覆盖的一侧）都受到太阳光线的均匀加热。

与已经讨论的两个太阳能发动机不同，最后一个，第三个，效率更高。他的项目是由美国科学家提出的。

该发动机的工作原理类似于内燃机的工作原理。它既有气缸又有活塞，但只有工作活塞上方的上腔容积较大。它还有另一个活塞，称为置换器。确实，它看起来更像是过滤器而不是活塞。置换器的顶部覆盖有金属丝网，漆成黑色。它的体内有一个垂直的圆锥形滴水管，上面塞满了细铜线。活塞和置换器都通过杆连接到安装有飞轮的曲轴上。该发动机中的工作流体是空气，对于热阳光来说几乎是透明的。

为了理解发动机的工作原理，我们首先考虑置换器位于底部且活塞位于上止点时的位置。热射线自由穿过透明圆顶，落在网格上。它吸收热能并升温。空气随之被加热，填充圆顶和网格之间的空间。随着空气变热，它会以更大的力压在气缸壁上。大气压力从下方作用于工作活塞，此时多余的压力从上方作用于其上。结果，工作活塞将向下移动，置换器将向上移动。加热的空气自由地通过置换器的金属过滤器，并将部分热量散发给铜线。在工作室体积增加的情况下，温度以及气压将会降低。现在工作活塞从下方暴露在大气压力下，该压力略高于工作室内部的压力。活塞开始向上移动，置换器向下移动。来自工作室的冷却空气穿过加热的铜线，被加热并填充圆顶下方的空间。发动机返回到其原始状态并重复该循环。

模型用太阳能电机

这种发动机的效率很小。可以通过使用光学透镜或镜子系统来集中光通量的能量来增加它。效率会提高。如果使用穹顶的双层玻璃来减少向周围空间的热量损失或使用水冷却来增加工作室内的温差。

为了使用类似设计的发动机获得一马力，需要将光通量聚焦在透明圆顶上，该光通量从大约一平方米的镜子表面“收集”。

所以，三个太阳能发动机。在他们的帮助下，您可以获得从百分之一到一马力的动力！我可以在哪里使用它？当然，第一和第二发动机由于制造更简单，都可以用于船舶和汽车模型。在晴朗的晴天，不消耗一克燃油，它们不仅可以转动玩具汽车、卡车和拖拉机的驱动轮，还可以转动模型船、船只和轮船的螺旋桨和叶片。正确制造具有任何预定尺寸的发动机非常重要。

作者：V.Zavorotov

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