Первые практические работы по вихревой тематике, опубликованы
в 2008 году в статье:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9155.html
Способ позволяет реализовывать механические сверхвысокоскоростные клапанные системы, скорость переключения которых и направление движения переключения может изменятся по различным законам.
В конструктивном плане механическая много клапанная сверхвысокоскоростная система представляет собой два вращающиеся на одной оси диска или цилиндра ( один над другим или один в другом), см. рис. № 3.1. На каждом из них определённым образом по спирали или другой геометрической фигуре расположены сегменты (технологические окна) заданной формы (круг, квадрат, прямоугольник и т.п.).
Дисковая система Цилиндрическая система
Рис. № 3.1. Механическая много клапанная система формирования сверх высокоскоростной волны любой природы.
Принцип работы основан на создании механическим способом системы последовательно открывающихся/закрывающихся полно проходных окон (сегментов). Создаётся так называемая сверхвысокоскоростная беговая дорожка, скорость на которой чередования открытия/закрытия полно проходных окон во много раз превышает линейную скорость вращения системы.
При повороте одного диска/цилиндра относительно другого на один сегмент в любую сторону – все сегменты (окна) одного диска/цилиндра последовательно по подобию бегущей дорожки совпадут полностью с всеми сегментами другого диска/цилиндра.
Рассмотрим в конструктивном плане по отдельности каждую из выше поименованных сверхвысокоскоростных систем клапанов.
А) Дисковая клапанная система с полно проходными окнами различного размера.
Основой технической реализация являются два плоских диска на одной оси вращения и вращающихся в противоположных направлениях (или один из них неподвижен).
– диск А с расположенными по спирали сегментами,
– диск В с расположенными в определённой последовательности шторами, см. рис. № 3.2.
При повороте диска В на 1 сегмент относительно диска А, беговая
спиральная дорожка полно проходного открытия / закрытия диска А клапанной системы будет пройдена полностью.
Исполнение – Сегмент-Штора (СШ)
Рис. № 3.2. Дисковая много клапанная система, исполнение – сегмент-штора (СШ)
Условие создания бегущей дорожки открытия/закрытия для исполнения сегмент – штора.
- Число штор диска В должно быть равно числу сегментов первого или последнего витка спирали диска А.
Мв = Ма
2. Штора должна иметь наклон на 1 сегмент спирали относительно первого и последнего витка спирали.
3. Штора может быть построена по огибающей сегментов, располагаемых по радиусу диска С. (Выбор геометрии шторы зависит от скорости возмущения по виткам спирали.)
В) Дисковая клапанная система с полно проходными окнами одинакового размера.
Основой технической реализация являются два плоских диска на одной оси вращения и вращающихся в противоположных направлениях (или один из них неподвижен).
– диск А с расположенными по спирали сегментами
– диск С с расположенными по спирали сегментами, см. рис. № 3.3.
При повороте диска С на 1 оборот, беговая спиральная дорожка полно проходного открытия / закрытия диска А клапанной системы будет пройдена полностью.
Исполнение – Сегмент – Сегмент (СС)
Рис. № 3.3. Дисковая много клапанная система, исполнение – сегмент-сегмент (СС)
Условие создания бегущей дорожки открытия/закрытия для исполнения сегмент – сегмент.
- Число сегментов по спирали диска А должно отличаться на 1 от числа сегментов по спирали диска В.
Мв = Ма±1
2 Число витков по спирали диска А должно отличаться на 1 от числа витков по спирали диска С.
Nc = Na ± 1
РАСЧЁТ ДИСКОВЫХ КЛАПАННЫХ СИСТЕМ.
Основные геометрические характеристики.
S10— путь, пройденный возмущением за один полный оборот любого диска при условии, что другой неподвижен, (метр).
Для исполнения сегмент-штора.
S10 = La * Mв
Для исполнения сегмент – сегмент.
S10 = La
Где: La – Общая длинна спирали диска А , метр.
Mв – число штор диска В.
S11 – путь, пройденный возмущением при условии, что оба диска совершат по одному обороту в противоположных направлениях , (метр).
Для исполнения сегмент-штора.
S11 = 2* La * Mв,c
Для исполнения сегмент – сегмент.
S11 = 2* La
Где:
La – общая длинна спирали диска А , метр.
Mв – число штор диска В.
F 10 – число оборотов возмущения, т.е. сколько оборотов сделает возмущение за один полный оборот любого диска при условии, что другой неподвижен.
Для исполнения сегмент-штора.
F 10 = Na * Mв
Для исполнения сегмент – сегмент.
F 10 = Na
Где:
Na – число витков спирали А.
Mв – число штор диска В.
F 11 – число оборотов возмущения, т.е. сколько оборотов сделает возмущение при условии, что оба диска совершит по одному обороту в противоположных направлениях.
Для исполнения сегмент-штора.
F 11 = 2* La * Mв,c
Для исполнения сегмент – сегмент.
F 11 = 2* La
Где: Na – число витков спирали А.
Мв — число штор диска В.
La,в,c— общая длинна спирали, метр.
Где:
А a.в.с — шаг спирали дисков А, В или С, метр.
φ2— угол луча для построения спирали начальным радиусом О м. и конечным радиусом спирали R2a,в,c (радиан).
Где: R2a,в,c – конечный радиус спирали диска А, В или С.
φ1 – угол луча для построения спирали начальным радиусом О м. и радиусом начала спирали R1a,в,c, (радиан).
Где : R1a,в,c – начальный радиус спирали диска А, В или С.
Расчёт диска А
Nа – число витков спирали диска А,
Где:
F 10 -число оборотов возмущения.
Ма – число сегментов одного витка спирали диска А.
Ка — число лучей для построения всех сегментов диска А
Ка=Ма * Ра
Где:
Ма — число сегментов спирали А.
Ра – число лучей для построения одной шторы диска А.
Ра = 1; если штора строится с помощью 1 луча (например сегмент – это круг, а пересечение луча и спирали – это центр круга).
Ра = 2; если штора строится с помощью 2 лучей. (например сегмент – это прямоугольник, а пересечение двух лучей и спирали – стороны прямоугольника).
αа – угол луча Ка спирали диска А, (градус).
Где:
Ка — число лучей для построения всех сегментов диска А
Расчёт диска В
Кв— число лучей для построения всех штор диска В.
Кв = Мв*Рв
Где:
Рв – число лучей для построения одной шторы диска В.
Мв — число штор диска В.
Рв – число лучей для построения одной шторы диска В.
Рв = 1; если штора строится с помощью 1 луча.
Рв = 2; если штора строится с помощью 2 луча.
R1в – начальный радиус штор диска В, (метр).
(для удобства расчёта радиус должен быть кратен шагу спирали)
R2в – конечный радиус штор диска В, (метр)
(для удобства расчета радиус должен быть кратен шагу спирали)
αв – угол луча Кв диска В, (градус)
После всех построений осуществляем наклон всех штор на 1 или более сегментов по отношению первого и последнего витка спирали. Например, если необходимо, чтобы возмущение прошло 1 раз по всей спирали, то штора должна иметь наклон в 1 сегмент.
Расчёт диска С
Nс — число витков спирали диска С,
Nс = Na ±1
Мс — число сегментов спирали С,
Мс = Мa ±1
αс— угол луча Кс. спирали А, (градус).
Где:
Mа-в – число штор диска В или сегментов 1 витка диска А.
Nс – число витков спирали диска С.
P а-в – число лучей для построения одной шторы диска В или сегмента диска А.
R1с – начальный радиус спирали диска С, (метр).
(для удобства расчёта радиус должен быть кратен шагу спирали)
R2с – конечный радиус спирали диска С, (метр).
(для удобства расчёта радиус должен быть кратен шагу спирали)
2. ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ КЛАПАННАЯ СИСТЕМА.
Внешний вид цилиндрической много клапанной системы представлен на рис. № 3.4.
Рис. № 3.4. Цилиндрическая много клапанная система формирования сверх высокоскоростной волны любой среды.
Расчёт цилиндрической клапанной системы аналогичен расчёту выше поименованной дисковой клапанной системы
Ориентировочные характеристики механических сверхвысокоскоростных клапанных систем приведены в таблице № 3.5.
Таблица № 3.5.
| Дисковая клапанная система | Цилиндрическая клапанная система | |
| Диаметр объекта | 1 м. | 1 м. |
| Высота цилиндра | – | 1 м. |
| Длинна спирали на поверхности | 376 м. | 1570 м. |
| Кол-во отверстий диаметром 1 мм в спирали | 314 000 шт. | 785 000 шт. |
| Число витков спирали. | 200 шт. | 500 шт. |
| Частота вращения | 2 об/сек. | 2 об/сек. |
| Бегущая скорость открытия закрытия клапанной системы | 1 180 640 м/сек. | 1 570 000 м/сек. |
| Частота вращения открытия закрытия клапанной системы | 628 000 об/сек. | 1 570 000 об/сек. |
ВЫВОД:
На основании такого конструктивного решения становятся технически возможными способы формирования сверх высокоскоростных многомерных закрученных структур, которые будут предложены далее.