Ceyms Devitt, Nyu-York Universiteti

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Dairəvi bir qabın içərisində və axınları vizuallaşdırmağa kömək edən qabarcıqları olan maye ilə əhatə olunmuş iki fırlanan …

Nyu-York Universitetinin alimlərindən ibarət bir qrup, fırlanma yaratmaq üçün mayelərə əsaslanan dişli mexanizmi yaratdı. Bu ixtira, mənşəyi qədim Çinə gedib çıxan mövcud dişlilərdən daha çox elastiklik və davamlılıq təklif edən yeni nəsil mexaniki cihazlar üçün potensiala malikdir.

Bu irəliləyiş “Physical Review Letters” jurnalında dərc olunub .

“Biz dişləri bir-birinə bağlamaq əvəzinə, mayeni fırlatmaqla işləyən yeni dişli çarxlar icad etdik və fırlanma sürətini və hətta istiqamətini idarə etmək üçün yeni imkanlar kəşf etdik”, – deyə NYU və NYU Şanxayda riyaziyyat və fizika professoru və məqalənin baş müəllifi Jun Zhang bildirib.

Ötürücü çarxlar ən qədim maşın hissələri arasındadır və eramızdan əvvəl 3000-ci ilə gedib çıxır. Çində onlar Qobi səhrasından keçmək üçün iki təkərli arabalarda istifadə olunurdu. Zamanla onlar qədim Yunanıstanda astronomik mövqeləri proqnozlaşdıran məşhur Antikythera mexanizmində, eləcə də külək dəyirmanlarında, saatlarda və indi robototexnikada yerləşdirilib.

Lakin, dişli çarxların dişləri, istər taxta, istər metal, istərsə də plastik olsun, elastik deyil, ona görə də qırılmağa meyllidirlər və işləmək üçün mükəmməl şəkildə bir-birinə bağlanmalıdırlar.

Maye əsaslı dişli alternativlərinin araşdırılması

Bu məhdudiyyətləri nəzərə alaraq, Zhang və həmkarları — NYU-nun Courant İnstitutunun Riyaziyyat, Hesablama və Məlumat Elmləri Məktəbinin riyaziyyat üzrə dosenti Leif Ristroph və NYU doktorantura namizədi Jesse Etan Smith — dişli çarxlar kimi işləyən, lakin işləməsi üçün dişlərə ehtiyac duymayan və ya bir-biri ilə təmasda olmayan cihazlar hazırlamağın mümkün olub-olmadığını bilmək istəyirdilər.

Axan hava və suyun turbinlər kimi konstruksiyaları fırlatmaq üçün istifadə edildiyini nəzərə alaraq, müəlliflər, axınları dəqiq istiqamətləndirilə bilsəydi, mayelərin dişli çarxların dişləri kimi də xidmət edə biləcəyi fərziyyəsini irəli sürdülər.

Bunu araşdırmaq üçün tədqiqatçılar silindrləri və ya rotorları mayeyə — özlülük və sıxlıq kimi xüsusiyyətlərini manipulyasiya edə bilən qliserin-su məhluluna batırmağı əhatə edən mürəkkəb bir sıra təcrübələr apardılar .

Bu təcrübələrdə bir silindr aktiv şəkildə fırlanmaq üçün işə salınıb, digəri isə işə salınmayıb və ya passiv olub. Tədqiqatçılar aktiv silindrin passiv silindrin fırlanmasına səbəb olmaq üçün maye axınları yarada biləcəyi fərziyyəsini irəli sürdülər.

Bunu izləmək üçün qarışığa kiçik qabarcıqlar əlavə etdilər – bu, alimlərə axınların hərəkətini izləməyə və xüsusilə mayelərin dişli kimi necə işlədiyini görməyə imkan verdi. Onlar müxtəlif məsafələrdəki silindrlərlə və müxtəlif sürətlə fırlanan aktiv silindrlə təcrübələr apardılar.

Tapıntılar və potensial tətbiqlər

Ümumilikdə, onlar aktiv silindrlərin maye axınları ilə birlikdə passiv silindrlərin bəzən dişli, bəzən isə kəmərlə birləşdirilmiş kasnaklar kimi hərəkət etməsinə səbəb ola biləcəyini aşkar etdilər. Silindrlərin çox yaxın olduğu şəraitdə axınlar iki dişlinin üz tərəflərinə toxunan və onların fırlanmasına səbəb olan dişlər kimi fəaliyyət göstərirdi – fırlanan axınlar passiv rotoru effektiv şəkildə tuta və onun aktiv rotor kimi əks istiqamətdə fırlanmasına səbəb ola bilərdi.

Lakin, silindrlər bir-birindən daha uzaqlaşdıqda və aktiv silindr daha sürətli fırlandıqda, axınlar passiv silindrin xaricində dövrə vururdu, bu da aktiv silindrlə eyni istiqamətdə fırlanan kasnağın ətrafındakı kəmərə bənzəyirdi.

Məqalənin müəllifləri dişli çarxlar və ya kasnaq sistemlərinin potensial istifadəsinə və mövcud mexanizmlərlə müqayisədə üstünlüklərinə işarə edirlər.

Ristroph izah edir ki, “Adi dişlilər diqqətlə dizayn edilməlidir ki, dişləri tam uyğun olsun və hər hansı bir qüsur, səhv aralıq və ya bir az qığılcım onların ilişib qalmasına səbəb olsun. Maye dişlilər bütün bu problemlərdən azaddır və sürət və hətta istiqamət mexaniki dişlilərdə mümkün olmayan şəkildə dəyişdirilə bilər.”

Nəşr detalları

Rotorların hidrodinamik spin-birləşməsi, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/m6ft-ll2c

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Nyu-York Universiteti tərəfindən təmin edilir