Требюшет с плавающей рукой
Требюшет с плавающей рукояткой - это с противовесом осадное орудие , которое представляет собой современную вариацию. [ 1 ] средневекового требушета . Их отличительной особенностью является свободное перемещение оси метательного рычага. [ 2 ] и линейный опускной канал для противовеса. Проектирование и изготовление таких машин — популярное задание на курсах инженерного образования. [ 3 ] [ 4 ]
Базовый дизайн
[ редактировать ]Традиционный требушет, который легко сконструировать, состоит из рычага, смещенного от центра на оси, с шарнирным противовесом на коротком конце рычага. [ 2 ] Разница в длине двух концов рычага обеспечивает механическое преимущество .
Напротив, требушет с плавающей рукояткой имеет ось на рукоятке, свободно перемещающуюся по горизонтальной направляющей. [ 2 ] Это позволяет увеличить высоту падения противовеса. [ 2 ] которому разрешено падать вниз по прочному линейному вертикальному «каналу падения». Рычаг находится на подвижной оси, и крутящий момент действует на всю конструкцию, предотвращая опрокидывание. [ 5 ] Движение оси вперед при вращении рычага увеличивает скорость снарядного конца рычага. Это линейное падение противовеса более эффективно передает потенциальную энергию в кинетическую, чем маятниковое движение противовеса традиционного требушета. [ 4 ] Чем выше канал падения, тем больше энергии выделяется, но это создает большую нагрузку на механизм. [ 6 ]
Падение противовеса заставляет рычаг отклониться в одну сторону от глиссады и быстро дернуться в противоположном направлении для запуска снаряда. [ 2 ] Это слегка подтягивает противовес вверх после запуска. [ 2 ] Снаряд может быть запущен с высокой скоростью. [ 7 ]
Операция
[ редактировать ]Требюшет с плавающей рукой использует противовес, удерживаемый на вершине высокого канала падения, для преобразования потенциальной энергии в кинетическую. [ 5 ] Снаряд загружается в пращу на конце метательной руки. После отпускания спускового крючка противовес может пройти через канал. [ 2 ] Это приводит к тому, что колесо на оси рычага ударяется о скользящую дорожку, [ 2 ] [ 8 ] который обычно удерживается прочными опорными балками. При этом колесо перемещается назад под действием крутящего момента, действующего на рычаг противовеса. [ 2 ] Затем рука дергается вперед и высвобождает снаряд из ремня. Для сброса устройства противовес необходимо поднять обратно на исходную высоту и зафиксировать спусковым механизмом.
Хотя конструкция с плавающей рукояткой может иметь более легкую раму, чем традиционный требушет, поскольку общая создаваемая сила меньше, [ 5 ] удар руки о скользящую дорожку может привести к повреждению и может потребовать технического обслуживания. Уменьшение расстояния падения оси колеса до глиссады уменьшит повреждения, но также уменьшит дальность полета требушета.
Спусковой механизм
[ редактировать ]Наиболее распространенным из нескольких спусковых механизмов являются два болта с проушиной и штифт, проходящий через оба болта. [ 2 ] Рым-болты обычно располагаются в нижней части рамы и фиксируются над рычагом, чтобы предотвратить случайное высвобождение. В более крупных конструкциях система триггера применяется в верхней части канала сброса. Крупномасштабные конструкции требуют специальных спусковых механизмов, способных выдержать вес метательной руки.
Слинг/сумка
[ редактировать ]Ремень или подсумок, который способствует ускорению снаряда и затем выпускает его под нужным углом запуска, часто изготавливается из полиэфирной веревки или другого прочного тонкого материала. Механизм выпуска представляет собой крюк со специфическим изгибом на конце, позволяющий определить, когда центростремительная сила освободит один конец ремня, освобождая снаряд для продолжения своего пути. [ 6 ]
Уменьшение трения
[ редактировать ]Требюшет с плавающим рычагом имеет три точки соприкосновения, где трение может снизить эффективность. Трение при падении противовеса к скользящему удару можно уменьшить, используя силиконовую смазку или тонкую пластиковую пленку на канале падения. [ 6 ] Трение колеса на оси рычага о скользящую дорожку должно контролироваться аналогичным образом. Для уменьшения трения стропа о пусковую дорожку гусеница должна иметь гладкую поверхность. [ 6 ]
Возможное использование
[ редактировать ]Требюш с плавающей рукояткой теряет преимущество по дальности действия по сравнению с обычным требушетом в очень больших масштабах, поскольку сложность конструкции канала сброса и оси возрастает с увеличением размера. Обычный требушет — более реалистичная военная машина.
Однако требушет с плавающей рукояткой более эффективен, если его размер составляет от одного до пяти метров. [ 6 ] что делает его подходящим для любителей и моделистов. [ 9 ] Эти машины и их создатели часто участвуют в различных развлекательных мероприятиях, например, в соревнованиях по бросанию тыквы. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Марк Денни (4 мая 2007 г.). Ingenium: пять машин, которые изменили мир . Джу Пресс. стр. 162–. ISBN 978-0-8018-9846-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж «Оригинальный требушет с плавающей рукояткой» . РЛТ Индастриз. Архивировано из оригинала 3 мая 2010 года . Проверено 13 ноября 2012 г. >
- ^ "Наука выбрасывания тыквы" . Откройте для себя Миссури S&T , 12 февраля 2013 г., Мэри Хелен Столц
- ^ Перейти обратно: а б Король катапульт . Компания Бонньер. Июнь 2002 г., стр. 86–. ISSN 0161-7370 .
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ Перейти обратно: а б с Денни, Марк (апрель 2005 г.). «Динамика осадной машины». Европейский журнал физики . 26 (4). Издательство ИОП: 561–577. Бибкод : 2005EJPh...26..561D . дои : 10.1088/0143-0807/26/4/002 . S2CID 123669765 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и > «Отчет ФАТ» . Архивировано из оригинала 17 сентября 2012 г. Проверено 29 ноября 2020 г.
- ^ Курт Габриэльсон (17 сентября 2013 г.). Мастерство: дети учатся, создавая вещи . Мейкер Медиа, Инкорпорейтед. стр. 99–. ISBN 978-1-4493-6097-9 .
- ^ О'Рейли и партнеры Inc (2005). Сделай: Технологии в твое время . «О'Рейли Медиа, Инк.». стр. 17–. ISBN 978-0-596-00922-9 .
- ^ Дэвид Дж. Пердью (15 ноября 2010 г.). Неофициальное руководство для изобретателей LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 . Нет крахмального пресса. стр. 5–. ISBN 978-1-59327-215-9 .
- ^ «Студенты Иллинойского технологического института строят катапульты, чтобы бросать тыквы» . 12 октября 2013 г. | Александра Чашкевич | Чикаго Трибьюн
- ^ «Фестиваль тыквы стремится стать больше и лучше». Архивировано 4 декабря 2014 г. в Wayback Machine Kenosha Times , 9 октября 2014 г. Автор: Джон Брайнс.
- ^ "Тыквы летают на фестивале бросков" . Стоу сегодня .