Техника - молодёжи 1982-09, страница 52

С другой стороны, полупериодный разрядный выпрямитель кажется правдоподобным. Ведь сочетание напряжений, токов и зазоров в новом двигателе как раз соответствует зоне зажигания самостоятельного разряда в воздухе (так называемая кривая Пашена). Мало того, рабо та двигателя явно зависит от пого ды: давления, влажности, темпера туры. Это ли ие свидетельство «разрядной» причины вращения, подтверждение коммутаторной роли тлеющего разряда?

Но не менее убедительно считать, что разряды просто маскируют' истинные причины смещения ротора. Мало того, разрядные токи ухудшают экономичность работы двигателя: в одной из моделей механическая мощность на валу равна 0,16 Вт, а от высоковольтного источника потребляется 4,8 Вт. Не сложно видеть, что КПД не превышает 3,4%. Конечно, для массового двигателя эта цифра мизерна. Вот бы убрать разряды с электродов статора! Если ротор будет крутиться по-прежнему, значит, гипотеза «разряд как щетка» отпадает. К то му же КПД неминуемо вырастет!

Пятое предположение появляется на базе следующих данных. Измерения, проделанные Литовченко, показали, что установившиеся обороты двигателя зависят от квадрата напряжения на электродах. Растет напряжение вдвое, обороты возрастают в 4 раза. Мало того, и вращающий момент на валу также пропорционален Квадрату напряжения. Вывод очевиден: величины зарядов на статоре и роторе прямо зависят от напряжения. А следовательно, силы вращения зависят от произведения зарядов, то есть причина появления этих сил явно ку-лоновская. Попросту говоря, именно притяжение зарядов на электро

дах статора и зарядов, как-то наведенных на роторе, обе печивает раскрутку. Теперь надо бы отыскать причину уменьшения этих сил после того, как луч ротора минует электрод статора. Но причина эта уже известна давно. Заряды на электродах статора вовсе не постоянны во времени, они беспрерывно пульсируют, ибо меняются электрические параметры цепи высокого напряжения!

Каж ый луч ротора меняет емкость зазора между соседними электродами. Значит, в цепи статора потечет ток, подзаряжающий электроды. Частота пульсаций тока зависит от емкости и индуктивное н контура, а также жестко связана с оборотами ро ора. Когда фазы электрических и к сани еских колебаний окажутся смещенными на 20—30^е, подтягивание ротора станет сильнее торможения и он ускорится.

Если это все верно, то есть напряжение на электродах статора меняется циклично с зазором, то Литовченко изобрел автоколебательную электромеханическую систему, состоящую из ротора и электрической цепи статора. Примерно такой преобразователь изображен на рисунке 4. Источник энергии — выпрямитель или заряженный конденсатор (проверено на опыте). Возбуждаются олебания тока в статоре за счет наведения зарядов на лучах ротора. Луч ротора втягивается в зазор, емкость статор ного контура растет, заряд статор-ных электродов ув личивается, си ла притяжения ротора статором становится больше.

Наконец луч ро ора проскакивает электрод статора, силы между ними ослабевают, потому что заряд спадает по величине. Ротор раскручивается все быстрее, пока трение

в осях не уравновесит момент вра щения Несложно видеть, что в ста торной цепи устанавливаются мало затух ющие колебания тока, зависящие в основном от напряжения, числа электродов, инерции ротора и трения в осях. Все это можно изме рить экспериментальным путем, примерно этим и заняты заинтер ■ сованные специалисты.

Общая математиче кая теория автоколебаний разработана детально, но аналитические решения нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка удаются нечасто. Автоколебательные преобра зователи приме яются весьма широко — это анкерные часовые ме-анизмы, радиотехнические ламповые генераторы колебаний. В неко торой степени новый двигатель можно уподобить параметрическому генератору, построенному в 1932 году Л. И. Мандельштамом и Н. Д. Папалек и И тут и там меняю ся емкости контура, прав, а, по разным причинам. Энергия вбирается либо от механического привода, либо от высоковольтного источника. Очевидна аналогия нового двигателя и с механизмами, использующими вынужденные колебания только вместо н вязы яия заданной частоты электрическим источником она подбирается сама собой вместе с механической частотой вращения ротора.

Любопытно, что в опытах Литовченко столбики масла или подкрашенного воздуха колеблются около электродов — стало быть, в статор-ной цепн токи пульсируют. Нетрудно заметить, в последних рассуж е-ниях о принципе работы двигателя мы исходили из того, что ротор металлический, звездообразный. Если же ротор — диэлектрическая болванка, то картина хотя и стано вится несколько сложнее, но не

4а

4

Рис. 3. Электрический метр< ом. между пластинами плоского конденсатора шарик поляризуется, притягивается к ближайшей из них, а жается И отталкивается, касается

48

другой, перезаряжается и снова отталкивается и т. д.

Р н с. 4. Автонолебательный электромеханический преобразователь с самовозбуждением за счет электро-

статич >ского наведения: а) расчетная модель, б) нолебаиня тона в статоре, в) механическо вращение ротора с ч :тотои fj, г) фазовая плоскость «тон — заряд конденсатора».