Механика

Двухколесный автомобиль

В 1914 г. на улицах Лондона появился автомобиль необычной конструкции - двухколесный. Конструктором его был наш талантливый соотечественник П. П. Шиловский. На первый взгляд казалось, что устойчивое движение автомобиля сохранялось только во время движения. Однако на остановках автомобиль спокойно останавливался, из него выходили и в него входили пассажиры. При этом автомобиль не опрокидывался - его устойчивое движение сохранялось при помощи гироскопа.

1240-5.jpg
Рис. 20. Схема возникновения момента, воздействующего на гироскоп, в двухколесном автомобиле. Ротор (1) помещен во внутреннее кольцо карданова подвеса (2). Электрический двигатель (3) при помощи зубчатой передачи связан с внутренним кольцом карданова подвеса гироскопа. В кузове переключатель (4) заключен в трубку, продольная ось которой смонтирована параллельно оси внутреннего кольца. При наклонах кузова автомобиля шар (5), находящийся внутри трубки, смещается в сторону наклона и, замыкая одну из двух пар контактов (6), включает электродвигатель. Момент якоря двигателя, усиленный зубчатой передачей, воздействует на гироскоп, создавая момент М вокруг оси внутреннего кольца. В результате гироскоп начнет прецессировать (поворачиваться) вокруг оси АВ до тех пор, пока не займет вертикальное положение. При этом шар переключателя сместится в нейтральное положение.

Схематическое изображение двухколесного автомобиля показано на рисунке 20. Массивный ротор (1), вращающийся с большой угловой скоростью омега, имеет вертикальную ось вращения и помещен во внутреннее кольцо карданова подвеса (2). Подшипники оси этого кольца расположены непосредственно на днище кузова автомобиля. Нетрудно заметить, что в данном случае кузов служит внешним кольцом карданова подвеса гироскопа. Таким образом, гироскоп имеет возможность вращаться вокруг трех осей: оси аа1 - собственного вращения ротора, оси bb1 -внутреннего кольца и вместе с корпусом автомобиля - вокруг оси АВ.

Предположим, что во время движения автомобиль в силу каких-либо причин наклонился в правую сторону. Вместе с автомобилем, естественно, наклонится и гироскоп. Однако можно вызвать такую прецессию гироскопа вокруг оси АВ, которая возвратит автомобиль в горизонтальное положение. Согласно правилу прэцессии, для создания вращения гироскопа вокруг оси АВ следует приложить момент М относительно оси bb1 внутреннего кольца. При наклоне автомобиля направо воздействующий на гироскоп момент М должен быть направлен в левую сторону (рис. 20). При наклоне же автомобиля налево момент М, естественно, должен быть направлен вправо.

1240-6.jpg
Рис. 21. Гирон -современный двухколесный автомобиль (модель 1961 г.).

Уже первая модель двухколесного автомобиля показала простоту его устройства и экономичность в изготовлении. Однако первая мировая война 1914 г, помешала П. П. Шиловскому продолжить работу над изобретением, идея создания двухколесного автомобиля была на долгие годы забыта.

В 1961 г. на одной из международных выставок демонстрировался современный двухколесный автомобиль, получивший название гирон (рис. 21). Устойчивое движение гирона осуществлялось, как и в автомобиле П. П. Шиловского, посредством гироскопа. В отличие от модели П. П. Шиловского, в ги-роне имеются два маленьких задних колеса, которые автоматически выдвигаются из кузова машины при снижении скорости ее движения ниже 5 км/ч; они же поддерживают гирон на стоянке, когда гироскоп не работает. Не исключено, что в будущем гирон займет почетное место на транспорте и будет курсировать по магистралям многих стран мира.

Вверх