Математические результаты Эри

Эри приступил к длительным опытам и обнаружил, что достижение желаемого устойчивого режима зависит от качества смазки, а значит, от величины трения в деталях регулятора, крепящих его грузы. Стремясь проверить эту догадку, он изобретает специальное устройство — водяной катаракт, обеспечивающий изменение трения, пропорциональное скорости муфты регулятора.

Простейшая форма катаракта — это диск, укрепленный на стержне и опущенный в сосуд с водой так, что плоскость диска горизонтальна. Стержень, несущий диск, соединен с муфтой регулятора. При подъеме или опускании муфты за нею следует и стержень с диском. Но сопротивление воды тормозит движение диска. Эта сила, пропорциональная скорости перемещения диска, передается муфте. Значит, катаракт тормозит ее движение. При этом изменение трения грузов о корпус регулятора происходит более плавно, и режим работы регулятора становится более устойчивым.

Впоследствии появились другие конструкции катарактов, а вместо воды в них начали применять масло. Различные сорта масел, обладая различной вязкостью, позволяют, не меняя конструкцию катаракта, в широких пределах менять его сопротивление. Одна из употребительных конструкций катаракта — поршень в цилиндре, заполненном маслом. Но этот поршень, в отличие от рабочего поршня паровой машины, не сплошной, а имеет одно или несколько сквозных отверстий. Масло перетекает через них из нижней части цилиндра в верхнюю или обратно, тормозя движение поршня своей вязкостью.

Введя в состав регулятора катаракт, Эри не пытался составить математическую модель усложненного регулятора. Он понимал, что его математических познаний не хватит для анализа процессов, происходящих в таком механизме. Поэтому конструкторы паровых машин смогли извлечь из экспериментов Эри только уверенность в том, что устойчивый режим возможен. Но не получили рекомендаций, как его можно заранее рассчитать. Время более зрелых решений пришло позже. Об этом речь — впереди. А пока инженеры следовали заветам Уатта.

В 1868 году в Англии примерно 75000 паровых машин были снабжены регуляторами Уатта. Причем большинство из них работало ненадежно. Машины, оборудованные регуляторами других типов, свободными от недостатков, присущих регуляторам Уатта, отличались еще меньшей надежностью.

Мы выделили 1868 год потому, что в этом году появилась статья знаменитого английского физика Д. Максвелла «О регуляторах», ставшая одной из основ современной теории автоматических систем управления.

Технологии производства автомобилей:
© 2009-2013 Все права защищены и принадлежат их владельцам. [+]