Почему у пингвинов мерзнут лапы и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого - Мик О’Хэйр

Джеймс Хукем Грузовая транспортная ассоциация, Танбридж-Уэллс, Кент, Великобритания

Размышления на эскалаторе

Эскалаторы и поручни должны двигаться с одинаковой скоростью и приводиться в действие одним и тем же двигателем. Двигатель соединен с приводным механизмом, который перемещает ступеньки, ремень идет к колесу, которое двигает поручни. Хотя поручни в идеале движутся с такой же скоростью, как и ступеньки, особенно при первом включении, со временем поручни истираются и растягиваются, в итоге их скорость меняется. На скорость может повлиять неправильная регулировка поручней, зажимные валики, истершиеся участки или загрязняющие вещества на ведущей поверхности поручней.

Йоган Юз Беллвилл, Южная Африка

Поручни могут двигаться с другой скоростью, но не должны. Согласно нормам Американского национального института стандартов ANSI A17.1 скорость поручней не должна меняться, если против направления движения приложена сила 444,8 ньютона. Чтобы удовлетворять этим требованиям, поручни иногда регулируют так, чтобы они двигались чуть быстрее ступенек. Установка эскалаторов производится по нормам ANSI A17.1-1990, согласно которым эскалаторы должны быть оборудованы устройством слежения за скоростью поручней. Если скорость поручней меняется больше чем на 15 %, подача питания отключается, срабатывает тормоз.

Ричард А. Кеннеди Richard A. Kennedy & Associates, эксплуатационно-контрольная служба лифтов и эскалаторов, Уэст-Честер, Пенсильвания, США

Поручни эскалаторов движутся благодаря трению колеса с резиновым ободом, установленного внутри поручней; проскальзывания случаются довольно часто, но без определенного ритма. Чаще всего накопление жира и грязи на внутренней поверхности поручней приводит к проскальзыванию, но эту причину можно устранить, а поверхность снова сделать шершавой, чтобы улучшить сцепление. Кроме того, проскальзывание может объясняться тем, что пассажиры тянут за поручень.

Поручни приводятся в движение тем же приводом, что и ступеньки, поэтому их скорости должны соответствовать. Типичный диаметр колеса поручней 1–1,2 метра, поэтому 2 миллиметра износа резинового обода приводят к потере примерно 4 миллиметров пути поручня на метр пути ступеньки, что почти незаметно.

К другим возможным причинам проскальзывания относится облысение обода колеса, приводящего в движение поручень, из-за которого проскальзывания учащаются. В редких случаях цепь колеса может растянуться так, что соскочит с пары зубцов. В результате слышится громкий шум и чувствуется заметный рывок поручней.

Джеффри Вуд Канберра, Австралия

В Британском стандарте EN115 сказано, что скорость поручней должна соответствовать скорости ступенек эскалатора с отклонением 2 %. Приводы ступенек и поручней питаются от одного источника, поэтому теоретически скорость должна быть одинаковой. Однако на практике дело обстоит иначе. Скорость движения ступенек легко и надежно контролируется с помощью системы точно подогнанных друг к другу металлических компонентов.

В отличие от ступенек, поручням сила сообщается путем трения, резиновые и неопреновые компоненты этой системы подвержены проскальзыванию и растягиванию под нагрузкой и из-за потерь на трение. Из-за этих факторов трудно контролировать скорость поручней, именно поэтому в стандарте указана допустимая погрешность 2 %.

На самом деле небольшие проскальзывания повышают степень безопасности в том случае, если в системе поручней возникает препятствие.

Бхамини Горе Otis Limited, Лондон, Великобритания

На воде и на суше

У некоторых быстроходных катеров есть переключение передач, но это скорее исключение, чем правило. — Ред.

Разница между катерами и автомобилями заключается в том, как питание от двигателя преобразуется в движение транспортного средства. В катере двигатель вращает гребной винт, отталкивающий воду назад. В ответ на это движение потока воды лодка перемещается вперед.

Если двигатель и винт приработаны, энергии хватает для вращения винта, даже если двигатель работает на малых оборотах. Если катер большой, ему понадобится время, чтобы набрать ускорение, в эти моменты можно видеть, как вода расходится от кормы. В следующий раз, оказавшись на пароме, понаблюдайте, как бурлит вода за ним, даже если паром еще не движется.

Колеса машины вращаются, только если она движется, в отличие от парома, но ей требуется большая мощность, чтобы набрать ускорение при движении с места. К сожалению, двигатели внутреннего сгорания дают небольшую мощность на медленных оборотах, поэтому, если бы двигатель был соединен с колесами без коробки передач, инерция автомобиля остановила бы двигатель. Коробка передач позволяет двигателю ускорить работу, вырабатывая энергию, даже если колеса вращаются медленно. Если бы не талант инженеров, придумавших коробку передач и сцепление, у двигателей внутреннего сгорания не было бы будущего на дорогах. В отличие от них, паровые двигатели вырабатывают много энергии еще до начала движения, поэтому паровоз можно запустить без коробки передач.

На такой поверхности, как песок, вращение колес машины еще не означает, что она движется вперед. Эта ситуация чем-то напоминает движение парома: вращающиеся колеса отбрасывают песок назад. Однако новая доза песка не заполняет освободившееся пространство, поэтому колеса постепенно зарываются в песок до тех пор, пока машина не увязнет по самые оси.

Джон Ги Аберистуит, Дивед, Великобритания

Катерам приходится преодолевать огромное сопротивление. Типичная сила сопротивления при полной скорости составляет четверть веса катера, это все равно что тянуть автомобиль в гору под утлом более 25°. Для преодоления этого сопротивления катерам необходима низкая передача, а многоскоростная коробка передач почти не помогает набрать ускорение при небольшой скорости. Сопротивление настолько велико, что любая смена передач должна быть чрезвычайно быстрой, иначе лодка резко сбросит скорость во время смены передач. Поскольку винты рассекают воду при запуске двигателя, сцепление ни к чему: его обеспечивает вода.

Можно менять передачи на катере, выбрав винт с другим шагом. Низкий шаг дает лучшее ускорение и позволяет толкать более тяжелые катера, а высокий шаг обеспечивает увеличение скорости до максимальной при низких волнах и снижении сопротивления. Но типичные изменения полезные для катера, не так значительны, как соседние передачи автомобиля.

Малин Диксон Нанитон, Уорикшир, Великобритания