Zabawki edukacyjne “zrób to sam” – silniki

W cyfrowym świece warto wrócić czasami do czystej mechaniki i pokazać ją dzieciom. Zabawki konstrukcyjne, przy odrobinie zdolności manaualnych może zrobić każdy z nas.

Wszechobecna eletronika, elektryka cyfryzacja. Jednak nie bylibyśmy obecnie na takim stopniu rozwoju jak najprostsze urządzenia mechaniczne. Pokolenia urodzone po 2000 roku często o tym zapominają, a trudno myśleć o przyszłości nie znając swoich korzeni. Dzieci można zainteresować tym w prosty sposób. Mając minimum zdolności manualnych trochę narzędzi można wyczarować genialne urządzenia, które nie dość że przybliżą historię techniki, ale pomogą również przyswoić podstawy fizyki i mechaniki. Dziś zajmiemy się prostymi silnikami, który każdy może zbudować ze szpargałów wygrzebanych w przydomowym garażu czy nawet tylko w śmietniku

  1. Łódka z napędem boilerowym

Brzmi groźnie, jednak w zachodniej części Europy jest określana bardziej przyziemnym „Pop pop boat” co jest odzwierciedleniem odgłosów przez nią wydawanych. Napędy boilerowy to najprostszy przykład silnika parowego. Składa się ze zbiornika z membraną (boilera), dwóch dysz i źródła ciepła. Do poprawnego działania boiler musi być wypełniony wodą, a rurki pod dnem łódki zanurzone w wodzie. Po ogrzaniu bolilera para, która się w nim wyworzyła wypycha tę pozostałą w rurkach i porusza łódkę. Membrana robi się wklęsła, a po ostygnięciu wraca do swojego poprzedniego stanu zasysając świężą porcję wody – i tak w kółko, aż do wyczeprania źródła ciepła. Najprostszą łódkę można wykonać z opakowań. Na boiler doskonale nada się puszka po napoju, dysze można zrobić z rurek do picia (choć zalecane są cienkie miedziane rurki) a kadłub można wykonać z puszki po kawie, czy nawet z kartonu po mleku. Jeśli poznacie zasadę działania to tak naprawdę ogranicza was tylko wyobraźnia

2. Silnik Stirlinga

Silnik wynaleziony na początku XIX w. przez brytyjskiego duchownego to najprostszy silnik spalania zewnętrznego (ciepło do jego pracy jest wytworzone poza silnikiem). Posiada dwa cylindry, rurkę je łączącą, koła zamachowe i… i już. Korbowody od obydwu tłoków są zakotwione w jednym miejscu koła zamachowego, jednak cylindry są obrócone wobec siebie o 90 stopni. Podgrzewanie cylindra „ciepłego” powoduje rozprężenie gazu i wypchnięcie go co porusza koło zamachowe, w międzyczesie tłok „zimny” wpycha schłodzony gaz z powrotem do cylindra ciepłego i następuje powtórny proces. Najprostszy model zbudujemy z puszki, balonika, korka od butelki, wełny stalowej i odrobiny drutu. Takie silniczki są jednak mocno nietrwałe. O wiele lepszym pomysłem jest użycie do ich budoowy dwóch szklanych strzykawek. Resztę (rurka, płyty cd czy pokrywka słoika na koło zamachowe, etc) znajdziemy w domowych przydasiach.

3. Maszyna parowa

Najbardziej skomplikowany, aczkolwiek nadal banalny silnik spalania zewnętrznego. Jego budowa wymaga nieco większych umiejętności i warsztatu jednak zaleznie od ich ilości możemy robić maszyny proste i bardziej zaawansowane. Zasada jego działania jest prosta – gorąca para porusza tłok który napędza koło zamachowe. Jednocześnie z koła zamachowego poruszany jest zawór który odcina dopływ pary kiedy tłok wraca z powrotem po suwie pracy. Można zbudować maszynę, w której para jest dostarczana na przemian z obu stron tłoka. Aby uprościć jej konstrukcję można również zbudować silnik z wahliwym cylindrem, który przesłania i odsłania dopływ pary – wtedy odpada konieczoność skonstruowania zaworu rozrządowego. Parę możemy dostarczać z czajnika lub zbudować prosty kocioł z puszki po groszku czy mleku skondensowanym.

Powyżej podałem jedynie podstawy ilustrowane przykładowymi filmami. Wystarczy że poszukać w internecie i znajdziecie dziesiątki innych rozwiązań. Zaleznie od umiejętności i narzędzi jakie posiadacie możecie budowąc najprostsze albo i bardziej zaawansowane urządzenia. Każde z nich można rozwijać i połączyć z nowoczesnymi technologiami. Łódkę pop pop można zbudować ze sterowaniem radiowym, do silników Stirlinga czy parowego można podłączyć prądnicę i np. naładować telefon. Tak jak pisałem na wstępie: ogranicza was tylko wasza wyobraźnia, a dzieci będą wdzięczne. Za wspaniałą zabawę z rodzicami i wprowadzoną bocznymi drzwiami wiedzę.

Autor artykułu
More from Piotr Skowron

Znamy nazwy nowych polskich samolotów

Ministerstwo Obrony Narodowej ogłosiło konkurs na nazwy nowych maszyn rządowych. Propozycje były...
Czytaj wiecej