Аннотация:
Рассматривается задача об организации прямолинейного перемещения механических систем за счёт энергии ветра в направлении, противоположном направлению потока ветра.
В роли первого объекта выступает катамаран, с установленной на него системой из воздушного пропеллера и гребного винта. Исследованы установившиеся режимы движения, проведен анализ их устойчивости, найдены параметры, обеспечивающие наивысшую скорость корпуса при движении против направления ветра. Проведено экспериментальное исследование модели.
Вторая часть доклада посвящена построению шагающего механизма, способного передвигаться против потока среды по твёрдой поверхности. Прообразом механизма является стопоходящая машина Чебышёва, на корпус которой устанавливается пропеллерная ветротурбина. Активные силы, действующие на систему, представлены аэродинамическим воздействием на пропеллер, а также сопротивлением корпуса и описываются на основе квазистатического подхода, с привлечением экспериментальных данных.
Уравнения движения записаны в виде автономной динамической системы, близкой к гамильтоновой. С помощью метода Андронова-Понтрягина проведено исследование периодических режимов движения, соответствующих перемещению корпуса механизма против потока. Построены зависимости средней скорости корпуса на таких режимах от параметров модели. Найдены положения равновесия, проведён анализ их устойчивости. Описаны условия рождения предельных циклов при бифуркации Андронова-Хопфа.
|
