Проведено математическое и численное моделирование процесса газодинамического разгона поршня в направляющей трубе (баллистическая задача Лагранжа). Рассматриваются два подхода к приближенному аналитическому решению задачи: приближение однородной деформации, в рамках которого получено новое точное решение для траектории поршня в безразмерной форме, и решение в области простой волны, для которого получены новые оценки пределов применимости. Волновое движение газа исследуется путем численного решения безразмерных уравнений газовой динамики на подвижной сетке. Проведен анализ областей работоспособности приближенных аналитических решений по сравнению с численными. Приведен расчет модельного примера, на котором сравниваются результаты расчетов по различным моделям и проводится оценка диапазонов изменения безразмерных параметров с точки зрения практического применения. Безразмерное представление решений позволяет придать общность полученным результатам. Рассмотрен вопрос об энергетической эффективности процесса разгона поршня сжатым газом на основе анализа коэффициента полезного действия. Показано, что с увеличением длины трубы и отношения массы сжатого газа к массе метаемого поршня коэффициент полезного действия уменьшается.
In the present study, a new hybrid passive adhesion method for a mobile wall-climbing robot (WCR) is proposed. This method is based on a combination of magnetic and glue adhesion. For its implementation, a flexible magnetic tape with glue on one side is used to fasten the tape to the working surface. Holding and climbing of the WCR on the magnetic tape, fixed by the robot in the process of movement, occurs with the help of the tracked locomotion mechanism. Permanent magnets are placed in the tracks of the WCR interacting with the tape as the robot climbs along a vertical surface. The concept of the adhesion and locomotion mechanisms, as well as the design of the WCR prototype is developed. Experimental studies of the magnetic properties of the proposed locomotion mechanism have been carried out. They showed its feasibility and efficiency. Also from experimental studies were obtained quantitative characteristics of the interaction of the WCR with tape, used in the construction of its mathematical model. A feature of this WCR concept, working on the magnetic-tape adhesion, is the possibility of moving it without using magnetic tape on ho rizontal surfaces, as well as on vertical ferromagnetic surfaces — only with tracks with permanent magnets. The WCR with a hybrid magnetic-tape adhesion mechanism is designed to move on various surfaces indoor spaces.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.