O echipă de cercetători de la Universitatea din New York (NYU) propune o schimbare fundamentală în domeniul ingineriei, prin dezvoltarea unui nou tip de angrenaje care renunță la dinții solizi în favoarea mișcării fluidelor pentru a transmite rotația.

Studiul, publicat în revista științifică Physical Review Letters, ar putea deschide calea către realizarea unor dispozitive mai flexibile, durabile și mai ușor de controlat decât cele actuale.

„Am inventat noi tipuri de angrenaje care se cuplează prin rotirea fluidului în loc să se interconecteze prin dinți și am descoperit noi capacități pentru controlul vitezei de rotație și chiar al direcției”, explică Jun Zhang, profesor de matematică și fizică la NYU și autorul principal al studiului, conform SciTechDaily.

Angrenajele clasice, utilizate încă din China antică, sunt componente de bază în mecanisme variate, de la ceasornicărie și mori de vânt până la sistemele robotice moderne. Cu toate acestea, ele prezintă limitări precum uzura fizică, sensibilitatea la defecte și necesitatea unei alinieri perfecte a componentelor.

Pornind de la aceste puncte slabe, oamenii de știință au încercat să elimine contactul mecanic direct. Conceptul lor se bazează pe ideea că, dacă aerul și apa pot acționa turbinele, atunci fluxurile de fluide pot îndeplini rolul dinților unui angrenaj tradițional.

Pentru a testa această ipoteză, echipa a utilizat cilindri scufundați într-un amestec de glicerină și apă. Unul dintre rotori era acționat electric, în timp ce al doilea rămânea pasiv, mișcarea fiind transferată de la unul la celălalt prin intermediul curenților generați în lichid.

Rezultatele experimentului au fost surprinzătoare, demonstrând că sistemul poate mima atât funcționarea angrenajelor clasice, cât și pe cea a scripeților cu curea.

Când cilindrii erau poziționați aproape unul de celălalt, lichidul se comporta ca niște „dinți invizibili”, forțând rotorul pasiv să se învârtă în sens invers. În schimb, la o distanță mai mare și o viteză sporită, mișcarea devenea sincronă, similară unui sistem bazat pe curea.

Avantajele acestei tehnologii sunt majore: prin eliminarea dinților care se pot uza sau bloca, sistemul devine mult mai tolerant la imperfecțiuni și extrem de adaptabil.

„Roțile dințate obișnuite trebuie proiectate cu atenție, astfel încât dinții lor să se angreneze perfect, iar orice defect sau particulă le poate bloca. Roțile dințate cu fluid nu au aceste probleme, iar viteza și chiar direcția pot fi schimbate în moduri imposibile până acum”, a declarat cercetătorul Leif Ristroph.

Pe termen lung, această inovație ar putea redefini designul viitoarelor mecanisme, având aplicații potențiale în sistemele industriale, robotică sau echipamentele de înaltă precizie.

Disclaimer: Informațiile prezentate în acest articol sunt preluate din surse publice iar la redactarea textului s-a utilizat inteligența artificială. În cazul în care sesizați erori sau neconcordanțe, vă rugăm să ne scrieți la [email protected]