Форум Trainsim - Какими должны быть ЖД игрушки?

[QUOTE=Любитель;607049]...В плане реализации - конечно, создание тележки, парящей над рельсами, скорее всего, не выполнимо из-за слишком высоких технических требований при создании электромагнитного потока с расчетными характеристиками,и, как следствие, обеспечения норм электробезопасности при эксплуатации механизма...[/QUOTE]
Источники постоянного напряжения и тока являются неидеальными.
В.С. Матющенко.Теоретические основы электротехники.Конспект лекций.
ДальнеВосточный Государственный Университет Путей Сообщения. Кафедра “теоретические основы электротехники”.
Линейные электрические цепи постоянного и однофазного синусоидального токов.

[url]https://studfile.net/preview/3015759/[/url]

Приближенная оценка значений технических параметров источника напряжения, обеспечивающих действие механизма
левитации может быть получена расчетным путем. Упрощенно рассматриваем груз, как статический объект, парящий
над поверхностью электромагнита.
Предполагаем, что сила отталкивания двух электромагнитов не меньше их силы притяжения(с учетом неоднородности силовых линий).
В качестве опытного значения возьмем груз массой 50 грамм (масса вагончика).

[url]http://www.bolshoyvopros.ru/questions/3023907-kak-rasschitat-moschnost-elektromagnita.html[/url]

Предположим, что внутреннее сопротивление батареи 4,5 В находится в диапазоне 0,9-3 Ом (точный расчет - путем измерения тока тестером),
что соответствует току 5-1,5 А

[url]https://dzen.ru/a/YNqdm7syHgFX7qPV[/url]

[quote]Тогда F=(I*W)^2*μ*S/(2*h^2) {Ньютон}, где F=mg- сила тяжести груза;
I-сила тока в обмотке электромагнита;W-количество витков в обмотке электромагнита;
μ=4π*10^-7~1,25663706*10^-6 Гн/м - магнитная постоянная;S-площадь сечения электромагнита,м^2;
h-величина зазора сердечником и куском металла,м[/quote]

В.Я.Сыромятников.Электрические аппараты.Курс лекций.Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова
[url]https://studfile.net/preview/1743484/page:9/[/url]

Сила тока I в обмотке определяется в зависимости от величины внутреннего сопротивления
источника напряжения и сопротивления катушки.
I=U/(Rи+Rк). Находим Rк=ρ*lср*W/q, где ρ- удельное сопротивление медного провода;
lср=π*(dоб+Dоб)/2 - средняя длина витка;
q-сечение медного провода,выбирается из стандартного допустимого удельного значения тока в проводнике 5А/мм^2.

Примечание.Для простоты собственных расчетов в формулах сохраняется форматирование
диапазона значений, соответствующих возможным значениям внутреннего сопротивления через дефис (не рассматривается,как знак "минус").

Расчетные данные:U=4,5В;Rи=0,9-3Ом;m=50г=5*10^-3кг; F=5*10^-3*9,8~5^10^-2Н;
W=1-10витков;h=1мм-2мм; S=5*5=25см^2=25*10^-4м^2;
lср=3,14*5=15,7см=15,7*10^-2м^2; ρ меди=0,0175 Ом*мм2/м;q~(5-1,5)/5=1-0,3мм^2.

Определяем сопротивление обмотки катушки Rк~0,0175*15,7*5/(1-0,3)=1,4-4,6;
определяем ток в обмотке катушки I=4,5/(0,9-3+1,4-4,6) = 1,96- 0,59А; определяем силу притяжения/отталкивания
F=(1,96-0,59*5)^2*1,25663706*10^-6*25*10^-4/(2*(1-2)^2)=60,3*10^-7Н-5.46*10^-7Н

Итак, полученный результат силы отталкивания 6,03*10^-6Н-0.55*10^-6Н для минимального
зазора 1мм << заданных значений силы тяжести 5^10^-2Н.
Порядка в 10000 раз меньше силы тяжести груза в точке. Увеличение диаметра магнитопровода
и количества витков, приведет к увеличению длины витка, к увеличению общего сопротивления,
равному/повышенному значению силы тока, в конечном итоге, к незначительным изменениям.

Нужно повышать напряжение, количество витков в катушке, магнитную проницаемость-
использовать неодимовый магнит. Зазор - минимально возможный,исходя из условий обеспечения
практической реализации - 1-2мм с учетом неровностей пути в кривых,на подъемах/спусках.

Повышение уровня напряжения + наличие условия расположения питающей шины на уровне
поверхности пути на опорах, приводит к необходимости обеспечения правил электробезопасности при
эксплуатации модели. ИМХО наиболее подходящая - старшая аудитория пользователей 14-16-18 лет и старше,
в качестве опытного образца, испытательного полигона. Для младшей аудитории 8-11 и средней 11-14 лет - жесткое
ограничение по технике электробезопасности.

[QUOTE=Любитель;607049]...Изменение точки приложения силы тяжести приводит к повышению
общих требований к прочности, наличию опор...[/QUOTE]
Опоры пути по типу установки, возможности перемещения, относительно поверхности грунта, могут быть:
- отдельно стоящими конструкциями. Недостаток - нестабильность траектории ж.д.пути, возможность
смещения, реакция на приложение случайных внешних усилий, что приводит к искажениям электромагнитного потока;
- связанными, прикрепляемыми к общему основанию, расположенном параллельно проекции пути
на поверхность грунта, что придает жесткость всей конструкции.

Верхняя часть опоры должна стыковаться с путями, магнитопроводом.
Реалистичность модели достигается с помощью возможности параметризации по вертикали.

Например, конструкция опоры может иметь телескопическую форму, либо изменяется
высота основания опоры, может регулироваться угол наклона плоскости магнитопровода относительно
оси крепления к опоре, аналогично весовым качелям или другое решение для перемещения конструкции по вертикали.

Подвод питания к магнитопроводу - по моему, должен проходить по шине, скрытно расположенной в желобе магнитопровода в потай.

Принцип действия Японского высокоскоростного поезда Maglev.
[url]https://dic.academic.ru/dic.nsf/%20ruwiki/210660[/url]

Поезд на магнитной подушке. Курс лекций. Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет
[url]https://studfile.net/preview/3563000/[/url]

Статья.Обзор. "Китайский небесный поезд на красных рельсах» как альтернатива метро и трамваю"
[url]https://habr.com/ru/company/timeweb/blog/689392/[/url]

[quote]Система магнитной левитации удерживает поезд над рельсами и движет его вперёд.
Поезд фактически плывёт на высоте 5 см над рельсами и движется на воздушной подушке.[/quote]

Многотонный состав левитирует на высоте нескольких сантиметров.
По моему, высота модели над поверхностью 1-2мм - является оптимальной для беспрепятственного передвижения вагончиков.

[QUOTE=Любитель;606244]...Для детей постарше от 06 лет до 12 - простой ж.д. механический конструктор, по аналогии с советским вариантом 70-80х - главное унификация узлов, деталей. Различная длина с распределенными отверстиями для крепления, наличие набора основных деталей различной геометрии, оси, простота сборки по имеющимся чертежам...[/QUOTE]

Все о конструкторах. Материалы сайта [url]https://vplate.ru/konstruktor/[/url]

Все о металлических конструкторах из СССР. Публикация.

[quote]Сразу стоит указать на главное отличие металлических конструкторов из СССР от современных подборок LEGO и других производителей. Оно состоит в том, что легким нажатием обойтись невозможно.[/quote]

[url]https://vplate.ru/konstruktor/metallicheskie-iz-sssr/[/url]

[QUOTE=Ace Hard;588661]...Какими, на ваш взгляд, должны быть железнодорожные игрушки для детей?
Моё мнение:
1. Игрушечная ЖД не должна давать искажённые представления о реальной ЖД.
2. Игрушечная ЖД должна быть возможным началом увлечения ЖД моделизмом...[/QUOTE]

Автор:Radiolog70. Производство моделей железных дорог в СССР⁠⁠.Публикация. Материалы сайта [url]https://pikabu.ru/[/url]

[quote]Это была игрушка сложнейшего по тем временам технического уровня, мечта всех ребят. Путь был разделён на блок-участки, и сигналы светофоров переключались при движении поезда. При прохождении поезда по переезду опускались шлагбаумы, из домика "выходил" дежурный с фонарём, а его "коллега" на платформе станции поднимал зелёный флаг.[/quote]

[url]https://pikabu.ru/story/proizvodstvo_modeley_zheleznyikh_dorog_v_sssr_7198988[/url]

ИМХО, существует два распространенных подхода к созданию сборных моделей:
- Lego - это создание моделей, с применением гибких разборных строительных соединений отдельных частей из пластичных материалов;
- металлический конструктор - создание моделей, путем монтажа, жестких креплений и механической сборки твердых частей, деталей.

Сравнение двух вариантов металлических конструкторов.
А.Селиванкин. Конструктор металлический …сравнение…Публикация.

[url]https://www.drive2.ru/c/536285698009858641/[/url]

[QUOTE=Zlodey;588680]Люди!
Это игрушки и мультфильмы для малых! Будьте проще!
Не отнимайте у детей детство!..[/QUOTE]

Автор:BOGEMNII Игрушки с чердака моего дедушки. Железный конструктор СССР.⁠⁠Публикация. Материалы сайта [url]https://pikabu.ru/[/url]

[quote]...Чудо ехало на веревочке за мальчишкой лет восьми. Машинка. Не магазинная, вся в дырочках каких-то. Я даже забыл о возможном клеве, так было интересно...[/quote]

Советские конструкторы Юность №3, Юность №5, Конструкцион - ГДР.

[url]https://pikabu.ru/story/igrushki_s_cherdaka_moego_dedushki_zheleznyiy_konstruktor_sssr_6343752[/url]

Современные производители конструкторов.
Автор: metalconstructor. Набор инструкций к конструкторам — Юность №3, №4, №5. Модельный ряд, детали. Публикация.

[url]https://metalconstructor.wordpress.com/2015/02/10/инструкция-юность-№3-№4-№5/[/url]

Из истории электронных конструкторов

[quote]...Рожденные в эпоху «76-82» (речь идет о годах прошлого века) и старше наверняка вспомнят самодельные радиоприемники, приложение к журналу «Юный Техник», а также целую серию радио и электронных конструкторов «Старт», с помощью которых можно было собрать вполне адекватную почти Hi-Fi систему из того, что есть в магазинах...[/quote]

[url]https://adaptor.su/arc/site/artcls/ekits/[/url]

У игрушек конструкторов есть одно важное предназначение - подготовка будущих высококвалифицированных технических специалистов и инженеров.

Уровень подготовки специалистов определяется объемом и качественным содержанием учебной программы подготовки по специальности, освоением теоретических дисциплин, получением практических навыков в учебных лабораториях.

ИМХО, уровень подготовки по программе специалитета в 1995г в вузах Российской Федерации был достаточно высоким.

Министерство Общего и Профессионального Образования РФ
Учебно-Методическое объединение по образованию в области энергетики и электротехники.

Примерный Учебный План подготовки выпускников по специальности
180100 - Электромеханика (по отраслям) специалитет 1995г

[url]http://ftemk.mpei.ru/elpro/1801-pl5.html[/url]

Автор:Е.Родшельд
Государственный Комитет Российской Федерации по Высшему Образованию

Утверждаю: Заместитель Председателя Госкомвуза России
29.03.95 Государственный Образовательный Стандарт Высшего Профессионального Образования

Государственные Требования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 180400 Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов

[url]https://pandia.ru/text/81/234/84749.php[/url]