Гоночная машина с крыльями из WeDo 2.0

Ось с колесом идёт поперёк корпуса, мотор — вдоль. Соединить их напрямую нельзя, поскольку ось жёсткая.

На ось, которую крутит мотор, надета чёрная шестерня на 20 зубьев — зубья у неё скошены на конус. С ней сцеплена бежевая, тоже на 20 зубьев, только повёрнутая на четверть оборота: её ось направлена поперёк корпуса. Зубья входят друг в друга по конусу, и вращение передаётся под углом 90°.

Зубьев поровну, 20 и 20. Частота вращения не меняется: сколько оборотов сделает мотор, столько же и поперечная ось. Меняется только направление. Преимущество решения — компактность. Две шестерни помещаются между рамой и балкой борта без промежуточного вала и шарнира.

Так устроен задний мост машины с задним приводом. Карданный вал идёт вдоль кузова, полуоси — поперёк, и на их стыке стоит коническая пара: маленькая ведущая шестерня и большой зубчатый венец. Там она ещё и понижает обороты, добавляя тяги, а у гипоидной пары ось ведущей шестерни опущена ниже центра венца: так карданный вал и пол салона садятся ниже.

Поперечная ось короткая. Кроме бежевой шестерни, на ней сидит одно колесо — пятое, без шины. Оно установлено в борту у носа, не достаёт до земли и крутится в воздухе.

Передние колёса с шинами получают вращение от мотора, поэтому машина едет вперёд сама. Задние катятся свободно.

Модель показывает только часть автомобильной трансмиссии. У настоящего спорткара между двигателем и колёсами длинная цепь: сцепление, коробка передач, карданный вал, главная передача, дифференциал, полуоси. В схеме собрано одно звено этой цепи — то, где вращение поворачивает на 90°. Зато оно открыто: у настоящего моста коническую пару прячут в чугунный картер и заливают маслом, и увидеть зацепление можно только на разрезе.

Нет в модели и дифференциала. В повороте наружное колесо проходит больший путь, чем внутреннее, — дифференциал позволяет колёсам одной оси крутиться с разной скоростью и всё-таки получать тягу от общего вала. Дифференциала в модели нет: передние колёса сидят на общей оси и всегда вращаются одинаково. Рулевого управления тоже нет, машина едет только прямо, поэтому разнице хода взяться неоткуда.

За кабиной стоит белый датчик движения, два тёмных глазка смотрят вперёд поверх капота. Активный датчик излучает инфракрасный сигнал и принимает отражение, поэтому у него два окна. Чем ближе предмет, тем сильнее отражённый сигнал; датчик обнаруживает ладонь примерно с пятнадцати сантиметров.

В автомобилях применяют похожий принцип. У Ford Escape 2013 года багажник открывается взмахом ноги под бампером: два ёмкостных датчика в бампере фиксируют ногу и голень, система проверяет наличие ключа у подошедшего и только тогда поднимает дверь. Ёмкостный датчик отличает ногу от кошки или мяча по тому, как рядом с ним меняется электрическое поле.

Кнопка в приложении никуда не делась, мотор можно включить и пальцем. Программа также может запускать мотор по сигналу датчика, когда над носом машины появляется предмет.

Крыло должно стоять под углом, который выберет хозяин машины. Петля дала бы одну ось вращения: вверх-вниз, и всё. Шар в гнезде свободен во все стороны, поэтому крыло можно и поднять, и завалить вбок.

Сделано это двумя парами деталей. На корпусе, у голубой круглой площадки, стоят два тёмно-серых кирпичика с шаром. На крыльях — прозрачно-голубые гнёзда, которые на эти шары защёлкиваются. Гнездо обхватывает шар почти целиком, и положение крыла удерживает трение, а при нажатии шарнир сдвигается.

Крылья не связаны с мотором, их угол регулируют вручную.

В Формуле-1 такое крыло двигает привод. С 2011 года у машин работает DRS: на прямом участке гонщик открывает закрылок заднего антикрыла, между элементами появляется щель до 85 миллиметров, прижимная сила падает вместе с сопротивлением воздуха, и на прямой машина выигрывает, по оценке FIA, 10–12 км/ч. Перед поворотом закрылок захлопывается и прижим возвращается.

Сложность модели — пять из пяти, это максимальный уровень в каталоге. Высокая оценка связана с объёмом сборки: в ней 42 шага и 116 деталей. Больше трети деталей уходит на обшивку.

Порядок такой. Сначала собирают раму из лаймовых балок Technic, затем вдоль корпуса устанавливают мотор и смарт-хаб. Затем добавляют бока и капот. На 26-м шаге устанавливают коническую пару, затем добавляют колёса и остальной кузов, а в конце — датчик и крылья.

После установки бежевой шестерни покрутите поперечную ось пальцем и убедитесь, что бежевая шестерня входит в зацепление с чёрной. После установки капота добраться до зацепления уже не получится.

Некоторые детали в этой машине используются не по назначению. Четыре белые зубчатые рейки уложены вдоль корпуса зубьями вверх — они ничего не передают, это решётка моторного отсека. Пятое колесо установлено в борту и вращается в воздухе.

Готовую машину берите за раму снизу. Крылья на шарнирах и длинный нос из клиньев — самые слабые места, за них тянуть не надо.

Программа собирается в бесплатном приложении WeDo 2.0 и укладывается в шесть блоков: старт, ожидание датчика, мощность 10, включить мотор, ожидание датчика, выключить мотор.

Блок ожидания — жёлтые песочные часы с картинкой датчика под ними. Выполнение программы останавливается на этом блоке, пока датчик не сработает после движения руки над машиной. Зелёный блок мощности с числом 10 — это верх шкалы, больше в WeDo 2.0 не бывает. Дальше мотор крутит бежевую шестерню, пока второй такой же блок ожидания не сработает после второго взмаха.

Направление задано один раз и не меняется, поэтому заднего хода нет, а мотор может только вращаться или останавливаться.

Программа не определяет, что находится перед датчиком и кто провёл над ним рукой. Рулевого управления в модели тоже нет, обе оси стоят прямо. Эта программа только запускает мотор первым взмахом и останавливает вторым.