Дракон с крыльями вверх: машущий дракон из WeDo 2.0

Мотор крутится быстро и слабо. Крылу нужно наоборот. Между ними стоят две шестерни: на моторе маленькая, на восемь зубьев, на валу большая, на двадцать четыре. Мотор делает три оборота — вал один. Втрое медленнее и втрое сильнее.

Вал идёт поперёк рамы, от одной лаймовой стойки до другой. По краям на нём сидят два голубых колеса, и надеты они не по центру: ось проходит не через середину колеса, а сбоку от неё. Вал поворачивается — и верхняя точка такого колеса то уходит вниз, то выезжает наверх. Это кулачок. В моторе его вытачивают из стали, и формой он похож на каплю; в конструкторе кулачок собирают из круглого колеса, посаженного со смещением.

Медленный взмах тут и нужен. Чем крупнее крыло, тем реже им машут: колибри бьёт крыльями около пятидесяти раз в секунду, а для птерозавра кетцалькоатля с десятиметровым размахом расчёт 2024 года даёт примерно 0,7 взмаха в секунду — один раз в полторы секунды. Дракону с его широкими крыльями быстрее и не надо.

Толкатель — длинная чёрная ось. Внизу на неё надета маленькая шестерёнка, и эта шестерёнка просто лежит на кулачке. Ничего не скреплено. К кулачку толкатель прижат собственным весом и весом крыла, а когда кулачок подрастает под шестерёнкой, ось едет вверх. Шестерёнка здесь работает роликом: катится по кулачку, и трение выходит меньше. В настоящих моторах на толкатели тоже ставят ролики.

Вверх ось идёт сквозь два отверстия в перекладине, и перекладина работает направляющей: вбок уйти некуда, только вверх и вниз. На верхнем конце оси белый наконечник, из него вбок торчит короткая серая ось — на неё надето крыло. Слететь ему не даёт жёлтая втулочка.

Само крыло — зелёная балка с отверстиями. Внутренним концом она сидит на теле дракона: это ось качания. Толкатель ловит балку примерно посередине, и дальше работает обычный рычаг — середина поднялась на сантиметр, кончик ушёл на два. Кулачок ходит чуть-чуть, а крыло машет широко.

Голову держит третья ось — серая, и стоит она прямо на валу. Внизу у неё жёлтый шарик: вал крутится под ним, ось только приподнимается, ничего не заедает. Наверху на этой оси сидит вся передняя часть дракона, а сама голова качается на чёрном шарике-шарнире. Ход тут короче, чем у крыльев, и его легко проглядеть: поставьте модель на уровень глаз и медленно прокрутите вал рукой.

В моторе автомобиля стоит такой же вал, только зовут его распредвалом. У нижневальных моторов он лежит внизу, в блоке, а клапаны сидят наверху, в головке, и путь от одного к другому длинный. Кулачок поднимает стакан-толкатель, от толкателя вверх идёт тонкий стержень к коромыслу, коромысло переваливается через свою ось и давит на клапан. Клапан открылся. Закрывает его обратно пружина, навитая на стержень клапана.

Пружина там не для порядка. На высоких оборотах толкатель должен успевать за кулачком, а своего веса ему для этого мало: без пружины он отрывался бы от кулачка и стучал по нему. Пружина прижимает всю цепочку к валу.

У дракона эту работу делает Земля. Крыло тяжёлое, висит на рычаге, и вниз его тянет собственный вес — он же прижимает шестерёнку толкателя к кулачку. Вверх работает мотор, вниз не работает никто. Половина механизма досталась даром.

Платить за это приходится скоростью. Быстрее, чем падает свободное тело, крыло опуститься не может. Проверить легко: поставьте в программе мощность 10 вместо шести и послушайте. Пойдёт дробный стук — значит, толкатель отрывается от кулачка и падает на него обратно, ровно так, как это делает клапан без пружины. Мотористы зовут это зависанием клапанов.

Первые шаги — про раму, и выглядит она скучно: две чёрные пластины 2×16 в основании, а на них стойками две лаймовые балки 1×12. Смарт-хаб встаёт прямо на основание, мотор — рядом, на подставке из пластин.

Вал собирают отдельно, на весу, и только потом ставят в раму. Соберите его и покрутите пальцем, держа за ось: колёса должны идти без заеданий. Дальше приходит мотор с шестерёнкой — и вот здесь стоит остановиться и прокрутить вал ещё раз, уже через шестерни. Если пара зацепилась туго, потом будет только хуже: сверху ляжет перекладина, и добраться до шестерён станет трудно.

Толкатели ставятся почти последними. Каждый должен свободно ходить в отверстиях перекладины: поднимите ось пальцем и отпустите — она должна упасть сама. Не падает — ось где-то зажата, и крыло не опустится.

Последняя проверка уже на собранном драконе. Поднимите крыло рукой и отпустите. Хорошее крыло падает само, до упора в кулачок. Зависает? Ищите перекос там, где крыло надето на короткую серую ось.

Из электроники нужны смарт-хаб и средний мотор, датчиков в этой модели нет. Все детали есть в базовом наборе РобоГуру 2.0, второй докупать не нужно. Сложность 4 из 5: узлов немного, но собирать их надо аккуратно.

Блоков ровно три: старт, направление вращения мотора и мощность 6. Всё.

Кнопки «стоп» тут нет. Мотор получил команду крутиться и крутится, пока программу не остановят рукой. Датчиков в модели нет, поэтому нет и условий: программа ничего не ждёт — она просто включает мотор.

Направление вращения меняет меньше, чем кажется, и это стоит проверить. У круглого кулачка подъём и спуск — две половинки одного круга. Переключите направление в программе: крыло пойдёт так же.

А вот мощность покрутите. Поставьте 3 вместо шести — вал пойдёт медленно, и станет видно, как шестерёнка толкателя съезжает по кулачку вниз. На шести это уже смазывается в одно движение.