Ar įmanoma judėti pavėjui greičiau, nei pučia vėjas? Daugeliui toks klausimas skamba kaip paradoksas ar net fizikos dėsniams prieštaraujantis sumanymas. Siekdamas parodyti, kad tai iš tiesų įmanoma, Kauno technologijos universiteto (KTU) studentas Juras Pajaujis sukūrė vėjo varomą prototipą, rodantį netradicinius judėjimo principus.
„Su vėju draugauju jau seniai. Nuo 2015 metų buriuoju, o pastaruosius devynerius metus plaukioju jėgos aitvaru, todėl natūraliai kilo noras ištirti, kokiais dar būdais galima judėti pasitelkiant vėją.
Norėjau ne tik sukurti daiktą, galintį judėti prieš vėją, bet ir pasiekti, kad pavėjui jis judėtų greičiau, nei pučia pats vėjas“, – sako KTU trečio kurso Pramoninio dizaino inžinerijos studentas.
Paradoksas, kurį paaiškina fizika
J. Pajaujis pasakoja, kad įprastai prieš vėją judama zigzagais – būtent tokiu principu jis pats plaukioja jėgos aitvaru. Naudodamas hidrofoilą ir didesnį aitvarą, pučiant maždaug 15 km/h greičio vėjui, jis gali išvystyti iki 50 km/h greitį. Vis dėlto šiame projekte studentą domino kitoks reiškinys – galimybė judėti statmenai prieš vėją arba pavėjui greičiau, nei pučia vėjas.
Pasak jo, tai nėra vien teorinis sumanymas – pasaulyje jau sukurta pilno dydžio bandomoji transporto priemonė „Blackbird“, įrodžiusi, kad toks judėjimas įmanomas. Vis dėlto jos veikimo principą suprasti nėra paprasta.
„Daugelis įsivaizduoja, kad „Blackbird“ pradeda judėti todėl, jog vėjas ima sukti propelerį. Tačiau viskas vyksta atvirkščiai. Iš pradžių vėjas tiesiog stumia visą transporto priemonę pavėjui, o propelerį pradeda sukti ne pats vėjas, bet ratų riedėjimas.
Kadangi ratai ir propeleris yra sujungti tam tikru pavarų santykiu, transporto priemonei įsibėgėjant propeleris ima veikti tarsi lėktuvo propeleris ir sukuria papildomą trauką.
Kadangi vien stebint vėjo judėjimą šį reiškinį suprasti nėra lengva, sukūriau mechaninį prototipą, kuriame viskas matyti gerokai aiškiau“, – aiškina KTU Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakulteto (MIDF) studentas.
Siekdamas aiškiai parodyti šį reiškinį, studentas vėją pakeitė mechaniniu modeliu. Jame vėjo poveikis imituojamas ranka arba medine lenta stumiant didįjį ratą.
Tuomet prototipas ima riedėti ta pačia kryptimi kaip ir jį stumiantis paviršius, tačiau juda greičiau už jį. Apvertus modelį ir stumiant mažąjį ratą, jis pradeda judėti priešinga kryptimi – tarsi judėtų prieš vėją.
Nuo sumanymo iki veikiančio prototipo
Nors šis prototipas nėra skirtas veikti naudojant vėją, jis leidžia aiškiai suprasti, kaip vėjo varomoje sistemoje judėjimas priklauso nuo pavarų santykio. Tikrame variante vietoje didžiojo rato būtų naudojamas sparnas arba propeleris.
„Šiame projekte svarbiausia buvo ne siekti kuo didesnio greičio, o praktiškai parodyti, kad toks judėjimo principas apskritai yra įmanomas. Ateityje, jei pavyktų konstrukciją ištobulinti taip, kad ji galėtų veiksmingai judėti visomis kryptimis greičiau, nei pučia vėjas, toks sprendimas jau galėtų būti pritaikytas praktikoje“, – sako J. Pajaujis.
Paties judėjimo principas, pasak KTU studento, nėra sudėtingas, tačiau kuriant prototipą netrūko techninių iššūkių. Didžiausia kliūtimi tapo ratų praslydimas, todėl teko pagaminti padangas, užtikrinančias itin gerą sukibimą.
J. Pajaujis juokauja, kad dirbdamas prie projekto daugiau laiko praleido aiškindamas neįprastą vėjo fizikos reiškinį kolegoms, nei pats bandydamas jį perprasti. Anot jo, būtent tokie projektai leidžia ne tik pritaikyti teorines žinias praktikoje, bet ir išmokti sudėtingus reiškinius paaiškinti paprastai bei suprantamai.
