Turbicône

[Turbi]

Bonjour à tous,

J'aimerai présenter ici un nouveau concept de machine rotative : le Turbicône.

Le principe est très simple : faire rouler les uns sur les autres entre deux sphères concentriques, des troncs de cônes elliptiques dont le sommet est situé au centre de ces sphères. Ceci pour exploiter dans différentes machines rotatives les variations volumétriques des espaces engendrés par ces pièces.

La vidéo suivante donne une idée de ce que qu'est le turbicône :

https://www.econologie.info/share/partag ... IqpwXL.wmv

Les cônes montrés sur cette vidéo, présentent en plus certaines caractéristiques aditionnelles qui préfigurent les mécanismes d'exploitation du concept.

J'espère soulever l'intérêt de plusieurs avec ce nouveau sujet

Yves

[pascal HA PHAM]

allez Turbi,
Je poste une première question :

quels peuvent être les ratios de variation volumétriques dans chaque élément composé d'une chambre et d'un cone tournant ?

ratio entre le Vmin et Vmax ?

bien a toi et chapeau pour ce travail de cogitation phénoménal.
A+

Pascal

[Turbi]

Merci Pascal de cette question,

Après une bonne analyse géométrique du sujet, les rapports volumétriques se calculent à l'aide de formule. Curieusement les rapports ne sont fonction que de l'aplatissement des cônes, pas des rayons des spères : he oui, un seul paramètre.

l'aplatissement est normalement le rapport entre le petit angle 2b et le grand angle 2a. L'analyse cependant semble plus aisée si on le définit à comme l'angle p tel que :

tg p = tg b / tg a (p entre 0 et 45°)

On obtient une plage de rapports volumétriques intéressants (1/10 , 1/20) avec des aplatissement p variant entre 30° et 35°.

Un aplatissement trop fort crée plus du couple, mais ne laisse pas assez de place aux organes mécaniques requis pour le bon fonctionnement.

Un aplatissement faible, rapproche les cônes des cônes de révolution (p = 45°) où il n'y a pas de couple.

[Capt_Maloche]

Belle conception, sûrement délicate à mettre en oeuvre, mais extrèmement compacte

ça me rappelle un peu le moteur MYT (version à plat) : http://fr.youtube.com/watch?v=zqSIq39TM ... re=related

ou http://video.google.com/videoplay?docid ... 7018998659

Voir la fiche détaillée animée ! sous excel (impressionnante) https://www.econologie.info/share/partag ... D3bmK8.xls

[Remundo]

Bonjour Yves et Pascal,

Un concept vraiment stimulant reposant sur des propriétés géométriques de la sphère qu'à ma connaissance, personne n'a jamais utilisées.

Peut-être d'autres applications avec Pascal...

J'invite chacun à jeter un oeil sur les belles animations de Yves.

Une belle vidéo de synthèse que j'ai uploadée en dur sur éconologie:
https://www.econologie.info/share/partag ... dFs03m.wmv

@+

[Turbi]

Merci de votre remarque Capt Maloche,

Elle me permet d'exposer ma façon de voir la sphère et ce qui démarque les machines à turbicônes des autres moteurs en particulier du moteur MYT (basé sur un tore).

Je crois qu'un moyen rapide de se faire une idée est d'étudier les chambres des systèmes à turbicônes à celles du moteur MYT ou de tout autre moteur.

Une chambre d'une machine à turbicônes est délimitée par une partie de la sphère extérieure, une partie de la sphère intérieure, et une partie de chacun des quatre cônes adjacents. Quand la chambre est sous pression, les forces qui s'exercent sur les parties sphériques sont contrées par des forces de réaction de la structure et sont donc perdues. Par contre les forces exercées sur les parties coniques sont toutes actives et n'ont pas de composante qui agit sur les sphères puisque ces surfaces sont perpendiculaires. Une mesure intéressante est donc la surface active (parties coniques) pour un volume donné V.

Une chambre du moteur MYT est délimitée par une partie de tore et par deux disques. Quand la chambre est sous pression, les forces qui s'exercent sur les parties toriques sont contrées par la réaction de la structure et sont donc perdues. Seuls les disques ont des surfaces actives. Si l'on considère la même mesure que pour le turbicône c'est à dire la surface des disques pour le volume V. On constate qu'elle est plus petite.

À volume égal et pression égale les chambres des systèmes à turbicônes exposent plus de surface active que celles du moteur MYT et donc exploitent mieux l'énergie entrante.

Bien sûr il faudra confirmer tout ça par une solide démonstration tenant compte des interactions des autres chambres... Ça sera abordé plus tard.

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Pour compléter tout ça, je crois très fermement que la mécanique sphérique a un énorme avenir :

- Pour traiter les fortes pressions associées à bien des formes d'énergie quoi de mieux qu'une forme sphérique ;

- Pour minimiser les forces d'actions et de réactions qui se perdent dans les structures, la sphère est encore la meilleure approche ;

- Pour augmenter les interactions, quoi de mieux que des surfaces coniques : c'est peut-être moins évident, étant perpendiculaires aux sphères, les forces qui s'exercent sur elles vont toujours dans le sens du mouvement. Cela permet en plus de bénéficier de synergies étonnantes ;

- Pour bénéficier des couplages concentriques de systèmes qui augmentent encore le potentiel déjà extraordinaire des sphères (un système à turbicônes à l'intérieur d'un autre) ;

- Pour mieux supporter les dilatations et rétractations dues aux changements de température : les variations proportionnelles n'altèrent que peu la structure d l'ensemble ;

- Pour obtenir des machines compactes nécessitant peu de matière pour les fabriquer ;

- Pour régulariser les mouvements (pas de temps morts, moins de bruit, moins d'usure....)

- etc...

Comme il est de plus en plus facile de mouler ou d'usiner de telles pièces... Pourquoi attendre pour aller vers la mécanique sphérique.

Déjà plusieurs machines utilisent plus ou moins un approche sphérique :

http://kugelmotor.peraves.ch/

http://www.youtube.com/user/fuhandaigou

À bientôt

yves[/u]

[Turbi]

Voici quelques conventions qui m'aiderons a présenter plusieurs aspects de la géométrie du turbicône :

Les surfaces coniques des turbicônes sont du second degré. Elles sont générées à partir d'une ellipse située dans le plan z = 1.

L'angle rouge 2a est le grand angle du cône. Il est situé dans le plan passant par le grand axe de l'ellipse (xOz).
L'angle vert 2b est le petit angle du cône. Il est situé dans le plan passant par le petit axe de l'ellipse (yOz)




L'ellipse a pour demi grand axe tan(a) et pour demi petit axe tan(b)
L'angle p contrôle l'aplatissement du turbicône
on a tan(p) = tan(b)/tan(a)

[Christophe]

Euh c'est le nouveau Rubik's Cube?

[Capt_Maloche]

Sûr que le fait de jouer sur 4 faces permet des efforts bref et coupleux, en plus du fait de la réduction considérable de volume

L'effort sur un quartier lattéral de cone sera égal à la surface plane équivalente sur sa tranche, avec du volume en moins

Par contre Je ne sais pas comment vous comptez réaliser l'étanchéité entre volumes : métal/métal?

[Turbi]

J'aimerai maintenant donner une première définition du turbicône.

Tous les cônes du second degré, en roulant les uns sur les autres n'ont pas la particularité de définir des espaces fermés. Voici donc une première approche pour définir ceux qui possèdent cette capacité :

La vidéo suivante illustre cette définition :

https://www.econologie.info/share/partag ... L4YqsL.wmv

1) Il faut constater que le centre d'un cercle de rayon R qui s'appuie sur les trois plans d'un trièdre rectangle demeure à une distance constante D de l'origine de ce trièdre.

D = R racine(2)

(La démonstration est facile car en effectuant une projection de ce cercle sur l'un des plans du trièdre on reconnait la figure expliquant le cercle de Monge. On peut donc utiliser les formules qui y sont associées)

On peut facilement vérifier ce point en posant une roue de bicyclette dans le coin d'une pièce, avec un CD et une boite à chaussure...

Le début de la vidéo montre un cercle dans différentes positions.

2) La vidéo montre en gris un peu transparent, la sphère de rayon D sur laquelle évolue le centre du cercle.

Il aurait aussi été possible de regarder les choses d'une autre manière : en fixant le cercle et en déplaçant le trièdre de façon à ce que ses trois plans s'appuient constamment sur sa circonférence. C'est l'origine qui aurait alors décrit une sphère de rayon D, ayant le même centre que celui du cercle.

3) Il faut alors figer l'angle sous lequel on voit le cercle à partir de l'origine. Cela est montré sur la vidéo par l'apparition d'un triangle ayant son sommet à l'origine et conservant une position fixe par rapport au cercle, (dans un plan perpendiculaire à celui du cercle).

On constate que malgré cette contrainte le cercle a encore de nombreuses positions possibles pour lesquelles il reste en contact avec les trois plans. En fait, il décrit maintenant une courbe sur la surface sphérique grise. (cette courbe n'est pas montrée sur la vidéo)

4) Étant donné que maintenant l'origine à une position fixe par rapport au cercle, on peut l'utiliser comme sommet d'un cône indéformable ayant le cercle comme courbe directrice.

La vidéo montre ce cône en vert. Elle montre aussi qu'un deuxième cercle identique au premier aurait pu donner le même cône.

Il est très important de constater que les points de contact du cercle sur les plans ont donné lieu a des lignes de contact du cône sur les plans. Et donc que l'espace du trièdre extérieur au cône est séparé en trois parties délimitées par ces lignes de contact.

5) Cette étape consiste à tronquer le cône obtenu par deux sphères concentriques pour définir enfin la pièce solide "Turbicône".

La vidéo ne montre que la partie sphérique extérieure qui évolue dans le trièdre.

6) Disposant maintenant de notre turbicône initial, il faut utiliser toutes les symétries du trièdre pour obtenir les sept autres qui vont composer le système volumétrique.

La vidéo présente aussi certains éléments sur les parties sphériques dont l'usage sera défini plus tard.

7) Il faut enfin retirer complètement le trièdre pour voir enfin le système des huit turbicônes en action.

Les plans ayant disparu, les turbicônes restent en contact et définissent des espaces dont les variations volumétriques sont particulièrement intéressantes.

En fait, le trièdre n'est pas complètement disparu. Il est juste devenu virtuel. On peut le regérer à chaque instant car il est formé par les plans tangents aux turbicônes selon leur lignes de contact.