Делаем кинетическую скульптуру своими руками

Полезные приспособления /06-сен,2019,15;51 / 167
кинетическая скульптура своими руками

Сразу скажу, что этот футуристический ветряк придумал не я. Автор этой кинетической скульптуры (то есть не статичной, всем привычной, а подвижной) немецкий художник Майкл Хисчер. «Движущиеся элементы централизованно прикреплены к осям работы и настолько точно уравновешены, что даже малейший ветерок будет приводить их в движение. Мягко сбалансированные крылья каждой скульптуры... находят свой центр в невесомости.

Кинетическая скульптура четырехмерна - когда ее крылья беспорядочно и непредсказуемо скользят по воздуху, они имеют дело с прохождением времени... Легкость и равновесие - их тема, время - их сущность». Так написано на табличке рядом с конструкцией, которую я впервые увидел в московском парке «Зарядье». Есть что-то таинственное в этих лопастях, то поворачивающихся, то замирающих, словно «задумывающихся» о чем-то. Творение Хисчера произвело на меня впечатление даже большее, чем знаменитый парящий мост над Москвойрекой, и я задумал соорудить что-то похожее у себя на дачном участке. Вот народ-то будет дивиться!

Вся соль этой конструкции в очень легком вращении лопастей в вертикальных плоскостях и их ступицы в горизонтальной. Тут нужны хорошие подшипники. Конечно, их можно было бы купить, затем выточить под них ступицу - получилось бы качественно и технически безупречно. Но я не токарь, знакомых, кому можно было бы заказать такую работу, нет, поэтому решил поискать какой-нибудь обходной вариант

Сначала озадачился поиском подходящих подшипников. Приятель, с которым я поделился своей сумасбродной идеей, посоветовал взять их из спиннеров.

Помните, были одно время популярны такие игрушки - их крутили между пальцами и дети, и взрослые. Действительно, вращение у них очень легкое - то, что надо для задуманной конструкции. Но оказалось, что повальное увлечение (а скорее, какой-то массовый психоз) прошло, и спиннеры напрочь исчезли из продажи. В интернет-магазинах они еще встречаются, конечно, но мудрить с оформлением заказа и доставкой попросту не хотелось. Буквально чудом в захудаленьком газетном ларьке нашелся один спиннер - самый простейший, за 20 рублей. Похоже, он валялся на прилавке (или под ним) так долго, что подшипник уже успел немного заржаветь.

кинетическая скульптура своими руками

Однако сохранил свое легчайшее вращение. Жаль, что в наличии была только одна такая безделушка. Изучение показало, что в ней использован подшипник 608. Диаметр вала 8 мм мне показался вполне подходящим для будущей конструкции. Еще пара подшипников того же типоразмера удачно обнаружились в гараже. А сами лопасти, или крылья, как их именуют в оригинале, решил сделать из прямоугольной дюралюминиевой трубы сечением 20x40 мм, приобретенной на строительном рынке.

Самое сложное - сделать ступицу для лопастей, она же обойма для подшипников. В результате довольно долгих блужданий по свалкам различного металлолома подобрал там кусок стальной трубы с внутренним диаметром ровно 22 мм, что и требовалось. Правда, труба была со швом, чуть выступающим внутрь и мешающим посадке подшипника. Пришлось вооружиться круглым напильником и устранить эту неровность.

Пластмассовый спиннер - это уже своего рода обойма под подшипник, и я решил использовать его под установку вертикальной оси ветряка. Безжалостно отпилил ушки с тяжеловесами и получил «крокозябру» (прекрасно понимаю, что это слово не техническое и даже не литературное, но точнее, по-моему, получившуюся деталь не назовешь) с подшипником по центру. Винтами М4 закрепил ее на отрезке дюралюминиевого уголка 40x40 мм. По центру надо не забыть сделать отверстие, чтобы внутреннее кольцо подшипника не терлось по металлу, к тому же, в него должна входить головка болта, который будет выполнять роль вертикальной оси вращения ветряка.

Легкими ударами молотка (лучше использовать оправку) посадил подшипники горизонтальных осей в трубу. Предварительно закрепил в них сами оси, представляющие собой болты М8х60 мм. Туго затянул гайки, зажав между ними и головками болтов внутренние кольца, ведь если соединение разболтается, подтянуть его будет невозможно, не вынув подшипника. Для установки вертикальной оси ступицы служит отверстие с резьбой М8, сделанное в стенке посередине (по длине) трубы.

Кстати, обратите внимание: подшипники не следует забивать консистентной смазкой - она затруднит вращение, лучше капнуть несколько капель жидкого моторного масла.

кинетическая скульптура своими руками

Теперь дело за лопастями. Отрезал кусок прямоугольной трубы. С одной стороны прикрепил к нему стабилизатор из листа дюралюминия толщиной 1 мм. Я сделал просто прямоугольники 160x200 мм, но тут можно проявить фантазию. В оригинале, например, стоят стабилизаторы в виде колец. Как мне кажется, они могут быть любой формы, но обязательно симметричными, чтобы не нарушить центр масс лопасти. Винтами М4 закрепил стабилизаторы к лопастям. Оба крыла, разумеется, совершенно одинаковые.

Тайна «скульптуры» кроется в том, что из-за установки стабилизатора на одной из сторон лопасти, ее ось вращения смещается в сторону более тяжелой части (если мы хотим, чтобы лопасть сохраняла произвольное положение в пространстве, а не всегда смотрела стабилизатором вниз). Это очевидно, но такая простейшая асимметрия выглядит очень забавно. И здесь важно точно найти место этой оси. Для этого я зажал в тисках ручку ножа, а на острое лезвие поставил собранную лопасть. Сдвигая ее по долям миллиметра влево-вправо, определил точку равновесия и сделал в ней отверстие диаметром 8 мм под ось. Даже замена одного винтика крепления стабилизатора может нарушить статическую балансировку. А динамическую балансировку я не проводил: непонятно,
как ее выполнить в домашних условиях, да и не нужна она, пожалуй, поскольку обороты здесь невысокие.

Сборка ветряка элементарна. На вертикальную ось устанавливаем дистанционную втулку, накручиваем отрезок нашей трубки-обоймы и затягиваем соединение. На горизонтальные оси надеваем лопасти и притягиваем их гайками. Лучше, если они будут «колпачковые»: с ними законченное изделие выглядит наряднее. Дюралюминиевый уголок закрепляем шурупами на деревянной рейке и устанавливаем ее строго вертикально (вбиваем в землю), воспользовавшись для контроля отвесом. Сечение рейки должно быть таким, чтобы лопасти, встав вертикально, могли свободно описывать вокруг нее круг, поворачиваясь по ветру.


Ну и последний вопрос - он самый интересный, наверное: «Как это все работает!?» По идее, такой ветряк должен сориентироваться по ветру, в горизонтальной и вертикальной плоскостях, - и на этом его движение прекратится. Так в теории и будет, если бы ветер дул постоянно, ровно и в одном направлении. На практике же такое бывает крайне редко. Направление и сила ветра постоянно меняются, пусть и незначительно, а значит, наша скульптура будет находиться в постоянном движении. По горизонтали - за счет стабилизаторов, а лопасти будут крутиться благодаря разности их наветренных площадей с двух сторон асимметрично установленной оси. Во всяком случае, у меня все работает! Даже при слабом ветерке наблюдать за медленными хаотическими движениями лопастей можно бесконечно долго. Неплохой объект для медитации получился. Настраивает мысли на философский лад. А заодно работает у меня на участке в роли необычного... пугала, отлично отгоняющего непрошенных пернатых от посадок.

Андрей ВОЖЕ, пос. Николина Гора (Московская обл.)