Most zwodzony
Most zwodzony budowany nad rzeką jest rodzajem mostu ruchomego, w którym przynajmniej jedno przęsło jest podnoszone, umożliwiając przepłynięcie większych stateczków. Podnoszenie bardzo ciężkiego przęsła jest realizowane przez zastosowanie mechanizmu przeciwwagi. Mosty zwodzone mogą być jedno- lub dwuskrzydłowe. Na ogół mosty zwodzone są mostami drogowymi, takimi jak widzieliśmy to na kultowym filmie Blues Brothers. Do rzadkości należą mosty kolejowe, ale są przykłady jak kolejowy most zwodzony nad Regalicą, a także most w Trondheim. Do najsłynniejszych mostów zwodzonych należy Tower Bridge w Londynie z końca XIX wieku.
Jeśli chodzi o technikę poruszania, to dawne mosty zwodzone prowadzące do bram miast były napędzane mechanicznie. Niewielkie mosty nad fosami początkowo podnoszono ręcznie kołowrotami. Liny lub łańcuch nawijały się na bębny, stosowano przeciwwagi, potem liny zastąpiły łańcuchy. Z upływem czasu mosty opuszczano i podnoszono za pomocą maszyn parowych, silników spalinowych, aż wreszcie także elektrycznych.
Nasz model będzie prostszy. Proponuję zbudowanie modelu jednoskrzydłowego mostu zwodzonego, który będzie miał napęd hydrauliczny. Podnoszenie i opuszczanie da nam mnóstwo zabawy. Most powstanie z patyczków laryngologicznych oraz dwóch strzykawek. Jeśli podoba wam się pomysł, niezwłocznie zabierajmy się do pracy.
Materiały: dwie strzykawki o pojemności 10 lub 20 cm2, drewniane łopatki laryngologiczne albo odpowiednia liczba patyczków od lodów, kroplówka, czyli przyrząd do przetaczania krwi albo odcinek rurki igelitowej o średnicy pasującej do wylotów strzykawek, patyk od szaszłyka lub odcinek prostej szprychy rowerowej, listewka o przekroju 10×20 milimetrów.
Narzędzia: glutownica z zapasem kleju na gorąco, nożyk, wiertarka lub wkrętarka, dremel z tarczą minigumówką do cięcia albo brzeszczot piłki do metalu, punktak automatyczny, cienkopis, papier do pieczenia.
Kratownica. Na papierze do pieczenia rysujemy trójkąt równoramienny, którego bok ma wymiary patyczka laryngologicznego. Użyjemy jako podkładu papieru do pieczenia, ponieważ nie przywiera do niego klej na gorąco. Nie pobrudzimy zatem naszego stanowiska pracy trudnymi w usunięciu zastygłymi kroplami wyciekającego z glutownicy kleju. Trójkąt rysujemy ołówkiem, odrysowując kolejno patyczki. Ponieważ potrzebujemy czterech jednakowych trójkątów sklejonych ze sobą patyczków, taki wzorzec ułatwi nam pracę. Będą one tworzyć kratownicę naszego mostu. Gdy trójkąty są gotowe, do spodu każdego doklejamy jeszcze patyczek podstawę.
Część jezdna mostu: trójkąty kratownicy łączymy w pary za pomocą poprzecznych przęseł. Odległość pomiędzy nimi ma być taka, by mieściły się trzy patyczki jezdni. Środkowa poprzeczka pomiędzy trójkątami łączy wzdłużne kratownice mostu, tak jak to jest widoczne na fotografii. Na koniec dokładamy poprzeczki łączące górne części kratownic. Za pomocą dremela i tarczy do cięcia obcinamy niepotrzebne wystające części patyczków. Możemy jeszcze wyrównać papierem ściernym pozostałe niedoskonałości modelu.
Brzegi mostu. Mamy most, jeszcze potrzebujemy modelu fosy. Nie tak ostro. Zbudujemy przyczółki mostowe. Z patyczków. I znowu potrzebujemy jako podkładu papieru do pieczenia. Dwa patyczki sklejamy za sobą pod kątem prostym. Dokładamy trzeci patyczek łączący te dwa tak, by zostały wolne końce tamtych pozostałych. Widzimy to na fotografii. Do spodu konstrukcji przyklejamy patyczek podstawę. Potrzebujemy czterech takich jednakowych elementów. Teraz łączymy je dodatkowym patyczkiem w dwie pary.
Eksperyment. Dwie puste strzykawki łączymy ze sobą igelitowa rurką. Jedna z nich ma wysunięty tłok. Wciśnijmy go. Okazuje się, że tłoczek w drugiej strzykawce przesunął się. Wyciągamy tłok z powrotem - słabo reaguje. To dlatego, że powietrze ma słabą ściśliwość. Zastąpimy zatem powietrze wodą. Jest o wiele lepiej. Na każdy ruch pierwszej strzykawki druga odpowiednio odpowiada. Wciskamy tłok pierwszej, w drugiej tłok się wysuwa, ciągniemy tłok pierwszej, druga strzykawka cofa tłok. Tak będzie działał napęd naszego mostu. Jeszcze lepszym medium przenoszącym siły jest olej. I dlatego olej stosuje się we wszelkich podnośnikach, prasach i innych maszynach hydraulicznych. Olej ma tę zaletę, że pod jego wpływem metale nie korodują. Woda mogłaby powodować wżery, a rdza bardzo by utrudniała ruch mechanizmu. Naszym strzykawkom zrobionym z tworzyw sztucznych rdza nie grozi.
Zawiasy. Z listewki o przekroju 10×20 milimetrów odcinamy cztery 15-milimetrowe odcinki. Wyznaczamy środki klocków i punktujemy automatycznym punktakiem wgłębienia. Wiertłem 4-milimetrowym wiercimy otwory. Klocki nakładamy na patyczek od szaszłyków. Powinny luźno się na nim obracać.
Połączenie kratownicy mostu z przyczółkami i brzegiem. Dwa klocki przyklejamy do spodu kratownic z jednej strony. Patyczek powinien tkwić w otworach, aby podczas klejenia można było precyzyjnie ustawić jego prostopadłość w stosunku do kratownicy. Na patyczek od szaszłyka nakładamy pozostałe klocki zawiasów i to one wyznaczą nam odległość pomiędzy przyczółkami. Klocki przykleimy do przyczółków. Teraz przyczółki połączymy poprzecznymi patyczkami, tak jak to widać na fotografii. Dodajemy poprzeczny patyczek, na którym opiera się kratownica a który łączy przyczółki od góry.
Gniazdo wyznaczamy w odległości 100 milimetrów od zawiasu. Składa się z trzech odcinków patyczków, każdy o długości 40 milimetrów. Tworzą kształt litery U zwróconej otwartą częścią ku zawiasowi. Mają być przyklejone pionowo od spodu do jezdni, tak by ruchoma końcówka tłoka mieściła się bez trudu i pracowała, podnosząc i opuszczając most, na swoim miejscu, nie wypadając. Druga strona strzykawki, czyli tłok tkwi w szpatułce w suporcie wklejonym pomiędzy ramionami przyczółków.
Suport strzykawki napędu. Zrobimy ze szpatułki. Patyczek wkleimy poprzecznie do przyczółków mostowych od strony zawiasów. Najpierw jednak w jego środku wyznaczamy miejsce pod otwór. Otwór ma mieć średnicę taką, jak zewnętrzna średnica wężyka nałożonego na strzykawkę. Wiercimy go.
Napęd mostu: napełnioną wodą strzykawkę oraz wężyk łączymy z drugą strzykawką. Postarajmy się, żeby w instalacji nie było powietrza, które mogłoby zakłócić pracę naszego urządzenia. Do spodu części jezdnej mocujemy gniazdo, w którym będzie pracować końcówka tłoka. Widzimy to na fotografii.
Sterowanie napędem. Teraz premiera. Wsuwamy tłok strzykawki sterującej i przęsło naszego mostu podnosi się. O to chodziło. Teraz wyciągamy tłok i przęsło opuszcza się niezwłocznie. Co może pójść nie tak? Jeśli któraś ze strzykawek jest nieszczelna i przepuszcza powietrze pomiędzy tłokiem a cylindrem, należy ją wymienić na nową. Innych problemów nie powinno się napotkać.
Zabawa: Nasz most zwodzony działa niezawodnie, ciesząc oczy nasze i przyjaciół. Możemy wymyślić różne scenariusze, w których obsadzimy nasz model. Najważniejsze jest to, czego nauczyliśmy się o napędzie hydraulicznym i ściśliwości różnych mediów: powietrza, wody i oleju. Może pochwalimy się naszym modelem zwodzonego mostu na lekcji fizyki, przy okazji wywołując dyskusję na temat napędów hydraulicznych i ich różnorodnych zastosowań w technice.
Adam Łowicki
