17 வயதானவர் மின்சார கார் தொழிலை மாற்றக்கூடிய ஒரு மோட்டாரை வடிவமைத்தார்
ராபர்ட் சான்சோன்பிறவி பொறியாளர். அனிமேட்ரானிக் கைகள் முதல் அதிவேக ஓடும் பூட்ஸ் மற்றும் ஒரு மணி நேரத்திற்கு 70 மைல்களுக்கு மேல் வேகத்தை எட்டும் ஒரு கோ-கார்ட் வரை, ஃபுளோரிடாவைச் சேர்ந்த ஃபோர்ட் பியர்ஸ், தனது ஓய்வு நேரத்தில் குறைந்தது 60 பொறியியல் திட்டங்களை முடித்திருப்பதாக மதிப்பிடுகிறார். அவருக்கு 17 வயது தான்.
சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, சான்சோன் மின்சார கார்களின் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் பற்றிய வீடியோவைப் பார்த்தார். பெரும்பாலான எலக்ட்ரிக் கார் மோட்டார்களுக்கு அரிய-பூமி உறுப்புகளால் செய்யப்பட்ட காந்தங்கள் தேவை என்று வீடியோ விளக்கியது, அவை பிரித்தெடுக்க நிதி ரீதியாகவும் சுற்றுச்சூழல் ரீதியாகவும் விலை அதிகம். தேவைப்படும் அரிய-பூமி பொருட்கள் ஒரு கிலோவிற்கு நூற்றுக்கணக்கான டாலர்கள் செலவாகும். ஒப்பிடுகையில், தாமிரம் ஒரு கிலோவிற்கு $7.83 மதிப்புடையது.
பல்வேறு ரோபோட்டிக்ஸ் திட்டங்களில் அவற்றைப் பயன்படுத்திய சான்சோன் கூறுகையில், "எலக்ட்ரிக் மோட்டார்களில் எனக்கு இயல்பான ஆர்வம் உண்டு. "அந்த நிலைத்தன்மை சிக்கலுடன், நான் அதைச் சமாளிக்க விரும்பினேன், மேலும் வேறு ஒரு மோட்டாரை வடிவமைக்க முயற்சிக்கிறேன்."
இந்த அரிய-பூமி பொருட்களைப் பயன்படுத்தாத ஒரு வகையான மின்சார மோட்டார்-ஒத்திசைவான தயக்கம் மோட்டார்-பற்றி உயர்நிலை கேள்விப்பட்டிருக்கிறது. இந்த வகையான மோட்டார் தற்போது பம்புகள் மற்றும் மின்விசிறிகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் அது மின்சார வாகனத்தில் பயன்படுத்தக்கூடிய அளவுக்கு சக்தி வாய்ந்ததாக இல்லை. எனவே, சான்சோன் அதன் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான வழிகளை செய்யத் தொடங்கினார்.
ஒரு வருட காலப்பகுதியில், சான்சோன் ஒரு புதிய ஒத்திசைவான தயக்க மோட்டாரின் முன்மாதிரியை உருவாக்கியது, அது ஏற்கனவே உள்ளதை விட அதிக சுழற்சி விசை அல்லது முறுக்கு மற்றும் செயல்திறன் கொண்டது. முன்மாதிரி 3-டி அச்சிடப்பட்ட பிளாஸ்டிக், செப்பு கம்பிகள் மற்றும் எஃகு சுழலி ஆகியவற்றிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டது மற்றும் சக்தியை அளவிட பல்வேறு மீட்டர்கள் மற்றும் மோட்டாரின் சுழற்சி வேகத்தை தீர்மானிக்க லேசர் டேகோமீட்டர் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி சோதிக்கப்பட்டது. இந்த ஆண்டு நடந்த ரெஜெனெரான் சர்வதேச அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் கண்காட்சியில் (ISEF), மிகப்பெரிய சர்வதேச உயர்நிலைப் பள்ளி STEM போட்டியில் அவருக்கு முதல் பரிசு மற்றும் $75,000 வெற்றி கிடைத்தது.குறைந்த நிலையான நிரந்தர காந்த மோட்டார்கள் நியோடைமியம், சமாரியம் மற்றும் டிஸ்ப்ரோசியம் போன்ற பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை ஹெட்ஃபோன்கள் மற்றும் இயர்பட்கள் உட்பட பல்வேறு தயாரிப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுவதால் அதிக தேவை உள்ளது என்று பல்கலைக்கழகத்தின் மின் மற்றும் கணினி பொறியியல் பேராசிரியரான ஹீத் ஹாஃப்மேன் விளக்குகிறார். மிச்சிகன். ஹாஃப்மேன் மின்சார வாகனங்களில் விரிவாக பணியாற்றியுள்ளார், டெஸ்லாவுடன் அதன் உந்துவிசை இயக்கத்திற்கான கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகளை உருவாக்க ஆலோசனை செய்துள்ளார்.
"காந்தங்களைப் பயன்படுத்தும் பயன்பாடுகளின் எண்ணிக்கை மேலும் மேலும் பெரிதாகி வருவதாகத் தெரிகிறது," என்று அவர் கூறுகிறார். "ஏராளமான பொருட்கள் சீனாவில் வெட்டப்படுகின்றன, எனவே விலை பெரும்பாலும் சீனாவுடனான நமது வர்த்தக நிலையைப் பொறுத்தது." டெஸ்லா சமீபத்தில் அதன் மோட்டார்களில் நிரந்தர காந்தங்களைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கியது என்று ஹாஃப்மேன் கூறுகிறார்.
மின்சார மோட்டார்கள் ஒரு சுழலியை சுழற்ற சுழலும் மின்காந்த புலங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஸ்டேட்டர் எனப்படும் மோட்டாரின் நிலையான வெளிப்புறப் பகுதியில் உள்ள கம்பி சுருள்கள் இந்த மின்காந்த புலங்களை உருவாக்குகின்றன. நிரந்தர காந்த மோட்டார்களில், சுழலும் சுழலியின் விளிம்பில் இணைக்கப்பட்ட காந்தங்கள் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகின்றன, அவை சுழலும் புலத்தில் உள்ள எதிர் துருவங்களுக்கு ஈர்க்கப்படுகின்றன. இந்த ஈர்ப்பு ரோட்டரை சுழற்றுகிறது.
ஒத்திசைவான தயக்கம் மோட்டார்கள் காந்தங்களைப் பயன்படுத்துவதில்லை. அதற்கு பதிலாக, காற்று இடைவெளிகள் வெட்டப்பட்ட ஒரு எஃகு சுழலி சுழலும் காந்தப்புலத்துடன் தன்னை இணைத்துக் கொள்கிறது. தயக்கம் அல்லது ஒரு பொருளின் காந்தத்தன்மை இந்த செயல்முறைக்கு முக்கியமானது. சுழலும் காந்தப்புலத்துடன் சுழலி சுழலும் போது, முறுக்கு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. உப்புத்தன்மை விகிதம் அல்லது பொருட்களுக்கு இடையேயான காந்தத்தில் உள்ள வேறுபாடு (இந்த விஷயத்தில், எஃகு மற்றும் காந்தமற்ற காற்று இடைவெளிகள்) அதிகமாக இருக்கும்போது அதிக முறுக்குவிசை உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.
காற்று இடைவெளிகளைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, சான்சோன் மற்றொரு காந்தப்புலத்தை ஒரு மோட்டாரில் இணைக்கலாம் என்று நினைத்தார். இது இந்த உவர்ப்பு விகிதத்தை அதிகரிக்கும் மற்றும் அதையொட்டி அதிக முறுக்குவிசையை உருவாக்கும். அவரது வடிவமைப்பில் மற்ற கூறுகள் உள்ளன, ஆனால் எதிர்காலத்தில் தொழில்நுட்பத்திற்கு காப்புரிமை பெற அவர் நம்புவதால் மேலும் விவரங்களை வெளியிட முடியாது.
இந்த 17 வயதானவர் மின்சார கார் தொழிலை மாற்றக்கூடிய ஒரு மோட்டாரை வடிவமைத்தார்"எனக்கு இந்த ஆரம்ப யோசனை கிடைத்ததும், அந்த வடிவமைப்பு உண்மையில் செயல்படுமா என்பதைப் பார்க்க சில முன்மாதிரிகளைச் செய்ய வேண்டியிருந்தது" என்று சான்சோன் கூறுகிறார். "மிக மேம்பட்ட மோட்டார்கள் தயாரிப்பதற்கு என்னிடம் ஏராளமான ஆதாரங்கள் இல்லை, அதனால் நான் 3-டி பிரிண்டரைப் பயன்படுத்தி ஒரு சிறிய பதிப்பை-அளவிலான மாதிரியை- உருவாக்க வேண்டியிருந்தது."
அவர் தனது வடிவமைப்பைச் சோதிப்பதற்கு முன் பல முன்மாதிரிகள் தேவைப்பட்டன.
"எனக்கு உதவ ஒரு வழிகாட்டி இல்லை, எனவே ஒவ்வொரு முறையும் ஒரு மோட்டார் தோல்வியடையும் போது, நான் டன் ஆராய்ச்சிகளை செய்ய வேண்டியிருந்தது மற்றும் என்ன தவறு நடந்ததோ அதை சரிசெய்ய முயற்சிக்க வேண்டும்," என்று அவர் கூறுகிறார். "ஆனால் இறுதியில் 15 வது மோட்டாரில், வேலை செய்யும் முன்மாதிரியைப் பெற முடிந்தது."
சான்சோன் தனது மோட்டாரை முறுக்கு மற்றும் செயல்திறனுக்காக சோதித்தார், பின்னர் அதை ஒப்பிட்டுப் பார்ப்பதற்காக மிகவும் பாரம்பரியமான ஒத்திசைவான தயக்கம் மோட்டாராக இயங்கும்படி மறுகட்டமைத்தார். அவரது நாவல் வடிவமைப்பு நிமிடத்திற்கு 300 புரட்சிகளில் (RPM) 39 சதவீதம் அதிக முறுக்குவிசையையும் 31 சதவீதம் அதிக செயல்திறனையும் வெளிப்படுத்தியது. 750 ஆர்பிஎம்மில், இது 37 சதவீதம் அதிக செயல்திறனில் செயல்பட்டது. பிளாஸ்டிக் துண்டுகள் அதிக வெப்பமடையும் என்பதால், ஒரு நிமிடத்திற்கு அதிகப் புரட்சிகளில் அவரது முன்மாதிரியைச் சோதிக்க முடியவில்லை - முன்மாதிரிகளில் ஒன்று அவரது மேசையில் உருகியபோது அவர் கடினமான வழியைக் கற்றுக்கொண்டார், அவர் கிரிம்சன் எஜுகேஷன் தயாரித்த போட்காஸ்ட் டாப் ஆஃப் தி கிளாஸிடம் கூறுகிறார்.
ஒப்பிடுகையில், டெஸ்லாவின் மாடல் எஸ் மோட்டார் 18,000 ஆர்பிஎம் வரை எட்டக்கூடியது என்று நிறுவனத்தின் முதன்மை மோட்டார் வடிவமைப்பாளர் கான்ஸ்டான்டினோஸ் லஸ்காரிஸ் 2016 ஆம் ஆண்டு மின்சார வாகனங்கள் இதழான சார்ஜ்டின் கிறிஸ்டியன் ரூஃப் உடனான நேர்காணலில் விளக்கினார்.
சான்சோன் தனது முடிவுகளை இரண்டாவது பரிசோதனையில் சரிபார்த்தார், அதில் அவர் தனது திட்ட விளக்கக்காட்சியின்படி, "நாவல் வடிவமைப்பு காந்த உவர்ப்பை உருவாக்கும் கோட்பாட்டுக் கொள்கையை" தனிமைப்படுத்தினார். அடிப்படையில், இந்த சோதனை மற்ற அனைத்து மாறிகளையும் நீக்கியது, மேலும் முறுக்கு மற்றும் செயல்திறன் மேம்பாடுகள் அவரது வடிவமைப்பின் அதிக உப்புத்தன்மை விகிதத்துடன் தொடர்புபடுத்தப்பட்டுள்ளன என்பதை உறுதிப்படுத்தியது.
"அவர் நிச்சயமாக விஷயங்களை சரியான வழியில் பார்க்கிறார்," ஹாஃப்மேன் சான்சோனைப் பற்றி கூறுகிறார். "இது அடுத்த பெரிய விஷயமாக இருக்கக்கூடிய சாத்தியம் உள்ளது." இருப்பினும், பல பேராசிரியர்கள் தங்கள் முழு வாழ்க்கையையும் ஆராய்ச்சி செய்வதில் வேலை செய்கிறார்கள், மேலும் "அவர்கள் உலகைக் கைப்பற்றுவது மிகவும் அரிதானது" என்று அவர் கூறுகிறார்.ஒத்திசைவான தயக்க மோட்டர்களுக்கான பொருட்கள் மலிவானவை என்று ஹாஃப்மேன் கூறுகிறார், ஆனால் இயந்திரங்கள் சிக்கலானவை மற்றும் உற்பத்தி செய்வது மிகவும் கடினம். எனவே, அதிக உற்பத்திச் செலவுகள், அவற்றின் பரவலான பயன்பாட்டிற்குத் தடையாக இருக்கின்றன-மற்றும் சான்சோனின் கண்டுபிடிப்புக்கு ஒரு முக்கியக் கட்டுப்படுத்தும் காரணியாகும்.
சான்சோன் ஒப்புக்கொள்கிறார், ஆனால் "சேர்க்கை உற்பத்தி [3-டி பிரிண்டிங் போன்றவை] போன்ற புதிய தொழில்நுட்பங்களுடன், எதிர்காலத்தில் அதை உருவாக்குவது எளிதாக இருக்கும்" என்கிறார்.
சான்சோன் இப்போது தனது மோட்டாரின் பதிப்பு 16க்கான கணக்கீடுகள் மற்றும் 3-டி மாடலிங் பணிகளில் ஈடுபட்டு வருகிறார், அதை உறுதியான பொருட்களால் உருவாக்க அவர் திட்டமிட்டுள்ளார், எனவே அவர் நிமிடத்திற்கு அதிக சுழற்சிகளில் அதைச் சோதிக்க முடியும். அவரது மோட்டார் அதிக வேகம் மற்றும் செயல்திறனுடன் தொடர்ந்து செயல்பட்டால், அவர் காப்புரிமை செயல்முறையுடன் முன்னேறுவேன் என்று கூறுகிறார்.
இந்த 17 வயதுடையவர், மின்சார கார் தொழிலை மாற்றக்கூடிய ஒரு மோட்டாரை வடிவமைத்துள்ளார்.
சான்சோனின் முழு பரிசோதனை அமைப்பு. ராபர்ட் சான்சோன்
ஃபோர்ட் பியர்ஸ் சென்ட்ரல் உயர்நிலைப் பள்ளியில் வளர்ந்து வரும் மூத்தவராக, சான்சோன் மாசசூசெட்ஸ் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியில் சேர வேண்டும் என்று கனவு காண்கிறார். ISEF இலிருந்து அவர் பெற்ற வெற்றிகள் கல்லூரிப் படிப்பிற்குச் செல்லும்.
சான்சோன் கூறுகையில், தான் முதலில் போட்டியில் பங்கேற்கத் திட்டமிடவில்லை. ஆனால் அவரது வகுப்புகளில் ஒன்று அவருக்கு ஒரு வருட ஆராய்ச்சி திட்டம் மற்றும் அவர் விருப்பமான தலைப்பில் காகிதத்தை முடிக்க அனுமதித்தது என்பதை அறிந்ததும், அவர் தனது மோட்டாரில் தொடர்ந்து பணியாற்றுவதற்கான வாய்ப்பைப் பயன்படுத்த முடிவு செய்தார்.
"இவ்வளவு ஆற்றலை என்னால் அதில் ஈடுபடுத்த முடிந்தால், நான் அதை ஒரு அறிவியல் நியாயமான திட்டமாக உருவாக்கி அதனுடன் போட்டியிடலாம் என்று நான் நினைத்தேன்," என்று அவர் விளக்குகிறார். மாவட்ட மற்றும் மாநில போட்டிகளில் சிறப்பாக செயல்பட்ட பிறகு, அவர் ISEF க்கு முன்னேறினார்.
சான்சோன் தனது அடுத்த கட்ட சோதனை வரை காத்திருக்கிறார், அவர் எந்த கார் நிறுவனத்தையும் அணுகுவார், ஆனால் ஒரு நாள் தனது மோட்டார் எலக்ட்ரிக் வாகனங்களுக்கு விருப்பமான வடிவமைப்பாக இருக்கும் என்று அவர் நம்புகிறார்.
Margaret Osborne
Tags :
