"Гидравлические шестерни" вращаются в жидкости без зубьев

Традиционные шестерни, изобретенные еще в древнем Китае для колесниц, а позднее использовавшиеся в знаменитом антикитерском механизме, ветряных мельницах и часах, имеют фундаментальный недостаток: их зубья, будь то из дерева, металла или пластика, жесткие и хрупкие. Они требуют идеального совмещения и уязвимы к ударам и загрязнениям. Чтобы преодолеть эти ограничения, команда ученых из Нью-Йоркского университета задалась вопросом: можно ли создать устройство, работающее как шестерня, но не требующее ни зубьев, ни физического контакта между деталями? Идея возникла из наблюдений за турбинами, приводимыми в движение водой или воздухом.

«Мы изобрели новые типы шестерен, которые зацепляются за счет вращения жидкости, а не за счет сцепления зубьев, и открыли новые возможности для управления скоростью вращения и даже направлением», — сказал Чжан Цзюнь, главный автор статьи.

В ходе экспериментов исследователи погружали цилиндры, или роторы, в вязкий раствор глицерина и воды. Один цилиндр активно вращался, а второй оставался пассивным. Добавив в жидкость мелкие пузырьки для визуализации потоков, ученые смогли отследить, как потоки жидкости от активного цилиндра заставляют вращаться пассивный.

Результаты выявили два разных режима работы в зависимости от расстояния между цилиндрами и скорости вращения, https://phys.org/news/2026-01-fluid-gears-rotate-teeth-mecha... Phys. Если цилиндры расположены близко, вихревые потоки действуют как «жидкие зубья», захватывая пассивный ротор и заставляя его вращаться в противоположном направлении — подобно классическим шестерням. Если же цилиндры разнесены дальше, а активный вращается быстрее, поток жидкости огибает пассивный цилиндр снаружи, как ремень шкива, заставляя его вращаться в том же направлении, что и ведущий. Таким образом, одна и та же система может работать и как зубчатая передача, и как ременная.

По словам исследователей, «жидкие шестерни» лишены основных проблем механических: им не страшны дефекты, неточное расположение или абразивные частицы, которые вызывают заклинивание. Скорость и направление вращения можно менять гораздо более гибкими способами. Все это открывает заманчивые перспективы применения инновации в робототехнике и других отраслях промышленности.

Инженеры из США https://hightech.plus/2025/11/13/razrabotan-nochnoi-dvigatel... в прошлом году прототип устройства, которое по ночам вырабатывает механическую энергию, используя контраст между теплом и холодом. Прототип двигателя Стирлинга в сочетании с панелью радиационного охлаждения может работать после захода солнца без топлива.