Kapalinový převod. Kredit: NYU's Applied Mathematics Laboratory.

Převody představují jedny z nejstarších mechanických komponent, které lidstvo používá. Pokud víme, nejstarší se objevily kolem roku 3000 před naším letopočtem v Číně, kde je využili ve dvoukolových válečných vozech v oblasti poušti Gobi. Postupem času se převody používaly víc a víc a využívají se dodnes.

Jun Zhang. Kredit: New York University.

Ať už jsou ale převody z kovu, dřeva nebo plastu, vždy to jsou ozubená kola, která zapadají do sebe a jsou pevná. Vzhledem k tomu jsou ale také náchylná ke strukturálním problémům až do rozlámání a vyžadují tím pádem důkladnou údržbu.

Tým vědců a inženýrů New York University vytvořil pozoruhodný převodový mechanismus, který vytváří rotaci v kapalinách. Jejich vynález by mohl vést k nové generaci mechanických zařízení, která by mohla nabídnout větší flexibilitu a výdrž než dnešní převody.

Jak říká vedoucí týmu Jun Zhang, s kolegy vynalezli nový typ převodu, který namísto zacvakávání ozubených kol spoléhá na rotaci v kapalině. Současně s tím objevili nové možnosti ovládání rychlosti rotace převodů a také směru rotace.

Logo. Kredit: New York University.

Badatelé vyšli z toho, že k rotaci turbín se využívají média jako vzduch nebo voda. Předpokládali, že kapalina může sehrát roli zubů ozubených kol převodů, pokud jsou její pohyby vhodným způsobem usměrněny. Zhang a spol. to ověřovali v sérii experimentů, které zahrnovaly umístění rotorů do kapaliny, v tomto případě roztoku glycerolu a vody, přičemž měnili vlastnosti roztoku, jako je viskozita a hustota – a sledovali, co se bude dít.

V experimentech roztáčeli jeden z rotorů a sledovali, zda v kapalině vzniknou proudy, které roztočí druhý válec. Do roztoku přidali jemné bublinky, aby mohli sledovat pohyby kapaliny. Experimentovali s různou rychlostí roztáčení prvního rotoru a s různou vzdáleností mezi rotory. Vyšlo najevo, že proudění vody nejen roztáčí druhý rotor jako kdyby šlo o ozubená kola, ale při rychlejší rotaci prvního rotoru a větší vzdálenosti mez rotory dokonce došlo ke změně pohybu druhého rotoru, který pak rotoval stejným směrem jako první. Kapalné převody mají řadu výhod, uvidíme, jak je využijí.

Video: Water Gear Mechanism, Clockwise

Literatura

New York University 13. 1. 2026.

Physical Review Letters 136: 024001.