Načela pnevmatskih sistemov

Pnevmatski sistemi so mehanski sistemi, ki uporabljajo stisnjene pline. Podobni so hidravličnim sistemom, ki so mehanski sistemi, ki pri prenosu sil uporabljajo tekočine. Pnevmatski sistemi so v sodobnem svetu skoraj povsod. Zobozdravniki uporabljajo pnevmatiko za upravljanje svedrov, tesarji uporabljajo pnevmatiko za pogon zračnih kladiv, tovornjakarji uporabljajo pnevmatske zavore, NASA pa s pnevmatiko za nadzor delovanja satelitskih nosilnih raket.

Pnevmatska definicija bi navajala, da je pnevmatski sistem v bistvu metoda za pretvorbo električne energije v mehansko gibanje z uporabo stisnjenih plinov namesto motorjev ali elektromagnetov. Za številne aplikacije je to veliko bolj učinkovito in praktično. Sistemi običajno vključujejo zračni kompresor, ki stisnjen zrak shrani v valj in stisnjeni zrak sprosti pod električnim nadzorom. Stisnjeni plin je skoraj vedno navaden zrak, ker je prost in nestrupen. Pogosto se zrak nekoliko spremeni, tako da se iz njega izvleče nekaj vodne pare in doda majhna količina atomiziranega olja, da postane plin bolj prijazen strojem.

Pnevmatični sistemi se pogosto uporabljajo za električna orodja. Primer je električno orodje, s katerim avtomobilski mehanik vzame matice, ki držijo pnevmatiko, na pesto. Mehanik lahko v samo nekaj sekundah enostavno sname tudi najtrše matice. V zobozdravstvu, mizarstvu, strojnicah in laboratorijih je na desetine drugih pnevmatskih električnih orodij. Druge aplikacije vključujejo udarne kladiva, sisteme za dovajanje jeklenk, ki jih uporabljajo nekatere banke, in različne lansirne naprave in puške, namenjene za pogon predmetov. Ena zanimiva aplikacija je nov francoski avtomobil, ki deluje na stisnjen zrak. Električna energija se čez noč uporablja za stiskanje zraka v vgrajeni valj, avtomobil pa ves dan vozi brez goriva in brez emisij onesnaževanja.

Hidravlični sistemi običajno uporabljajo olje kot krmilno tekočino. Prednost hidravličnih sistemov je, da zmorejo večje obremenitve, pomanjkljivost pa je, da če pride do puščanja, nastane velika zmešnjava in je drago odpraviti. Puščanje v pnevmatskem sistemu pomeni, da odzračite navaden zrak, ki ga lahko brezplačno zamenjate, ko je puščanje odpravljeno. Prednostni so pnevmatski sistemi, kadar mora biti v sistemu določena količina "oddajanja" ali "igranja" (plini so stisljivi). Hidravlični sistemi so prednostni, kadar je treba vzdrževati visoke tlake brez nihanja.

Pnevmatska moč ni umirajoča tehnologija - daleč od tega. V naši tehnološki prihodnosti sta vsaj dve visokotehnološki aplikaciji pnevmatike: McKibbens in pnevmatski logični sistem. McKibbine včasih imenujejo "umetne mišice". So napihljive gumijaste cevi, obdane z žično mrežo. Ko se napihnejo, se krčijo in se nato izpuhujejo. Trenutno se uporabljajo za pogon robotskih rok in nog. Pnevmatska logika je uporaba zapletenih kanalov za tekočine, ki delujejo kot preprosta računalniška vezja. Pnevmatski logični sistemi imajo pred elektronskimi sistemi številne prednosti, na primer dejstvo, da sevanje ne ovira njih. Nasa te sisteme trenutno uporablja za nadzor ločevanja raketnih stopenj.