Jucărie hovercraft DIY. Ne facem propriul aeroglisor. Fabricarea carenei navei
Prototipul vehiculului amfibiu prezentat a fost un vehicul cu pernă de aer (AVP) numit „Aerojeep”, o publicație despre care a apărut în revistă. Ca și dispozitivul anterior, noua mașină este monomotor, cu o singură elice, cu flux de aer distribuit. Acest model este tot cu trei locuri, cu pilotul și pasagerii aranjați în formă de T: pilotul este în față în mijloc, iar pasagerii sunt pe laterale, în spate. Deși nimic nu împiedică al patrulea pasager să stea la spatele șoferului - lungimea scaunului și puterea motorului cu elice sunt destul de suficiente.
Noua mașină, pe lângă caracteristicile tehnice îmbunătățite, are o serie de caracteristici de design și chiar inovații care îi sporesc fiabilitatea operațională și capacitatea de supraviețuire - la urma urmei, amfibiul este o păsări de apă. Și o numesc „pasăre” pentru că încă se mișcă prin aer atât deasupra apei, cât și deasupra pământului.
Din punct de vedere structural, noua mașină constă din patru părți principale: un corp din fibră de sticlă, un cilindru pneumatic, un gard flexibil (fustă) și o unitate de elice.
Când vorbiți despre o mașină nouă, va trebui inevitabil să vă repetați - la urma urmei, modelele sunt în mare măsură similare.
Corpul Amfibii identic cu prototipul atât ca dimensiune, cât și ca design - fibră de sticlă, dublă, tridimensională, constând din carcase interioare și exterioare. Este de remarcat aici că găurile din carcasa interioară a noului dispozitiv sunt acum situate nu la marginea superioară a laturilor, ci aproximativ la mijloc între acesta și marginea inferioară, ceea ce asigură o creare mai rapidă și mai stabilă a unui pernă de aer. Găurile în sine nu sunt acum alungite, ci rotunde, cu un diametru de 90 mm. Sunt aproximativ 40 dintre ele și sunt amplasate uniform pe părțile laterale și în față.
Fiecare coajă a fost lipită în propria matrice (folosită din designul anterior) din două până la trei straturi de fibră de sticlă (și partea de jos din patru straturi) pe un liant de poliester. Desigur, aceste rășini sunt inferioare rășinilor vinilice și epoxidice în ceea ce privește aderența, nivelul de filtrare, contracția și eliberarea de substanțe nocive la uscare, dar au un avantaj incontestabil la preț - sunt mult mai ieftine, ceea ce este important. Pentru cei care intenționează să folosească astfel de rășini, permiteți-mi să vă reamintesc că încăperea în care se desfășoară lucrările trebuie să aibă o ventilație bună și o temperatură de minim +22°C.
1 – segment (set 60 buc.); 2 – balon; 3 – tachetă de ancorare (3 buc.); 4 – vizor de vânt; 5 – balustrada (2 buc.); 6 – apărătoare de plasă a elicei; 7 – partea exterioară a canalului inelar; 8 – cârmă (2 buc.); 9 – maneta de control al volanului; 10 – trapă în tunel pentru acces la rezervorul de combustibil și la baterie; 11 – scaunul pilotului; 12 – canapea pasager; 13 – carcasa motorului; 14 – vâsla (2 buc.); 15 – toba de eșapament; 16 – umplutură (spumă); 17 – partea interioară a canalului inelar; 18 – lumina de rulare; 19 – elice; 20 – butuc elice; 21 – transmisie curea dinţată; 22 – punct de fixare a cilindrului la caroserie; 23 – punctul de atașare al segmentului de corp; 24 – motor pe suport motor; 25 – învelișul interior al corpului; 26 – umplutură (spumă); 27 – carcasa exterioară a carcasei; 28 – panou despărțitor pentru flux de aer forțat
Matricele au fost realizate în prealabil conform modelului principal din aceleași covorașe de sticlă pe aceeași rășină poliesterică, doar grosimea pereților lor a fost mai mare și s-a ridicat la 7-8 mm (pentru carcasele de carcasă - aproximativ 4 mm). Înainte de coacerea elementelor, toate rugozitățile și bavurile au fost îndepărtate cu grijă de pe suprafața de lucru a matricei și a fost acoperită de trei ori cu ceară diluată în terebentină și lustruită. După aceasta, un strat subțire (până la 0,5 mm) de gelcoat roșu (lac colorat) a fost aplicat pe suprafață folosind un pulverizator (sau rolă).
După ce s-a uscat, procesul de lipire a carcasei a început folosind următoarea tehnologie. Mai întâi, folosind o rolă, suprafața de ceară a matricei și o parte a covorașului de sticlă (cu pori mai mici) sunt acoperite cu rășină, apoi covorașul este plasat pe matrice și rulat până când aerul este complet îndepărtat de sub strat. (dacă este necesar, puteți face un mic slot în covoraș). În același mod, straturile ulterioare de covorașe de sticlă sunt așezate la grosimea necesară (3-4 mm), cu montarea, acolo unde este necesar, a pieselor înglobate (metal și lemn). Clapele în exces de-a lungul marginilor au fost tăiate la lipirea „umedă”.
a – învelișul exterior;
b – carcasa interioara;
1 – schi (pom);
2 – placa submotor (lemn)
După realizarea separată a carcasei exterioare și interioare, acestea au fost îmbinate, prinse cu cleme și șuruburi autofiletante, apoi lipite în jurul perimetrului cu benzi acoperite cu rășină poliesterică din aceeași covorașă de sticlă, lățime de 40-50 mm, din care cojile. ei înșiși au fost făcuți. După atașarea cochiliilor de margine cu nituri petale, în jurul perimetrului a fost atașată o bandă laterală verticală din bandă duraluminiu de 2 mm cu o lățime de cel puțin 35 mm.
În plus, bucățile de fibră de sticlă impregnată cu rășină trebuie lipite cu grijă de toate colțurile și locurile în care elementele de fixare sunt înșurubate. Învelișul exterior este acoperit deasupra cu gelcoat - o rășină poliesterică cu aditivi acrilici și ceară, care conferă strălucire și rezistență la apă.
Este de remarcat faptul că elementele mai mici au fost lipite folosind aceeași tehnologie (au fost realizate carcasele exterioare și interioare): carcasele interioare și exterioare ale difuzorului, roțile de direcție, carcasa motorului, deflectorul de vânt, tunelul și scaunul șoferului. Un rezervor de gaz de 12,5 litri (industrial din Italia) se introduce in interiorul carcasei, in consola, inainte de a fixa partile inferioare si superioare ale carcasei.
carcasa interioară a carcasei cu ieșiri de aer pentru a crea o pernă de aer; deasupra găurilor există un rând de cleme de cablu pentru agățarea capetelor eșarfei segmentului fustei; două schiuri de lemn lipite de fund
Pentru cei care abia încep să lucreze cu fibra de sticlă, recomand să înceapă să construiască o barcă cu aceste elemente mici. Greutatea totală a corpului din fibră de sticlă împreună cu schiurile și banda din aliaj de aluminiu, difuzorul și cârmele este de la 80 la 95 kg.
Spațiul dintre cochilii servește ca un canal de aer în jurul perimetrului aparatului de la pupa pe ambele părți până la prova. Părțile superioare și inferioare ale acestui spațiu sunt umplute cu spumă de construcție, care oferă o secțiune transversală optimă a canalelor de aer și flotabilitate suplimentară (și, în consecință, supraviețuire) dispozitivului. Bucățile de spumă plastică au fost lipite împreună cu același liant de poliester și au fost lipite de cochilii cu benzi de fibră de sticlă, de asemenea impregnate cu rășină. În continuare, din canalele de aer, aerul iese prin găuri uniform distanțate cu un diametru de 90 mm în carcasa exterioară, „se sprijină” pe segmentele fustei și creează o pernă de aer sub dispozitiv.
Pentru a proteja împotriva deteriorării, o pereche de schiuri longitudinale din blocuri de lemn sunt lipite de partea inferioară a carcasei exterioare a carenei din exterior, iar o placă de lemn sub motor este lipită de partea din spate a cockpitului (adică, din interior).
Balon. Noul model de hovercraft are o deplasare aproape de două ori mai mare (350 - 370 kg) decât precedentul. Acest lucru a fost realizat prin instalarea unui balon gonflabil între corp și segmentele gardului flexibil (fustă). Cilindrul este lipit dintr-un material folie PVC pe baza de lavsan Uipuriap, produs in Finlanda, cu o densitate de 750 g/m 2 in functie de forma corpului in plan. Materialul a fost testat pe hovercraft industriale mari, cum ar fi Chius, Pegasus și Marte. Pentru a crește capacitatea de supraviețuire, cilindrul poate consta din mai multe compartimente (în acest caz, trei, fiecare cu propria supapă de umplere). Compartimentele, la rândul lor, pot fi împărțite în jumătate pe lungime prin pereți despărțitori longitudinali (dar această versiune a acestora este încă doar în design). Cu acest design, un compartiment spart (sau chiar două) vă va permite să continuați deplasarea de-a lungul traseului și cu atât mai mult să ajungeți la țărm pentru reparații. Pentru tăierea economică a materialului, cilindrul este împărțit în patru secțiuni: o secțiune de arc și două secțiuni de alimentare. Fiecare secțiune, la rândul său, este lipită împreună din două părți (jumătăți) ale carcasei: inferior și superior - modelele lor sunt oglindite. În această versiune a cilindrului, compartimentele și secțiunile nu se potrivesc.
a – învelișul exterior; b – carcasa interioara;
1 – secțiune de prova; 2 – secțiune laterală (2 buc.); 3 – secțiunea pupa; 4 – compartimentare (3 buc.); 5 – supape (3 buc.); 6 – lyktros; 7 – șorț
Un „liktros” este lipit de partea superioară a cilindrului - o bandă de material Vinyplan 6545 „Arctic” pliată în jumătate, cu un cordon de nailon împletit introdus de-a lungul pliului, impregnat cu adeziv „900I”. Pe bara laterală se aplică „Liktros”, iar cu ajutorul șuruburilor din plastic cilindrul este atașat de o bandă de aluminiu fixată pe corp. Aceeași bandă (numai fără cablul atașat) este lipită de cilindru și din partea de jos în față („la șapte și jumătate”), așa-numitul „șorț” - la care părțile superioare ale segmentelor (limbilor) ale se leagă gardul flexibil. Mai târziu, o bară de protecție din cauciuc a fost lipită de partea din față a cilindrului.
Gard elastic moale„Aerojipa” (fustă) constă din elemente separate, dar identice - segmente, tăiate și cusute din țesătură ușoară densă sau material de film. Este de dorit ca materialul să fie hidrofug, să nu se întărească la frig și să nu permită trecerea aerului.
Am folosit din nou material Vinyplan 4126, doar cu o densitate mai mica (240 g/m2), dar tesatura domestica de tip percal este destul de potrivita.
Segmentele sunt puțin mai mici ca dimensiune decât la modelul „fără balon”. Modelul segmentului este simplu și îl puteți coase singur, chiar și manual, sau îl puteți suda cu curenți de înaltă frecvență (HFC).
Segmentele sunt legate cu limba capacului de sigiliul balonului (două - la un capăt, în timp ce nodurile sunt situate în interior sub fustă) de-a lungul întregului perimetru al Aeroamphibianului. Cele două colțuri inferioare ale segmentului, folosind cleme de construcție din nailon, sunt suspendate liber de un cablu de oțel cu un diametru de 2 - 2,5 mm, înconjurând partea inferioară a carcasei interioare a corpului. În total, fusta găzduiește până la 60 de segmente. Un cablu de oțel cu diametrul de 2,5 mm este atașat de corp cu ajutorul clemelor, care, la rândul lor, sunt atrase de carcasa interioară prin nituri de frunze.
1 – eșarfă (material „Viniplan 4126”); 2 – limbă (material „Viniplan 4126”); 3 – suprapunere (țesătură arctică)
Această fixare a segmentelor de fustă nu depășește semnificativ timpul necesar înlocuirii unui element defect al gardului flexibil, comparativ cu designul anterior, când fiecare a fost fixat separat. Dar, după cum a arătat practica, fusta este funcțională chiar și atunci când până la 10% dintre segmente eșuează și nu este necesară înlocuirea lor frecventă.
1 – carcasa exterioară a carcasei; 2 – învelișul interior al corpului; 3 - suprapunere (fibră de sticlă) 4 - bandă (duralumin, bandă 30x2); 5 – șurub autofiletant; 6 – linie de cilindru; 7 – șurub din plastic; 8 – balon; 9 – șorț cilindric; 10 – segment; 11 – dantelă; 12 – clip; 13-clema (plastic); 14-cablu d2.5; 15-nit prelungire; 16-ochiuri
Instalația elicei constă dintr-un motor, o elice cu șase pale (ventilator) și o transmisie.
Motor– RMZ-500 (analogic cu Rotax 503) de la snowmobilul Taiga. Produs de Russian Mechanics OJSC sub licență de la compania austriacă Rotax. Motorul este în doi timpi, cu supapă de admisie petală și răcire forțată cu aer. S-a dovedit a fi fiabil, destul de puternic (aproximativ 50 CP) și nu greu (aproximativ 37 kg) și, cel mai important, o unitate relativ ieftină. Combustibil - benzină AI-92 amestecată cu ulei pentru motoarele în doi timpi (de exemplu, MGD-14M domestic). Consumul mediu de combustibil este de 9 – 10 l/h. Motorul este montat în partea din spate a vehiculului, pe un suport de motor atașat de fundul carenei (sau mai bine zis, de placa de lemn de sub motor). Motorama a devenit mai înaltă. Acest lucru se face pentru confortul curățării părții din pupa a cockpitului de zăpadă și gheață care ajunge acolo prin laterale și se acumulează acolo și îngheață atunci când este oprită.
1 – arbore de iesire motor; 2 – scripete dinţat antrenant (32 dinţi); 3 – curea dinţată; 4 – scripete dinţat antrenat; 5 – Piulita M20 pentru fixarea osiilor; 6 – bucșe distanțiere (3 buc.); 7 – rulment (2 buc.); 8 – axa; 9 – bucșă șurub; 10 – suport bara spate; 11 – suport supramotor fata; 12 - suport biped contravantut frontal (nu este prezentat in desen, vezi foto); 13 – obraz exterior; 14 – obraz interior
Elicea este cu șase pale, cu pas fix, cu diametrul de 900 mm. (A existat o încercare de a instala două elice coaxiale cu cinci pale, dar nu a avut succes). Bucșa șurubului este realizată din aluminiu turnat. Lamele sunt din fibra de sticla, acoperite cu gelcoat. Axa butucului elicei a fost prelungită, deși pe el au rămas aceiași lagăre 6304. Axa a fost montată pe un suport deasupra motorului și fixată aici cu două distanțiere: una cu două grinzi în față și una cu trei grinzi înăuntru. ei sunt. În fața elicei există o protecție de plasă, iar pene de cârmă în spate.
Transmiterea cuplului (rotația) de la arborele de ieșire al motorului la butucul elicei se realizează printr-o curea dințată cu un raport de transmisie de 1:2,25 (fulia de antrenare are 32 de dinți, iar fulia condusă are 72).
Fluxul de aer de la elice este distribuit printr-o partiție în canalul inelar în două părți inegale (aproximativ 1:3). O parte mai mică merge sub fundul carenei pentru a crea o pernă de aer, iar o parte mai mare merge pentru a genera forță de propulsie (tracțiune) pentru mișcare. Câteva cuvinte despre caracteristicile conducerii unui amfibian, în special despre începerea mișcării. Când motorul este la ralanti, dispozitivul rămâne nemișcat. Pe măsură ce numărul de rotații crește, amfibiul se ridică mai întâi deasupra suprafeței de susținere și apoi începe să se deplaseze înainte la rotații de la 3200 - 3500 pe minut. În acest moment, este important, mai ales la pornirea de la sol, ca pilotul să ridice mai întâi partea din spate a dispozitivului: apoi segmentele din spate nu se vor prinde de nimic, iar segmentele din față vor aluneca peste suprafețe neuniforme și obstacole.
1 – baza (tabla de otel s6, 2 buc.); 2 – suport portal (tabla de otel s4.2 buc.); 3 – jumper (foaie de otel s10, 2 buc.)
Controlul Aerojeep-ului (schimbarea direcției de mișcare) este efectuat de cârme aerodinamice, atașate cu balamale de canalul inelar. Volanul este deviat folosind o pârghie cu două brațe (volan de tip motocicletă) printr-un cablu italian Bowden care merge la unul dintre planurile volanului aerodinamic. Celălalt plan este conectat la prima tijă rigidă. O pârghie de control al accelerației carburatorului sau un „declanșator” de la un snowmobil „Taiga” este atașat la mânerul din stânga manetei.
1 – volan; 2 – Cablu Bowden; 3 – unitate pentru fixarea impletiturii pe corp (2 buc.); 4 – Cablu impletit Bowden; 5 – panou de direcție; 6 – pârghie; 7 – tracțiune (balasorul nu este prezentat); 8 – rulment (4 buc.)
Frânarea se realizează prin „eliberarea gazului”. În acest caz, perna de aer dispare, iar dispozitivul se sprijină cu corpul pe apă (sau schiurile pe zăpadă sau pe pământ) și se oprește din cauza frecării.
Echipamente și instrumente electrice. Aparatul este echipat cu o baterie, un turometru cu oră, un voltmetru, un indicator de temperatură a capului motorului, faruri cu halogen, un buton și un contact de contact pe volan etc. Motorul este pornit de un demaror electric. Este posibil să instalați orice alte dispozitive.
Barca amfibie a fost numită „Rybak-360”. A trecut probele pe mare pe Volga: în 2010, la un miting al companiei Velkhod în satul Emaus de lângă Tver, la Nijni Novgorod. La cererea Moskomsport, el a participat la spectacole demonstrative la festivalul dedicat Zilei Marinei de la Moscova pe Canalul de Canotaj.
Date tehnice aeroamfibiene:
Dimensiuni totale, mm:
lungime…………………………………………………………………………………..3950
lățime……………………………………………………………………………………………..2400
înălțimea……………………………………………………………………………….1380
Puterea motorului, CP…………………………………………………….52
Greutate, kg……………………………………………………………………………….150
Capacitate de încărcare, kg………………………………………………………………….370
Capacitate combustibil, l…………………………………………………………………….12
Consumul de combustibil, l/h……………………………………………………..9 - 10
Obstacole de depășit:
ridică, grindină…………………………………………………………………….20
val, m……………………………………………………………………………… 0.5
Viteza de croazieră, km/h:
prin apă………………………………………………………………………………….50
la sol…………………………………………………………………………………54
pe gheață……………………………………………………………………………….60
M. YAGUBOV Inventatorul de onoare al Moscovei
Starea nesatisfăcătoare a rețelei de autostrăzi și absența aproape completă a infrastructurii rutiere pe majoritatea rutelor regionale ne obligă să căutăm vehicule care funcționează pe principii fizice diferite. Un astfel de mijloc este un aeroglisor capabil să deplaseze oameni și mărfuri în condiții off-road.
Hovercraft, care poartă termenul tehnic sonor „hovercraft”, diferă de modelele tradiționale de bărci și mașini nu numai prin capacitatea sa de a se deplasa pe orice suprafață (bază, câmp, mlaștină etc.), ci și prin capacitatea de a dezvolta viteză decentă. . Singura cerință pentru un astfel de „drum” este că trebuie să fie mai mult sau mai puțin neted și relativ moale.
Cu toate acestea, utilizarea unei perne de aer de către o ambarcațiune pentru toate terenurile necesită costuri energetice destul de serioase, care la rândul lor implică o creștere semnificativă a consumului de combustibil. Funcționarea hovercraftului (hovercraft) se bazează pe o combinație a următoarelor principii fizice:
- Presiune specifică scăzută a hovercraftului pe suprafața solului sau a apei.
- Mișcare de mare viteză.
Acest factor are o explicație destul de simplă și logică. Zona suprafețelor de contact (partea inferioară a aparatului și, de exemplu, solul) corespunde sau depășește suprafața hovercraftului. Tehnic vorbind, vehiculul creează dinamic cantitatea necesară de forță de sprijin.
Presiunea excesivă creată într-un dispozitiv special ridică mașina de pe suport la o înălțime de 100-150 mm. Această pernă de aer este cea care întrerupe contactul mecanic al suprafețelor și minimizează rezistența la mișcarea de translație a hovercraftului în plan orizontal.
În ciuda capacității de mișcare rapidă și, cel mai important, economică, domeniul de aplicare a unui hovercraft pe suprafața pământului este semnificativ limitat. Zonele de asfalt, rocile dure cu prezența deșeurilor industriale sau pietrele dure sunt absolut nepotrivite pentru aceasta, deoarece riscul de deteriorare a elementului principal al hovercraftului - fundul pernei - crește semnificativ.
Astfel, traseul optim cu hovercraft poate fi considerat unul în care trebuie să înoți mult și să conduci puțin pe alocuri. În unele țări, precum Canada, hovercraft-urile sunt folosite de salvatori. Potrivit unor rapoarte, dispozitivele cu acest design sunt în serviciu cu armatele unor țări membre NATO.
De ce vrei să faci un aeroglisor cu propriile mâini? Există mai multe motive:
De aceea, SVP-urile nu s-au răspândit. Într-adevăr, puteți cumpăra un ATV sau un snowmobil ca o jucărie scumpă. O altă opțiune este să faci singur o barcă-mașină.
Atunci când alegeți o schemă de lucru, este necesar să decideți asupra unui design de carcasă care să îndeplinească în mod optim condițiile tehnice date. Rețineți că este foarte posibil să creați un aeroglisor cu propriile mâini cu desene pentru asamblarea elementelor de casă.
Resursele specializate abundă cu desene gata făcute de aeroglisor de casă. O analiză a testelor practice arată că varianta cea mai de succes, care satisface condițiile care apar la deplasarea pe apă și sol, sunt pernele formate prin metoda camerei.
Atunci când alegeți un material pentru elementul structural principal al unui aeroglisor - corpul, luați în considerare câteva criterii importante. În primul rând, este simplitatea și ușurința procesării. În al doilea rând, greutatea specifică scăzută a materialului. Acesta este parametrul care asigură că hovercraftul aparține categoriei „amfibie”, adică nu există riscul de inundație în cazul unei opriri de urgență a navei.
De regulă, placaj de 4 mm este folosit pentru a face caroseria, iar suprastructurile sunt din plastic spumă. Acest lucru reduce semnificativ greutatea proprie a structurii. După lipirea suprafețelor exterioare cu penoplex și vopsirea ulterioară, modelul capătă caracteristicile de aspect original ale originalului. Materialele polimerice sunt folosite pentru glazura cabinei, iar elementele rămase sunt îndoite din sârmă.
Realizarea unei așa-numite fuste va necesita o țesătură densă, impermeabilă, din fibră polimerică. După tăiere, piesele sunt cusute împreună cu o cusătură dublă strânsă, iar lipirea se face cu lipici rezistent la apă. Acest lucru asigură nu numai un grad ridicat de fiabilitate structurală, dar vă permite și să ascundeți rosturile de instalare de privirile indiscrete.
Proiectarea centralei presupune prezența a două motoare: marşul şi forţarea. Sunt echipate cu motoare electrice fără perii și elice cu două pale. Un regulator special realizează procesul de gestionare a acestora.
Tensiunea de alimentare este furnizată de la două baterii reîncărcabile, a căror capacitate totală este de 3.000 de miliamperi pe oră. La nivelul maxim de încărcare, hovercraftul poate fi operat timp de 25-30 de minute.
Atentie, doar AZI!
Designul final, precum și denumirea informală a meșteșugului nostru, îi datorăm unui coleg de la ziarul Vedomosți. Văzând una dintre „decolările” de test în parcarea editurii, ea a exclamat: „Da, aceasta este stupa lui Baba Yaga!” Această comparație ne-a făcut incredibil de fericiți: la urma urmei, doar căutăm o modalitate de a ne echipa hovercraft cu o cârmă și o frână, iar calea a fost găsită de la sine - i-am dat pilotului o mătură!
Aceasta pare una dintre cele mai stupide meșteșuguri pe care le-am făcut vreodată. Dar, dacă vă gândiți bine, este un experiment fizic foarte spectaculos: se dovedește că un flux slab de aer de la o suflantă de mână, concepută pentru a mătura frunzele moarte imponderabile de pe căi, este capabil să ridice o persoană deasupra solului și mișcându-l ușor în spațiu. În ciuda aspectului său foarte impresionant, construirea unei astfel de bărci este la fel de ușoară ca decojirea perelor: dacă urmați cu strictețe instrucțiunile, va necesita doar câteva ore de lucru fără praf.
Folosind sfoară și un marker, desenați un cerc cu diametrul de 120 cm pe o foaie de placaj și tăiați partea de jos cu un puzzle. Faceți imediat un al doilea cerc de același tip.
Aliniați cele două cercuri și găuriți o gaură de 100 mm prin ele folosind un ferăstrău cu gaură. Salvați discurile de lemn scoase din coroană; unul dintre ele va servi drept „buton” central al pernei de aer.
Așezați perdeaua de duș pe masă, puneți partea de jos deasupra și asigurați polietilena cu un capsator de mobilă. Tăiați excesul de polietilenă, făcând un pas înapoi cu câțiva centimetri de capse.
Lipiți marginea fustei cu bandă întărită în două rânduri cu o suprapunere de 50%. Acest lucru va face fusta etanșă și va evita pierderile de aer.
Marcați partea centrală a fustei: va exista un „naston” în mijloc, iar în jurul lui vor fi șase găuri cu un diametru de 5 cm. Tăiați găurile cu un cuțit pentru plăci.
Lipiți cu atenție partea centrală a fustei, inclusiv găurile, cu bandă întărită. Aplicați benzi cu suprapunere de 50%, aplicați două straturi de bandă. Tăiați din nou găurile cu un cuțit pentru plăci și fixați „butonul” central cu șuruburi autofiletante. Fusta este gata.
Întoarceți partea de jos și înșurubați al doilea cerc de placaj. Placajul de 12 mm este ușor de lucrat, dar nu este suficient de rigid pentru a rezista la sarcinile necesare fără deformare. Două straturi de astfel de placaj vor fi potrivite. Așezați izolația conductei sanitare în jurul marginilor cercului și fixați-o cu un capsator. Va servi drept bară de protecție decorativă.
Folosiți manșetele și colțurile canalelor de aerisire de 100 mm pentru a conecta suflanta la fustă. Asigurați motorul folosind unghiuri și legături.
Elicopter și disc
Contrar credinței populare, barca nu se sprijină pe un strat de 10 centimetri de aer comprimat, altfel ar fi deja un elicopter. O pernă de aer este ceva ca o saltea pneumatică. Folia de polietilenă care acoperă partea inferioară a dispozitivului este umplută cu aer, întinsă și transformată într-un fel de inel gonflabil.
Filmul aderă foarte strâns la suprafața drumului, formând un petic larg de contact (aproape pe întreaga zonă a fundului) cu o gaură în centru. Din acest orificiu vine aer sub presiune. Pe întreaga zonă de contact dintre film și drum se formează un strat subțire de aer, de-a lungul căruia dispozitivul alunecă ușor în orice direcție. Datorită fustei gonflabile, chiar și o cantitate mică de aer este suficientă pentru o alunecare bună, așa că stupa noastră seamănă mai mult cu un puc de hochei pe aer decât cu un elicopter.
Vânt sub fustă
De obicei, nu publicăm desene exacte în secțiunea „clasa de master” și recomandăm insistent cititorilor să-și folosească imaginația creativă în acest proces, experimentând designul cât mai mult posibil. Dar acesta nu este cazul. Mai multe încercări de a se abate ușor de la rețeta populară l-au costat pe editor câteva zile de muncă suplimentară. Nu repeta greșelile noastre - urmați cu atenție instrucțiunile.
Barca ar trebui să fie rotundă, ca o farfurie zburătoare. Un vas sprijinit pe un strat subțire de aer necesită un echilibru perfect: cu cel mai mic defect de distribuție a greutății, tot aerul va ieși din partea subîncărcată, iar partea mai grea va cădea cu toată greutatea pe sol. Forma rotundă simetrică a fundului îl va ajuta pe pilot să-și găsească cu ușurință echilibrul, schimbându-și ușor poziția corpului.
Pentru a face fundul, luați placaj de 12 mm, folosiți o frânghie și un marker pentru a desena un cerc cu diametrul de 120 cm și decupați piesa cu un ferăstrău electric. Fusta este realizată dintr-o perdea de duș din polietilenă. Alegerea unei perdele este poate cea mai importantă etapă în care se decide soarta viitoarei meșteșuguri. Polietilena trebuie să fie cât mai groasă posibil, dar strict uniformă și în niciun caz întărită cu material textil sau benzi decorative. Pânza uleioasă, prelată și alte țesături etanșe nu sunt potrivite pentru construirea unui aeroglisor.
În căutarea rezistenței fustei, am făcut prima noastră greșeală: fața de masă din pânză de ulei care se întindea prost nu a putut să apese strâns pe drum și să formeze un petic larg de contact. Zona micului „pată” nu a fost suficientă pentru a face mașina grea să alunece.
Lăsarea unei alocații pentru a lăsa mai mult aer să intre sub o fustă strâmtă nu este o opțiune. Când este umflată, o astfel de pernă formează pliuri care vor elibera aer și vor preveni formarea unei pelicule uniforme. Dar polietilena presată strâns pe fund, care se întinde atunci când aerul este pompat, formează o bulă perfect netedă care se potrivește strâns oricărei denivelări ale drumului.
Banda scotch este capul tuturor
A face o fustă este ușor. Trebuie să răspândiți polietilena pe un banc de lucru, să o acoperiți cu o bucată rotundă de placaj cu un orificiu pre-găurit pentru alimentarea cu aer și să fixați cu atenție fusta cu un capsator de mobilă. Chiar și cel mai simplu capsator mecanic (nu electric) cu capse de 8 mm va face față sarcinii.
Banda întărită este un element foarte important al fustei. Îl întărește acolo unde este necesar, menținând în același timp elasticitatea altor zone. Acordați o atenție deosebită armăturii din polietilenă de sub „butonul” central și în zona orificiilor de aer. Aplicați banda cu o suprapunere de 50% și în două straturi. Polietilena trebuie să fie curată, altfel banda se poate desprinde.
Întărirea insuficientă în zona centrală a provocat un accident amuzant. Fusta s-a rupt în zona „nasturii”, iar perna noastră s-a transformat dintr-o „goasă” într-o bulă semicirculară. Pilotul, cu ochii mari de surprindere, s-a ridicat la o jumătate de metru bun deasupra solului și după câteva clipe a căzut - fusta a izbucnit în cele din urmă și a lăsat tot aerul. Acest incident a fost cel care ne-a condus la ideea greșită de a folosi pânză uleioasă în locul unei perdele de duș.
O altă concepție greșită care ne-a căzut în timpul construcției bărcii a fost credința că niciodată nu există prea multă putere. Ne-am procurat o suflantă mare Hitachi RB65EF 65cc pentru rucsac. Această fiară a unei mașini are un avantaj semnificativ: este echipată cu un furtun ondulat, cu care este foarte ușor să conectați ventilatorul la fustă. Dar puterea de 2,9 kW este clar prea mare. Fustei din polietilenă trebuie să i se acorde exact cantitatea de aer care va fi suficientă pentru a ridica mașina la 5-10 cm deasupra solului. Dacă exagerați cu gaz, polietilena nu va rezista la presiune și se va rupe. Este exact ceea ce s-a întâmplat cu prima noastră mașină. Asa ca fii sigur ca daca ai la dispozitie orice fel de suflante de frunze, acesta va fi potrivit pentru proiect.
Cu toată viteza înainte!
De obicei, hovercraftul are cel puțin două elice: o elice de propulsie, care dă vehiculului mișcare înainte și un ventilator, care forțează aerul sub manșon. Cum va avansa „farfuria noastră zburătoare” și ne putem descurca cu o singură suflantă?
Această întrebare ne-a chinuit până la primele teste de succes. S-a dovedit că fusta alunecă atât de bine pe suprafață, încât chiar și cea mai mică schimbare a echilibrului este suficientă pentru ca dispozitivul să se miște singur într-o direcție sau alta. Din acest motiv, trebuie doar să instalați scaunul pe mașină în timp ce se mișcă, pentru a echilibra corect mașina și abia apoi să înșurubați picioarele în jos.
Am încercat a doua suflantă ca motor de propulsie, dar rezultatul nu a fost impresionant: duza îngustă produce un debit rapid, dar volumul de aer care trece prin ea nu este suficient pentru a crea nici măcar cea mai mică forță vizibilă a jetului. Ceea ce ai nevoie cu adevărat când conduci este o frână. Mătura lui Baba Yaga este ideală pentru acest rol.
Și-a numit navă - intră în apă
Din păcate, redacția noastră, și odată cu aceasta și atelierul, se află în jungla de beton, departe chiar și de cele mai modeste corpuri de apă. Prin urmare, nu am putut lansa dispozitivul nostru în apă. Dar teoretic totul ar trebui să funcționeze! Dacă construirea unei bărci devine o activitate de vară pentru dvs. într-o zi fierbinte de vară, testați-o pentru navigabilitate și împărtășiți-ne o poveste despre succesul dvs. Desigur, trebuie să scoateți barca pe apă de pe un mal înclinat ușor la accelerația de croazieră, cu fusta complet umflată. Nu există nicio modalitate de a-i permite să se scufunde - scufundarea în apă înseamnă moartea inevitabilă a suflatorului de la ciocanul de ariete.
Caracteristicile de mare viteză și capacitățile amfibii ale hovercraftului, precum și simplitatea comparativă a designului lor, atrag atenția designerilor amatori. În ultimii ani au apărut multe AUA mici, construite independent și folosite pentru sport, turism sau călătorii de afaceri.
În unele țări, de exemplu în Marea Britanie, SUA și Canada, a fost stabilită producția industrială în serie de mici WUA; Oferim dispozitive gata făcute sau kituri de piese pentru auto-asamblare.
Un AVP sportiv tipic este compact, simplu în design, are sisteme de ridicare și mișcare independente unul de celălalt și poate fi mutat cu ușurință atât deasupra solului, cât și deasupra apei. Acestea sunt predominant vehicule cu un singur loc cu motociclete cu carburator sau motoare de automobile ușoare răcite cu aer.
WUA-urile turistice sunt mai complexe în design. Acestea sunt de obicei cu două sau patru locuri, concepute pentru călătorii relativ lungi și, în consecință, au suporturi pentru bagaje, rezervoare de combustibil de mare capacitate și dispozitive pentru a proteja pasagerii de vremea rea.
În scop economic se folosesc platforme mici, adaptate pentru transportul în principal de mărfuri agricole pe teren accidentat și mlăștinos.
Principalele caracteristici
AVP-urile pentru amatori sunt caracterizate prin dimensiunile principale, masa, diametrul compresorului și elicei și distanța de la centrul de masă al AVP la centrul rezistenței sale aerodinamice.În tabel 1 compară cele mai importante date tehnice ale celor mai populare AVP amatori englezi. Tabelul vă permite să navigați într-o gamă largă de valori ale parametrilor individuali și să le utilizați pentru analize comparative cu propriile proiecte.
Cele mai ușoare WUA cântăresc aproximativ 100 kg, cele mai grele - mai mult de 1000 kg. Desigur, cu cât masa dispozitivului este mai mică, cu atât este necesară mai puțină putere a motorului pentru a-l deplasa sau cu atât se poate obține performanță mai mare cu același consum de energie.
Mai jos sunt cele mai tipice date despre masa componentelor individuale care alcătuiesc masa totală a unui AVP amator: motor cu carburator răcit cu aer - 20-70 kg; suflantă axială. (pompa) - 15 kg, pompa centrifuga - 20 kg; elice - 6-8 kg; cadru motor - 5-8 kg; transmisie - 5-8 kg; inel-duză elice - 3-5 kg; controale - 5-7 kg; corp - 50-80 kg; rezervoare de combustibil și conducte de gaz - 5-8 kg; scaun - 5 kg.
Capacitatea totală de transport este determinată prin calcul în funcție de numărul de pasageri, de o anumită cantitate de marfă transportată, de rezervele de combustibil și petrol necesare pentru a asigura intervalul de croazieră necesar.
În paralel cu calcularea masei AVP, este necesar un calcul precis al poziției centrului de greutate, deoarece de aceasta depind performanța de conducere, stabilitatea și controlabilitatea dispozitivului. Condiția principală este ca rezultanta forțelor care susțin perna de aer să treacă prin centrul de greutate comun (CG) al aparatului. Este necesar să se țină seama de faptul că toate masele care își schimbă valoarea în timpul funcționării (cum ar fi combustibilul, pasagerii, marfa) trebuie să fie plasate aproape de CG al dispozitivului pentru a nu provoca mișcarea acestuia.
Centrul de greutate al dispozitivului este determinat prin calcul în funcție de desenul proiecției laterale a dispozitivului, unde sunt reprezentate centrele de greutate ale unităților individuale, componentele structurale ale pasagerilor și ale încărcăturii (Fig. 1). Cunoscând masele G i și coordonatele (față de axele de coordonate) x i și y i ale centrelor lor de greutate, putem determina poziția CG a întregului aparat folosind formulele:
AVP-ul amator proiectat trebuie să îndeplinească anumite cerințe operaționale, de proiectare și tehnologice. Baza pentru crearea unui proiect și proiectarea unui nou tip de AVP sunt, în primul rând, datele inițiale și condițiile tehnice care determină tipul de dispozitiv, scopul acestuia, greutatea totală, capacitatea de transport, dimensiunile, tipul de centrală principală, caracteristici de conducere și caracteristici specifice.
WUA turistice și sportive, precum și alte tipuri de WUA amatori, trebuie să fie ușor de fabricat, să utilizeze materiale și ansambluri ușor disponibile în proiectare, precum și o siguranță completă a funcționării.
Vorbind despre caracteristicile de conducere, ele înseamnă înălțimea de plutire a AVP și capacitatea de a depăși obstacolele asociate cu această calitate, viteza maximă și răspunsul la accelerație, precum și distanța de frânare, stabilitate, controlabilitate și autonomie.
În proiectarea AVP, forma corpului joacă un rol fundamental (Fig. 2), care este un compromis între:
- a) contururi rotunde, care se caracterizează prin cei mai buni parametri ai pernei de aer în momentul planării pe loc;
- b) contururi în formă de lacrimă, care este de preferat din punctul de vedere al reducerii rezistenței aerodinamice la deplasare;
- c) o formă de carenă îndreptată spre nas („în formă de cioc”), optimă din punct de vedere hidrodinamic la deplasarea de-a lungul unei suprafețe de apă agitată;
- d) o formă optimă pentru scopuri operaționale.
Folosind date statistice privind structurile existente care corespund tipului nou creat de WUA, proiectantul trebuie să stabilească:
- greutatea aparatului G, kg;
- suprafata pernei de aer S, m2;
- lungimea, latimea si conturul corpului in plan;
- puterea motorului sistemului de ridicare N v.p. , kW;
- putere motor de tracțiune N motor, kW.
- presiunea în perna de aer P v.p. = G:S;
- puterea specifică a sistemului de ridicare q v.p. = G:N ch. .
- puterea specifică a motorului de tracțiune q dv = G:N dv și, de asemenea, începeți dezvoltarea configurației AVP.
Principiul creării unei perne de aer, supraalimentatoare
Cel mai adesea, la construirea AVP-urilor de amatori, se folosesc două scheme pentru formarea unei perne de aer: cameră și duză.Într-un design de cameră, cel mai adesea folosit în proiecte simple, debitul volumetric al aerului care trece prin calea de aer a dispozitivului este egal cu debitul volumetric al supraalimentatorului
Unde:
F este aria perimetrală a spațiului dintre suprafața de sprijin și marginea inferioară a corpului aparatului, prin care aerul iese de sub aparat, m 2 ; poate fi definit ca produsul dintre perimetrul gardului cu pernă de aer P și decalajul h e dintre gard și suprafața de sprijin; de obicei h 2 = 0,7÷0,8h, unde h este înălțimea de plutire a aparatului, m;
υ - viteza fluxului de aer de sub aparat; cu suficientă precizie poate fi calculat folosind formula:
unde R v.p. - presiunea in perna de aer, Pa; g - accelerația în cădere liberă, m/s 2 ; y - densitatea aerului, kg/m3.
Puterea necesară pentru a crea o pernă de aer într-un circuit de cameră este determinată de formula aproximativă:
unde R v.p. - presiunea în spatele supraalimentatorului (în receptor), Pa; η n - randamentul supraalimentatorului.
Presiunea pernei de aer și debitul de aer sunt principalii parametri ai pernei de aer. Valorile lor depind în primul rând de dimensiunea aparatului, adică de masa și suprafața portantă, de altitudinea de plutire, de viteza de mișcare, de metoda de creare a unei perne de aer și de rezistența în calea aerului.
Cele mai economice aeronave sunt vehiculele mari cu perne de aer sau suprafețele portante mari, în care presiunea minimă în pernă permite obținerea unei capacități de transport suficient de mare. Cu toate acestea, construcția independentă a unui aparat de dimensiuni mari este asociată cu dificultăți de transport și depozitare și este, de asemenea, limitată de capacitățile financiare ale designerului amator. La reducerea dimensiunii AVP, este necesară o creștere semnificativă a presiunii în perna de aer și, în consecință, o creștere a consumului de energie.
Fenomenele negative, la rândul lor, depind de presiunea din perna de aer și de viteza fluxului de aer de sub aparat: stropire în timp ce vă deplasați peste apă și praf când vă deplasați pe o suprafață nisipoasă sau zăpadă afanată.
Aparent, un design WUA de succes este, într-un fel, un compromis între dependențele contradictorii descrise mai sus.
Pentru a reduce consumul de energie pentru trecerea aerului prin canalul de aer de la compresor în cavitatea pernei, acesta trebuie să aibă o rezistență aerodinamică minimă (Fig. 3). Pierderile de putere care sunt inevitabile atunci când aerul trece prin canalele tractului aerian sunt de două tipuri: pierderi datorate mișcării aerului în canale drepte de secțiune transversală constantă și pierderi locale în timpul expansiunii și îndoirii canalelor.
În tractul aerian al micilor AVP amatori, pierderile datorate mișcării fluxurilor de aer de-a lungul canalelor drepte cu secțiune transversală constantă sunt relativ mici din cauza lungimii nesemnificative a acestor canale, precum și a tratării amănunțite a suprafeței lor. Aceste pierderi pot fi estimate folosind formula:
unde: λ - coeficientul de pierdere de presiune pe lungimea canalului, calculat conform graficului prezentat în Fig. 4, în funcție de numărul Reynolds Re=(υ·d):v, υ - viteza de trecere a aerului în canal, m/s; l - lungimea canalului, m; d este diametrul canalului, m (dacă canalul are o altă secțiune transversală decât circulară, atunci d este diametrul unui canal cilindric echivalent în aria secțiunii transversale); v este coeficientul de vâscozitate cinematică a aerului, m 2 /s.
Pierderile locale de putere asociate cu o creștere sau scădere puternică a secțiunii transversale a canalelor și modificări semnificative ale direcției fluxului de aer, precum și pierderile pentru aspirarea aerului în compresor, duze și cârme constituie principalele costuri ale puterii supraalimentatorului.
Aici ζ m este coeficientul de pierdere local, în funcție de numărul Reynolds, care este determinat de parametrii geometrici ai sursei de pierdere și de viteza de trecere a aerului (Fig. 5-8).
Supraalimentatorul din AVP trebuie să creeze o anumită presiune a aerului în perna de aer, ținând cont de consumul de energie pentru a depăși rezistența canalelor la fluxul de aer. În unele cazuri, o parte din fluxul de aer este, de asemenea, utilizată pentru a genera forța orizontală a dispozitivului pentru a asigura mișcarea.
Presiunea totală creată de compresor este suma presiunii statice și dinamice:
În funcție de tipul de AVP, zona pernei de aer, înălțimea de ridicare a dispozitivului și amploarea pierderilor, componentele p sυ și p dυ variază. Aceasta determină alegerea tipului și performanța supraalimentatoarelor.
Într-un circuit de pernă de aer din cameră, presiunea statică p sυ necesară pentru a crea portare poate fi echivalată cu presiunea statică din spatele supraalimentatorului, a cărei putere este determinată de formula dată mai sus.
Când se calculează puterea necesară a unui compresor AVP cu o carcasă flexibilă cu pernă de aer (design duze), presiunea statică din spatele supraalimentatorului poate fi calculată folosind formula aproximativă:
unde: R v.p. - presiunea in perna de aer sub fundul aparatului, kg/m2; kp este coeficientul de cădere de presiune dintre perna de aer și canale (receptor), egal cu k p =P p:P v.p. (P p - presiunea în canalele de aer din spatele supraalimentatorului). Valoarea k p variază de la 1,25÷1,5.
Debitul volumetric de aer al supraalimentatorului poate fi calculat folosind formula:
Reglarea performanței (debitului) supraalimentatoarelor AVP se realizează cel mai adesea - prin modificarea vitezei de rotație sau (mai rar) prin reglarea fluxului de aer în canale folosind amortizoarele rotative amplasate în acestea.
După ce puterea necesară a supraalimentatorului a fost calculată, este necesar să găsiți un motor pentru acesta; Cel mai adesea, pasionații folosesc motoare de motociclete dacă este necesară o putere de până la 22 kW. În acest caz, 0,7-0,8 din puterea maximă a motorului indicată în pașaportul motocicletei este luată ca putere calculată. Este necesar să se asigure răcirea intensivă a motorului și curățarea temeinică a aerului care intră prin carburator. De asemenea, este important să obțineți o unitate cu o greutate minimă, care constă în greutatea motorului, transmisia dintre compresor și motor, precum și greutatea supraalimentatorului în sine.
În funcție de tipul de AVP, se folosesc motoare cu o cilindree de la 50 la 750 cm 3.
În AVP-urile de amatori, atât compresoarele axiale, cât și cele centrifuge sunt utilizate în mod egal. Suflantele axiale sunt destinate structurilor mici și simple, suflantele centrifuge sunt destinate pompelor de aer cu presiune semnificativă în perna de aer.
Suflantele axiale au de obicei patru lame sau mai multe (Figura 9). Sunt de obicei fabricate din lemn (suflante cu patru lame) sau metal (suflante cu mai multe lame). Dacă sunt fabricate din aliaje de aluminiu, atunci rotoarele pot fi turnate și, de asemenea, sudate; le puteți realiza o structură sudată din tablă de oțel. Intervalul de presiune creat de compresoarele axiale cu patru lame este de 600-800 Pa (aproximativ 1000 Pa cu un număr mare de lame); Eficiența acestor supraalimentatoare ajunge la 90%.
Suflantele centrifuge sunt realizate din construcții metalice sudate sau turnate din fibră de sticlă. Lamele sunt realizate îndoite dintr-o foaie subțire sau cu o secțiune transversală profilată. Suflantele centrifuge creează o presiune de până la 3000 Pa, iar eficiența lor ajunge la 83%.
Selectarea complexului de tracțiune
Propulsoarele care creează tracțiune orizontală pot fi împărțite în principal în trei tipuri: aer, apă și roată (Fig. 10).Propulsie aeriană înseamnă o elice de tip aeronave cu sau fără un inel de duză, un compresor axial sau centrifugal, precum și o unitate de propulsie cu aer respirabil. În cele mai simple modele, împingerea orizontală poate fi creată uneori prin înclinarea AVP și folosind componenta orizontală rezultată a forței fluxului de aer care curge din perna de aer. Dispozitivul de propulsie cu aer este convenabil pentru vehiculele amfibii care nu au contact cu suprafața de susținere.
Dacă vorbim despre WUA care se deplasează numai deasupra suprafeței apei, atunci se poate folosi o elice sau propulsie cu jet de apă. În comparație cu motoarele cu aer, aceste propulsoare fac posibilă obținerea unei forțe semnificativ mai mari pentru fiecare kilowatt de putere consumat.
Valoarea aproximativă a forței dezvoltate de diverse propulsoare poate fi estimată din datele prezentate în Fig. unsprezece.
Atunci când alegeți elementele elicei, trebuie să țineți cont de toate tipurile de rezistență care apar în timpul mișcării elicei. rezistența aerodinamică este calculată folosind formula
Rezistența la apă cauzată de formarea undelor atunci când WUA se mișcă prin apă poate fi calculată folosind formula
Unde:
V - viteza de deplasare a WUA, m/s; G este masa AVP, kg; L este lungimea pernei de aer, m; ρ este densitatea apei, kg s 2 /m 4 (la o temperatură a apei mării de +4°C este 104, apa râului este 102);
C x este coeficientul de rezistență aerodinamică, în funcție de forma vehiculului; este determinată prin purjarea modelelor AVP în tunelurile de vânt. Aproximativ putem lua C x =0,3÷0,5;
S este aria secțiunii transversale a WUA - proiecția sa pe un plan perpendicular pe direcția de mișcare, m 2 ;
E este coeficientul de rezistență la undă, în funcție de viteza profilului aerodinamic (numărul Froude Fr=V:√ g·L) și de raportul dimensiunilor pernei de aer L:B (Fig. 12).
Ca exemplu în tabel. Figura 2 prezintă calculul rezistenței în funcție de viteza de deplasare pentru un dispozitiv cu lungimea L = 2,83 m și B = 1,41 m.
Cunoscând rezistența la mișcare a dispozitivului, este posibil să se calculeze puterea motorului necesară pentru a asigura deplasarea acestuia la o viteză dată (în acest exemplu, 120 km/h), luând randamentul elicei η p egal cu 0,6, iar transmisia randamentul de la motor la elice η p =0 ,9:
O elice cu două pale este folosită cel mai adesea ca dispozitiv de propulsie aeriană pentru AVP amatori (Fig. 13).
Blank pentru un astfel de șurub poate fi lipit împreună din placaj, frasin sau plăci de pin. Marginea, precum și capetele lamelor, care sunt expuse acțiunii mecanice a particulelor solide sau a nisipului aspirate odată cu fluxul de aer, sunt protejate de un cadru din tablă de alamă.
Se folosesc și elice cu patru pale. Numărul de palete depinde de condițiile de funcționare și de scopul elicei - pentru dezvoltarea vitezei mari sau crearea unei forțe de tracțiune semnificative în momentul lansării. O elice cu două pale cu pale largi poate oferi, de asemenea, o tracțiune suficientă. Forța de împingere, de regulă, crește dacă elicea funcționează într-un inel de duză profilat.
Elicea finită trebuie echilibrată, în principal static, înainte de a fi montată pe arborele motorului. În caz contrar, atunci când se rotește, apar vibrații, care pot duce la deteriorarea întregului dispozitiv. Echilibrarea cu o precizie de 1 g este destul de suficientă pentru amatori. Pe lângă echilibrarea elicei, verificați deplasarea acesteia în raport cu axa de rotație.
Aspect general
Una dintre sarcinile principale ale proiectantului este de a conecta toate unitățile într-un singur întreg funcțional. La proiectarea unui vehicul, proiectantul este obligat să asigure spațiu în interiorul carenei pentru echipaj și amplasarea unităților de ridicare și propulsie. Este important să folosiți modele AVP deja cunoscute ca prototip. În fig. Figurile 14 și 15 arată diagramele de proiectare a două WUA-uri tipice construite de amatori.În majoritatea WUA, corpul este un element portant, o singură structură. Conține unitățile principale ale centralei electrice, conductele de aer, dispozitivele de control și cabina șoferului. Cabinele șoferului vor fi amplasate în prova sau în partea centrală a vehiculului, în funcție de locul în care se află compresorul - în spatele cabinei sau în fața acesteia. Dacă AVP-ul este cu mai multe locuri, cabina este de obicei situată în partea de mijloc a dispozitivului, ceea ce îi permite să fie operat cu un număr diferit de persoane la bord fără a schimba alinierea.
La micile AVP amatori, scaunul șoferului este cel mai adesea deschis, protejat în față de un parbriz. La dispozitivele cu un design mai complex (tip turistic), cabinele sunt închise cu o cupolă din plastic transparent. Pentru a găzdui echipamentul și consumabilele necesare, se folosesc volumele disponibile pe lateralele cabinei și sub scaune.
La motoarele cu aer, AVP este controlat fie folosind cârme situate în fluxul de aer în spatele elicei, fie dispozitive de ghidare montate în fluxul de aer care curge de la motorul de propulsie care respiră aer. Controlul dispozitivului de pe scaunul șoferului poate fi de tip aviatic - folosind mânere sau pârghii de volan, sau ca la mașină - cu volan și pedale.
Există două tipuri principale de sisteme de combustibil utilizate în AVP-urile amatori; cu alimentare cu combustibil gravitațional și cu o pompă de combustibil de tip auto sau de aviație. Piesele sistemului de combustibil, cum ar fi supapele, filtrele, sistemul de ulei cu rezervoare (dacă se folosește un motor în patru timpi), răcitoarele de ulei, filtrele, sistemul de răcire cu apă (dacă este un motor răcit cu apă), sunt de obicei selectate din aeronavele existente. sau piese de automobile.
Gazele de eșapament de la motor sunt întotdeauna evacuate în spatele vehiculului și niciodată în pernă. Pentru a reduce zgomotul care apare în timpul funcționării WUA-urilor, în special în apropierea zonelor populate, sunt utilizate amortizoare de tip auto.
În cele mai simple modele, partea inferioară a caroseriei servește drept șasiu. Rolul șasiului poate fi îndeplinit de șasiu (sau de șasiu), care preia sarcina în contact cu suprafața. În WUA-urile turistice, care sunt mai grele decât cele sportive, sunt montate șasiuri pe roți, care facilitează deplasarea WUA-urilor în timpul opririlor. De obicei, se folosesc două roți, instalate pe laterale sau de-a lungul axei longitudinale a WUA. Roțile intră în contact cu suprafața numai după ce sistemul de ridicare încetează să funcționeze, când AVP atinge suprafața.
Materiale și tehnologie de fabricație
Pentru fabricarea structurilor din lemn se folosește cherestea de pin de înaltă calitate, similară cu cea utilizată în construcția de aeronave, precum și placaj de mesteacăn, frasin, fag și lemn de tei. Pentru lipirea lemnului se folosește adeziv impermeabil cu proprietăți fizice și mecanice ridicate.Pentru gardurile flexibile se folosesc predominant țesături tehnice; acestea trebuie să fie extrem de durabile, rezistente la intemperii și umiditate, precum și la frecare.În Polonia, cel mai des se folosește țesătura rezistentă la foc acoperită cu clorură de polivinil asemănătoare plasticului.
Este important să efectuați corect tăierea și să asigurați conectarea atentă a panourilor între ele, precum și fixarea lor pe dispozitiv. Pentru a fixa carcasa gardului flexibil pe corp, se folosesc benzi metalice care, folosind șuruburi, presează uniform materialul pe corpul dispozitivului.
La proiectarea formei unei incinte flexibile cu perne de aer, nu trebuie să uităm de legea lui Pascal, care spune: presiunea aerului se răspândește în toate direcțiile cu aceeași forță. Prin urmare, carcasa unui gard flexibil în stare umflată ar trebui să aibă forma unui cilindru sau a unei sfere sau o combinație a ambelor.
Designul și rezistența carcasei
Forțele din încărcătura transportată de dispozitiv, greutatea mecanismelor centralei etc. sunt transferate în corpul AVP, precum și sarcinile din forțele externe, impactul fundului asupra valului și presiunea în perna de aer. Structura de susținere a carenei unui dirijabil amator este cel mai adesea un ponton plat, care este susținut de presiunea în perna de aer, iar în modul de înot oferă flotabilitate carenei. Caroseria este supusă forțelor concentrate, momentelor de încovoiere și cuplu de la motoare (Fig. 16), precum și momentelor giroscopice din părțile rotative ale mecanismelor care apar la manevrarea AVP.Cele mai utilizate sunt două tipuri structurale de carene pentru AVP amatori (sau combinații ale acestora):
- structură de ferme, atunci când rezistența totală a carenei este asigurată cu ajutorul unor ferme plane sau spațiale, iar pielea este destinată numai reținerii aerului în calea aerului și creării volumelor de flotabilitate;
- cu placare portantă, când rezistența totală a carenei este asigurată de placarea exterioară, lucrând împreună cu structura longitudinală și transversală.
Designul cabinei și geamurile acesteia trebuie să permită șoferului și pasagerilor să iasă rapid din cabină, mai ales în cazul unui accident sau incendiu. Amplasarea ferestrelor ar trebui să ofere șoferului o vedere bună: linia de observație trebuie să fie în intervalul de la 15° până la 45° în sus față de linia orizontală; vizibilitatea laterală trebuie să fie de cel puțin 90° pe fiecare parte.
Transmiterea puterii către elice și supraalimentator
Cele mai ușoare pentru producția de amatori sunt transmisiile cu curele trapezoidale și cu lanț. Cu toate acestea, o transmisie cu lanț este utilizată numai pentru a antrena elice sau supraalimentatoare ale căror axe de rotație sunt situate orizontal și chiar și atunci numai dacă este posibilă selectarea pinioanelor adecvate pentru motociclete, deoarece fabricarea lor este destul de dificilă.În cazul transmisiei cu curele trapezoidale, pentru a asigura durabilitatea curelelor, diametrele scripetelor trebuie selectate ca maxime, însă viteza periferică a curelelor nu trebuie să depășească 25 m/s.
Proiectarea complexului de ridicare și gard flexibil
Complexul de ridicare constă dintr-o unitate de suflantă, canale de aer, un receptor și o carcasă flexibilă cu pernă de aer (în circuitele duzei). Canalele prin care se alimentează aerul de la suflantă către carcasa flexibilă trebuie proiectate ținând cont de cerințele aerodinamicii și să asigure pierderi minime de presiune.Garma flexibilă pentru amatori WUA are de obicei o formă și un design simplificate. În fig. Figura 18 prezintă exemple de diagrame de proiectare ale gardurilor flexibile și o metodă de verificare a formei gardului flexibil după instalarea acestuia pe corpul dispozitivului. Gardurile de acest tip au o elasticitate bună, iar datorită formei lor rotunjite nu se agață de suprafețele de susținere inegale.
Calculul supraalimentatoarelor, atât axiale, cât și centrifuge, este destul de complex și se poate face doar folosind literatura specială.
Dispozitivul de direcție, de regulă, constă dintr-un volan sau pedale, un sistem de pârghii (sau cabluri) conectate la o cârmă verticală și, uneori, la o cârmă orizontală - liftul.
Controlul se poate face sub forma unui volan de mașină sau motocicletă. Ținând cont, totuși, de specificul designului și funcționării AVP ca aeronavă, ei folosesc adesea designul aeronavei de comenzi sub forma unei pârghii sau pedale. În forma sa cea mai simplă (Fig. 19), când mânerul este înclinat în lateral, mișcarea este transmisă printr-o pârghie atașată la țeavă la elementele cablajului cablului de direcție și apoi la cârmă. Mișcările înainte și înapoi ale mânerului, posibile prin designul său articulat, sunt transmise printr-un împingător care merge în interiorul tubului către cablurile ascensorului.
Cu controlul pedalei, indiferent de designul său, este necesar să se asigure posibilitatea de a muta fie scaunul, fie pedalele pentru a-l regla în conformitate cu caracteristicile individuale ale șoferului. Pârghiile sunt cel mai adesea realizate din duraluminiu, țevile de transmisie sunt atașate de corp folosind suporturi. Mișcarea pârghiilor este limitată de deschiderile decupărilor din ghidajele montate pe părțile laterale ale aparatului.
În Fig. 20.
Cârmele pot fi fie complet rotative, fie constau din două părți - o parte fixă (stabilizator) și una rotativă (lama cârmei) cu diferite rapoarte procentuale ale coardelor acestor părți. Profilele în secțiune transversală ale oricărui tip de volan trebuie să fie simetrice. Stabilizatorul de direcție este de obicei montat fix pe caroserie; Elementul portant principal al stabilizatorului este spatul, de care este articulată lama cârmei. Ascensoarele, foarte rar întâlnite la AVP-urile amatoare, sunt proiectate după aceleași principii și uneori sunt chiar la fel ca cârmele.
Elementele structurale care transmit mișcarea de la comenzi la volanele și supapele de accelerație ale motoarelor constau de obicei din pârghii, tije, cabluri etc. Cu ajutorul tijelor, de regulă, forțele sunt transmise în ambele sensuri, în timp ce cablurile funcționează numai pentru tractiune. Cel mai adesea, AVP-urile amatori folosesc sisteme combinate - cu cabluri și împingătoare.
De la editor
Hovercraft-urile atrag din ce în ce mai mult atenția iubitorilor de sporturi nautice cu motor și de turism. Cu putere de intrare relativ mică, vă permit să atingeți viteze mari; râurile de mică adâncime și impracticabile sunt accesibile acestora; Un aeroglisor poate pluti atât deasupra solului, cât și deasupra gheții.Pentru prima dată, le-am prezentat cititorilor problemele de proiectare a unui hovercraft mic încă din numărul 4 (1965), publicând un articol de Yu. A. Budnitsky „Nave care planează”. A fost publicată o scurtă prezentare a dezvoltării hovercrafts-urilor străine, inclusiv o descriere a unui număr de aeronave moderne sportive și recreative cu 1 și 2 locuri. Editorii au prezentat experiența de construire independentă a unui astfel de dispozitiv de către rezidentul din Riga O. O. Petersons în. Publicarea despre acest design amator a stârnit un interes deosebit de mare în rândul cititorilor noștri. Mulți dintre ei au vrut să construiască același amfibian și au cerut literatura necesară.
Anul acesta, editura Sudostroenie lansează o carte a inginerului polonez Jerzy Ben, „Modele și aeroplane amatori”. În acesta veți găsi o prezentare a teoriei de bază a formării unei perne de aer și a mecanicii mișcării pe aceasta. Autorul oferă relațiile calculate care sunt necesare atunci când se proiectează în mod independent cel mai simplu hovercraft, prezintă tendințele și perspectivele de dezvoltare a acestui tip de navă. Cartea oferă multe exemple de modele de hovercraft amatori (AHV) construite în Marea Britanie, Canada, SUA, Franța și Polonia. Cartea se adresează unei game largi de fani ai navelor auto-construite, modelatorilor de nave și pasionaților de ambarcațiuni. Textul său este bogat ilustrat cu desene, desene și fotografii.
Revista publică o traducere prescurtată a unui capitol din această carte.
Cele mai populare patru hovercrafts străine
Hovercraft american „Airskat-240”
Aeroglisor sport dublu cu un aranjament transversal simetric al scaunelor. Instalatie mecanica - autoturism. dv. Volkswagen cu o putere de 38 kW, antrenând un compresor axial cu patru pale și o elice cu două pale într-un inel. Hovercraftul este controlat de-a lungul cursului folosind o pârghie conectată la un sistem de cârme situat în fluxul din spatele elicei. Echipament electric 12 V. Pornire motor - demaror electric. Dimensiunile aparatului sunt 4,4x1,98x1,42 m. Suprafața pernei de aer - 7,8 m 2; diametru elice 1,16 m, greutate totala - 463 kg, viteza maxima pe apa 64 km/h.Hovercraft american de la Skimmers Inc.
Un fel de scuter hovercraft cu un singur loc. Designul carcasei se bazează pe ideea de a folosi o cameră pentru mașină. Motor de motocicleta cu doi cilindri cu o putere de 4,4 kW. Dimensiunile aparatului sunt 2,9x1,8x0,9 m. Suprafața pernei de aer - 4,0 m 2; greutate totală - 181 kg. Viteza maxima - 29 km/h.Hovercraft englezesc "Air Ryder"
Acest aparat sport cu două locuri este unul dintre cele mai populare printre constructorii de ambarcațiuni amatori. Supraalimentatorul axial este antrenat de motorul motocicletei. volum de lucru 250 cmc. Elicea este cu două pale, din lemn; Alimentat de un motor separat de 24 kW. Echipament electric cu o tensiune de 12 V cu o baterie de avion. Pornirea motorului este demaror electric. Aparatul are dimensiunile de 3,81x1,98x2,23 m; garda la sol 0,03 m; ridicare 0,077 m; suprafata pernei 6,5 m2; greutate goală 181 kg. Dezvolta o viteza de 57 km/h pe apa, 80 km/h pe uscat; depășește pante de până la 15°.Tabelul 1 prezintă datele pentru o modificare cu un singur loc a dispozitivului.
SVP engleză „Hovercat”
Barcă turistică ușoară pentru cinci până la șase persoane. Există două modificări: „MK-1” și „MK-2”. Un compresor centrifugal cu un diametru de 1,1 m este condus de vehicul. dv. Volkswagen are o cilindree de 1584 cm 3 și consumă o putere de 34 kW la 3600 rpm.În modificarea MK-1, mișcarea se realizează folosind o elice cu un diametru de 1,98 m, antrenată de un al doilea motor de același tip.
În modificarea MK-2, o mașină este utilizată pentru tracțiune orizontală. dv. Porsche 912 cu un volum de 1582 cm 3 și o putere de 67 kW. Aparatul este controlat folosind cârme aerodinamice plasate în fluxul din spatele elicei. Echipament electric cu o tensiune de 12 V. Dimensiunile dispozitivului 8,28 x 3,93 x 2,23 m. Suprafața pernei de aer 32 m 2, greutatea totală a dispozitivului 2040 kg, viteza de modificare "MK-1" - 47 km/h, " MK-2" - 55 km/h
Note
1. Este prezentată o metodă simplificată de selectare a unei elice pe baza unei valori cunoscute de rezistență, viteză de rotație și viteză înainte.2. Calculele transmisiilor cu curele trapezoidale și cu lanț pot fi efectuate folosind standarde general acceptate în inginerie mecanică casnică.
Calitatea rețelei rutiere din țara noastră lasă de dorit. Construcția în unele zone este imposibilă din motive economice. Vehiculele care funcționează pe principii fizice diferite pot face față perfect mișcării persoanelor și mărfurilor în astfel de zone. Este imposibil să construiți nave de dimensiuni mari cu propriile mâini în condiții improvizate, dar modelele la scară largă sunt destul de posibile.
Vehiculele de acest tip sunt capabile să se deplaseze pe orice suprafață relativ plană. Ar putea fi un câmp deschis, un iaz sau chiar o mlaștină. Este de remarcat faptul că pe astfel de suprafețe, nepotrivite pentru alte vehicule, hovercraftul este capabil să dezvolte o viteză destul de mare. Principalul dezavantaj al unui astfel de transport este necesitatea unor costuri mari de energie pentru a crea o pernă de aer și, ca urmare, un consum mare de combustibil.
Principii fizice ale funcționării hovercraftului
Capacitatea mare de traversare a vehiculelor de acest tip este asigurată de presiunea specifică scăzută pe care o exercită la suprafață. Acest lucru este explicat destul de simplu: aria de contact a vehiculului este egală sau chiar mai mare decât aria vehiculului în sine. În dicționarele enciclopedice, hovercraft-urile sunt definite ca nave cu o forță de sprijin creată dinamic.
Mari și cu perne de aer plutesc deasupra suprafeței la o înălțime de 100 până la 150 mm. Aerul este creat într-un dispozitiv special sub corp. Mașina se rupe de suport și pierde contactul mecanic cu acesta, drept urmare rezistența la mișcare devine minimă. Principalele costuri de energie merg la menținerea pernei de aer și accelerarea dispozitivului în plan orizontal.
Elaborarea unui proiect: alegerea unei scheme de lucru
Pentru a fabrica o machetă de aeroglisor funcțională, este necesar să selectați un design de carcasă care este eficient pentru condițiile date. Desenele hovercraftului pot fi găsite pe resurse specializate în care brevetele sunt postate cu descrieri detaliate ale diferitelor scheme și metode de implementare a acestora. Practica arată că una dintre cele mai de succes opțiuni pentru medii precum apa și solul dur este metoda camerei de formare a unei perne de aer.
Modelul nostru va implementa un design clasic cu două motoare cu o unitate de putere de pompare și o unitate de împingere. Hovercrafturile de dimensiuni mici realizate manual sunt, de fapt, copii de jucărie ale dispozitivelor mari. Cu toate acestea, ele demonstrează clar avantajele utilizării unor astfel de vehicule față de altele.
Fabricarea carenei navei
Atunci când alegeți un material pentru carena unei nave, criteriile principale sunt ușurința în procesare, iar hovercraft-ul joasă este clasificat drept amfibie, ceea ce înseamnă că, în cazul unei opriri neautorizate, nu vor avea loc inundații. Coca navei este tăiată din placaj (4 mm grosime) conform unui model pre-preparat. Pentru a efectua această operație se folosește un ferăstrău.
Un aeroglisor de casă are suprastructuri care sunt cel mai bine făcute din spumă de polistiren pentru a reduce greutatea. Pentru a le da o mai mare asemănare exterioară cu originalul, piesele sunt lipite cu penoplex și vopsite la exterior. Ferestrele cabinei sunt realizate din plastic transparent, iar părțile rămase sunt tăiate din polimeri și îndoite din sârmă. Detaliul maxim este cheia asemănării cu prototipul.
Realizarea camerei de aer
La realizarea fustei se folosește o țesătură densă din fibră polimerică impermeabilă. Tăierea se efectuează conform desenului. Dacă nu aveți experiență în transferul manual de schițe pe hârtie, le puteți imprima pe o imprimantă de format mare pe hârtie groasă și apoi le puteți tăia cu foarfecele obișnuite. Părțile pregătite sunt cusute împreună, cusăturile trebuie să fie duble și strânse.
Hovercraftul auto-fabricat își sprijină corpul pe sol înainte de a porni motorul de supraalimentare. Fusta este parțial șifonată și plasată dedesubt. Piesele sunt lipite împreună cu lipici impermeabil, iar îmbinarea este închisă de corpul suprastructurii. Această conexiune asigură o fiabilitate ridicată și face ca îmbinările de instalare să fie invizibile. Alte părți exterioare sunt, de asemenea, realizate din materiale polimerice: apărătoarea difuzorului elicei și altele asemenea.
Power point
Centrala electrică conține două motoare: un compresor și un motor de propulsie. Modelul folosește motoare electrice fără perii și elice cu două pale. Ele sunt controlate de la distanță folosind un regulator special. Sursa de alimentare a centralei este de două baterii cu o capacitate totală de 3000 mAh. Încărcarea lor este suficientă pentru o jumătate de oră de utilizare a modelului.
Hovercraftul de casă este controlat de la distanță prin radio. Toate componentele sistemului - emițător radio, receptor, servo-uri - sunt fabricate din fabrică. Sunt instalate, conectate și testate în conformitate cu instrucțiunile. După pornirea alimentării, se efectuează un test de funcționare a motoarelor cu o creștere treptată a puterii până când se formează o pernă de aer stabilă.
Managementul modelului SVP
Hovercraft-ul auto-realizat, după cum s-a menționat mai sus, are control de la distanță printr-un canal VHF. În practică, arată astfel: proprietarul are un transmițător radio în mâini. Motoarele sunt pornite prin apăsarea butonului corespunzător. Controlul vitezei și schimbarea direcției de mișcare se realizează prin joystick. Mașina este ușor de manevrat și își menține cursul destul de precis.
Testele au arătat că hovercraftul se mișcă cu încredere pe o suprafață relativ plană: pe apă și pe uscat cu aceeași ușurință. Jucăria va deveni un divertisment preferat pentru un copil de 7-8 ani cu abilități motorii fine ale degetelor suficient de dezvoltate.
