Model poduszkowca DIY. Poduszkowiec terenowy
Jakość sieci drogowej w naszym kraju pozostawia wiele do życzenia. Budowa na niektórych obszarach jest niepraktyczna ze względów ekonomicznych. Pojazdy działające na różnych zasadach fizycznych doskonale radzą sobie z przemieszczaniem osób i towarów na takich terenach. Niemożliwe jest budowanie pełnowymiarowych statków własnymi rękami w prowizorycznych warunkach, ale modele na dużą skalę są całkiem możliwe.
Pojazdy tego typu są w stanie poruszać się w dowolnych warunkach gładka powierzchnia. Może to być otwarte pole, staw, a nawet bagno. Warto zaznaczyć, że na takich nawierzchniach, nieodpowiednich dla innych pojazdów, poduszkowiec jest w stanie rozwinąć dość dużą prędkość. Główną wadą takiego transportu jest konieczność poniesienia dużych kosztów energii na wytworzenie poduszki powietrznej, a w efekcie duże zużycie paliwa.
Fizyczne zasady działania poduszkowca
Wysoką zdolność przełajową pojazdów tego typu zapewnia niski nacisk właściwy, jaki wywiera on na powierzchnię. Wyjaśnia się to po prostu: powierzchnia styku pojazdu jest równa lub nawet większa niż powierzchnia samego pojazdu. W słowniki encyklopedyczne SVP definiuje się jako statki o dynamicznie generowanym ciągu podporowym.
Duży i dalej poduszka powietrzna unosić się nad powierzchnią na wysokości od 100 do 150 mm. Powietrze wytwarzane jest w specjalnym urządzeniu pod ciałem. Maszyna odrywa się od podpory i traci z nią kontakt mechaniczny, przez co opory ruchu stają się minimalne. Główne koszty energii pochłaniają utrzymanie poduszki powietrznej i przyspieszanie urządzenia w płaszczyźnie poziomej.
Opracowanie projektu: wybór schematu działania
Aby wykonać działającą makietę poduszkowca, należy wybrać konstrukcję nadwozia, która będzie efektywna w danych warunkach. Rysunki poduszkowca można znaleźć w specjalistycznych zasobach, w których zamieszczane są patenty ze szczegółowymi opisami różne schematy i sposoby ich realizacji. Praktyka pokazuje, że jeden z najbardziej dobre opcje w środowiskach takich jak woda i twarda gleba stosowana jest komorowa metoda formowania poduszki powietrznej.
Nasz model będzie realizował klasyczną konstrukcję dwusilnikową z jednym napędem pompującym i jednym pchającym. Ręcznie robione małe poduszkowce to tak naprawdę zabawkowe kopie dużych urządzeń. Wyraźnie jednak pokazują przewagę użytkowania takich pojazdów nad innymi.
Produkcja kadłubów statków
Przy wyborze materiału na kadłub statku głównymi kryteriami jest łatwość obróbki, a niskie poduszkowce zaliczane są do kategorii amfibii, co oznacza, że w przypadku nieuprawnionego postoju nie dojdzie do zalania. Kadłub statku wycięty jest ze sklejki o grubości 4 mm według wcześniej przygotowanego wzoru. Do wykonania tej operacji używana jest wyrzynarka.
Domowy poduszkowiec ma nadbudówki, które najlepiej wykonać ze styropianu, aby zmniejszyć wagę. Aby dać im więcej podobieństwo zewnętrzne Z oryginałem na zewnątrz części są sklejone penoplexem i pomalowane. Okna kabiny wykonane są z przezroczystego plastiku, a pozostałe części wycięte z polimerów i wygięte z drutu. Maksymalna szczegółowość jest kluczem do podobieństwa do prototypu.
Wykonanie komory powietrznej
Do wykonania spódnicy użyto gęstej tkaniny wykonanej z wodoodpornego włókna polimerowego. Cięcie odbywa się zgodnie z rysunkiem. Jeśli nie masz doświadczenia w ręcznym przenoszeniu szkiców na papier, możesz wydrukować je na drukarce wielkoformatowej na grubym papierze, a następnie wyciąć zwykłymi nożyczkami. Przygotowane części są zszywane, szwy powinny być podwójne i szczelne.
Własnoręcznie wykonany poduszkowiec opiera swój kadłub na ziemi przed włączeniem silnika doładowującego. Spódnica jest częściowo marszczona i umieszczona pod spodem. Części skleja się ze sobą wodoodpornym klejem, a połączenie zamyka korpus nadbudówki. Połączenie to zapewnia wysoką niezawodność i sprawia, że złącza montażowe są niewidoczne. Inne części zewnętrzne są również wykonane z materiałów polimerowych: osłona dyfuzora śmigła i tym podobne.
Punkt mocy
Elektrownia składa się z dwóch silników: doładowania i silnika napędowego. W modelu zastosowano bezszczotkowe silniki elektryczne i dwułopatowe śmigła. Sterowanie nimi odbywa się zdalnie za pomocą specjalnego regulatora. Źródłem zasilania elektrowni są dwa akumulatory o łącznej pojemności 3000 mAh. Ich ładowanie wystarcza na pół godziny użytkowania modelu.
Domowe poduszkowce sterowane są zdalnie drogą radiową. Wszystkie elementy systemu – nadajnik radiowy, odbiornik, serwa – są produkowane fabrycznie. Są instalowane, podłączane i testowane zgodnie z instrukcją. Po włączeniu zasilania wykonywana jest próba silników ze stopniowym zwiększaniem mocy, aż do wytworzenia stabilnej poduszki powietrznej.
Zarządzanie modelami SVP
Poduszkowce, wykonane ręcznie, jak wspomniano powyżej, mają zdalne sterowanie poprzez kanał UKF. W praktyce wygląda to tak: właściciel ma w rękach nadajnik radiowy. Silniki uruchamia się poprzez naciśnięcie odpowiedniego przycisku. Sterowanie prędkością i zmiana kierunku ruchu odbywa się za pomocą joysticka. Maszyną łatwo się manewruje i dość dokładnie utrzymuje swój kurs.
Testy wykazały, że poduszkowiec pewnie porusza się po stosunkowo płaskiej powierzchni: z równą łatwością na wodzie i na lądzie. Zabawka stanie się ulubioną rozrywką dziecka w wieku 7-8 lat z odpowiednio rozwiniętą motoryką małą palców.
Wszystko zaczęło się od tego, że chciałam zrobić jakiś projekt i zaangażować w to mojego wnuka. Mam za sobą duże doświadczenie inżynierskie, więc nie szukałem prostych projektów, aż pewnego dnia oglądając telewizję, zobaczyłem łódź poruszającą się dzięki śrubie napędowej. „Fajne rzeczy!” – pomyślałem i zacząłem przeczesywać Internet w poszukiwaniu choć części informacji.
Wzięliśmy silnik ze starej kosiarki i kupiliśmy sam układ (kosztuje 30 dolarów). Jest dobry, bo wymaga tylko jednego silnika, podczas gdy większość podobnych łodzi wymaga dwóch silników. W tej samej firmie kupiliśmy śmigło, piastę śmigła, tkaninę poduszki powietrznej, żywicę epoksydową, włókno szklane i śruby (wszystko sprzedają w jednym zestawie). Pozostałe materiały są dość powszechne i można je kupić w każdym sklepie ze sprzętem. Ostateczny budżet wyniósł nieco ponad 600 dolarów.
Krok 1: Materiały
Potrzebne materiały: styropian, sklejka, zestaw firmy Universal Hovercraft (~500 USD). Zestaw zawiera wszystkie drobne rzeczy potrzebne do ukończenia projektu: plan, włókno szklane, śmigło, piastę śmigła, tkaninę na poduszkę powietrzną, klej, żywica epoksydowa, tuleje itp. Jak pisałem w opisie, wszystkie materiały kosztują około 600 dolarów.
Krok 2: Wykonanie ramki
Bierzemy styropian (grubość 5 cm) i wycinamy z niego prostokąt o wymiarach 1,5 na 2 metry. Takie wymiary zapewnią wyporność ciężaru ~270 kg. Jeśli 270 kg wydaje się niewystarczające, możesz wziąć kolejny arkusz tego samego typu i dołączyć go poniżej. Wycinamy wyrzynarką dwa otwory: jeden na dopływ powietrza, drugi na napompowanie poduszki.
Krok 3: Przykryj włóknem szklanym
Dolna część korpusu musi być wodoodporna, w tym celu pokrywamy ją włóknem szklanym i żywicą epoksydową. Aby wszystko dobrze wyschło, bez nierówności i szorstkości należy pozbyć się ewentualnych pęcherzyków powietrza. Można do tego użyć odkurzacza przemysłowego. Pokrywamy włókno szklane warstwą folii, a następnie przykrywamy kocem. Przykrycie jest konieczne, aby zapobiec przyklejaniu się koca do włókien. Następnie przykrywamy koc kolejną warstwą folii i przyklejamy go taśmą klejącą do podłogi. Wykonujemy małe nacięcie, wkładamy do niego bagażnik odkurzacza i włączamy. Pozostawiamy w tej pozycji na kilka godzin, po zakończeniu zabiegu plastik da się bez większego wysiłku zeskrobać z włókna szklanego, nie będzie się do niego kleił.
Krok 4: Dolna obudowa jest gotowa
Dolna część korpusu jest już gotowa i wygląda mniej więcej tak jak na zdjęciu.
Krok 5: Wykonanie rury
Rura wykonana jest ze styropianu o grubości 2,5 cm Trudno opisać cały proces, ale na planie jest to szczegółowo opisane, na tym etapie nie mieliśmy żadnych problemów. Dodam tylko, że dysk ze sklejki jest tymczasowy i w kolejnych krokach będzie usuwany.
Krok 6: Uchwyt silnika
Konstrukcja nie jest skomplikowana, wykonana jest ze sklejki i bloków. Umieszczony dokładnie pośrodku kadłuba łodzi. Mocuje się za pomocą kleju i śrub.
Krok 7: Śmigło
Śmigło można kupić w dwóch postaciach: gotowej i „półfabrykatu”. Gotowe są zazwyczaj znacznie droższe, a kupując półprodukt można zaoszczędzić sporo pieniędzy. To właśnie zrobiliśmy.
Im bliżej krawędzi nawiewnika znajdują się łopatki śmigła, tym wydajniej działa ten ostatni. Kiedy już zdecydujesz się na szczelinę, możesz przeszlifować ostrza. Po zakończeniu szlifowania należy wyważyć ostrza, aby w przyszłości nie występowały drgania. Jeśli jedno z ostrzy waży więcej niż drugie, należy wyrównać ciężar, ale nie poprzez obcięcie końcówek lub szlifowanie. Po znalezieniu równowagi można nałożyć kilka warstw farby, aby ją utrzymać. Dla bezpieczeństwa zaleca się pomalowanie końcówek ostrzy biały.
Krok 8: Komora powietrzna
Komora powietrzna oddziela przepływ powietrza wchodzącego i wychodzącego. Wykonane ze sklejki o grubości 3 mm.
Krok 9: Instalacja komory powietrznej
Komorę powietrzną mocuje się za pomocą kleju, ale można też użyć włókna szklanego; ja zawsze wolę używać włókna.
Krok 10: Przewodniki
Prowadnice wykonane są ze sklejki o grubości 1 mm. Aby dodać im siły, przykryj je jedną warstwą włókna szklanego. Na zdjęciu niezbyt wyraźnie to widać, ale mimo wszystko widać, że obie prowadnice są połączone ze sobą od dołu aluminiową listwą, robi się to tak, żeby działały synchronicznie.
Krok 11: Ukształtuj łódź i dodaj panele boczne
Na spodzie wykonuje się obrys kształtu/konturu, po czym zgodnie z obrysem za pomocą wkrętów mocuje się drewnianą deskę. Sklejka o grubości 3 mm dobrze się wygina i dopasowuje do potrzebnego nam kształtu. Następnie mocujemy i przyklejamy belkę 2 cm wzdłuż górnej krawędzi boków sklejki. Dodajemy belkę poprzeczną i montujemy uchwyt, który będzie kierownicą. Przypinamy do niego kable wystające z zamontowanych wcześniej ostrzy prowadzących. Teraz możesz pomalować łódź, najlepiej nakładając kilka warstw. Wybraliśmy kolor biały; nawet przy długotrwałym bezpośrednim świetle słonecznym korpus praktycznie się nie nagrzewa.
Muszę powiedzieć, że płynie żwawo i to mnie cieszy, ale sterowanie mnie zaskoczyło. Przy średnich prędkościach możliwe są zakręty, ale przy dużej prędkości łódź najpierw wpada w poślizg na bok, a następnie na skutek bezwładności cofa się przez pewien czas. Choć po lekkim przyzwyczajeniu zdałem sobie sprawę, że przechylenie ciała w stronę zakrętu i lekkie zwolnienie gazu może znacząco zredukować ten efekt. Trudno określić dokładną prędkość, bo na łódce nie ma prędkościomierza, ale wrażenia są całkiem dobre, a za łodzią nadal pozostaje przyzwoity kilwater i fale.
W dniu testu łódkę próbowało około 10 osób, najcięższy ważył około 140 kg i wytrzymał, choć oczywiście nie udało się osiągnąć dostępnej nam prędkości. Łódź o wadze do 100 kg porusza się energicznie.
Dołącz do klubu
dowiedzieć się o najciekawsze instrukcje raz w tygodniu, udostępniaj swoje i bierz udział w rozdaniach!
Zły stan sieci autostrady a niemal całkowity brak infrastruktury drogowej na większości tras regionalnych zmusza do poszukiwania pojazdów działających na innych zasadach fizycznych. Jednym z takich środków jest poduszkowiec zdolny do transportu ludzi i ładunków w warunkach terenowych.
Poduszkowiec, który nosi dźwięczny techniczny termin „poduszkowiec”, różni się od tradycyjnych modeli łodzi i samochodów nie tylko możliwością poruszania się po dowolnej powierzchni (staw, pole, bagno itp.), ale także możliwością rozwijania przyzwoitej prędkości . Jedynym wymogiem wobec takiej „drogi” jest to, aby była ona mniej więcej gładka i stosunkowo miękka.
Jednakże zastosowanie poduszki powietrznej przez łódź terenową wiąże się z dość poważnymi kosztami energii, co z kolei wiąże się ze znacznym wzrostem zużycia paliwa. Działanie poduszkowca (poduszkowca) opiera się na połączeniu następujących zasad fizycznych:
- Niskie ciśnienie właściwe poduszkowca na powierzchnię gleby lub wody.
- Ruch z dużą prędkością.
Czynnik ten ma dość proste i logiczne wyjaśnienie. Powierzchnia powierzchni styku (spód aparatu i np. gleba) odpowiada lub przekracza powierzchnię poduszkowca. Technicznie rzecz biorąc, pojazd dynamicznie wytwarza wymaganą siłę ciągu podporowego.
Nadmierny nacisk wytworzony w specjalnym urządzeniu podnosi maszynę z podpory na wysokość 100-150 mm. To właśnie ta poduszka powietrzna przerywa mechaniczny kontakt powierzchni i minimalizuje opór ruchu translacyjnego poduszkowca w płaszczyźnie poziomej.
Pomimo możliwości szybkiego i co najważniejsze ekonomicznego przemieszczania się, zakres zastosowania poduszkowca na powierzchni ziemi jest znacznie ograniczony. Tereny asfaltowe, twarde skały z obecnością odpadów przemysłowych lub twarde kamienie są do tego absolutnie nieodpowiednie, ponieważ ryzyko uszkodzenia głównego elementu poduszkowca - dna poduszki - znacznie wzrasta.
Zatem za optymalną trasę poduszkowca można uznać taką, na której trzeba dużo pływać i miejscami trochę jeździć. W niektórych krajach, np. w Kanadzie, ratownicy korzystają z poduszkowców. Według niektórych doniesień urządzenia tej konstrukcji służą w armiach niektórych krajów członkowskich NATO.
Dlaczego chcesz zrobić poduszkowiec własnymi rękami? Istnieje kilka powodów:
Dlatego właśnie SVP nie rozpowszechnili się. Rzeczywiście, quad lub skuter śnieżny można kupić jako drogą zabawkę. Inną opcją jest samodzielne wykonanie łodzi-samochodu.
Wybierając schemat działania, należy zdecydować się na projekt obudowy, który optymalnie spełnia dane warunki techniczne. Pamiętaj, że całkiem możliwe jest stworzenie poduszkowca własnymi rękami za pomocą rysunków do montażu domowych elementów.
Specjalistyczne zasoby obfitują w gotowe rysunki domowego poduszkowca. Analiza testów praktycznych pokazuje, że najskuteczniejszą opcją, spełniającą warunki jakie powstają podczas poruszania się po wodzie i glebie, są poduszki formowane metodą komorową.
Wybierając materiał na główny element konstrukcyjny poduszkowca - korpus, należy wziąć pod uwagę kilka ważnych kryteriów. Po pierwsze, jest to prostota i łatwość obróbki. Po drugie, mały środek ciężkości tworzywo. To właśnie ten parametr gwarantuje, że poduszkowiec należy do kategorii „amfibii”, czyli nie ma ryzyka zalania w przypadku awaryjnego zatrzymania statku.
Do wykonania nadwozia stosuje się z reguły sklejkę o grubości 4 mm, a nadbudówki wykonane są z tworzywa piankowego. To znacznie zmniejsza ciężar własny konstrukcji. Po sklejeniu zewnętrznych powierzchni penoplexem i późniejszym pomalowaniu model nabiera oryginalnych cech wyglądu oryginału. Stosowany do przeszkleń kabin materiały polimerowe, a pozostałe elementy są wygięte z drutu.
Wykonanie tak zwanej spódnicy będzie wymagało gęstej, wodoodpornej tkaniny wykonanej z włókien polimerowych. Po cięciu części są zszywane podwójnym szczelnym szwem, a klejenie odbywa się za pomocą wodoodpornego kleju. Zapewnia to nie tylko wysoki stopień niezawodności konstrukcji, ale także pozwala ukryć złącza montażowe przed wzrokiem ciekawskich.
Konstrukcja elektrowni zakłada obecność dwóch silników: maszerowanie i forsowanie. Wyposażone są w bezszczotkowe silniki elektryczne i dwułopatowe śmigła. Proces zarządzania nimi prowadzi specjalny regulator.
Napięcie zasilania dostarczane jest z dwóch akumulatorów, których łączna pojemność wynosi 3000 miliamperów na godzinę. Przy maksymalnym poziomie naładowania poduszkowiec może pracować przez 25-30 minut.
Uwaga, tylko DZIŚ!
Charakterystyka dużych prędkości i możliwości amfibii poduszkowców, a także względna prostota ich konstrukcji przyciągają uwagę projektantów amatorów. W ostatnie lata Pojawiło się wiele małych WUA, budowanych niezależnie i wykorzystywanych do celów sportowych, turystycznych lub wyjazdów służbowych.
W niektórych krajach, takich jak Wielka Brytania, USA i Kanada, serial produkcja przemysłowa małe WUA; Oferujemy gotowe urządzenia lub zestawy części do samodzielnego montażu.
Typowy sportowy AVP jest kompaktowy, prosty w konstrukcji, ma niezależne od siebie systemy podnoszenia i przemieszczania i można go łatwo przenosić zarówno nad ziemią, jak i nad wodą. Są to przeważnie pojazdy jednomiejscowe z gaźnikowym silnikiem motocyklowym lub lekkimi silnikami samochodowymi chłodzonymi powietrzem.
Turystyczne WUA mają bardziej złożoną konstrukcję. Są to zazwyczaj dwu- lub czteromiejscowe, przeznaczone na stosunkowo długie podróże i odpowiednio wyposażone w półki na bagaże, zbiorniki paliwa o dużej pojemności oraz urządzenia chroniące pasażerów przed złą pogodą.
Do celów gospodarczych wykorzystuje się małe platformy, przystosowane do transportu głównie towarów rolnych po nierównym i podmokłym terenie.
Główne cechy
Amatorskie AVP charakteryzują się głównymi wymiarami, masą, średnicą turbosprężarki i śmigło, odległość od środka masy WUA do jego środka opór aerodynamiczny.W tabeli 1 porównuje najważniejsze dane techniczne najpopularniejszych angielskich amatorskich AVP. Tabela umożliwia nawigację szeroki zakres wartości poszczególnych parametrów i wykorzystać je do analiza porównawcza z własnymi projektami.
Najlżejsze WUA ważą około 100 kg, najcięższe - ponad 1000 kg. Naturalnie im mniejsza masa urządzenia, tym mniej mocy silnika potrzeba do jego poruszenia lub tym większą wydajność można uzyskać przy tym samym poborze mocy.
Poniżej znajdują się najbardziej typowe dane dotyczące masy poszczególnych elementów składających się na całkowitą masę amatorskiego AVP: silnik gaźnikowy chłodzony powietrzem - 20-70 kg; dmuchawa osiowa. (pompa) - 15 kg, pompa odśrodkowa- 20 kg; śmigło - 6-8 kg; rama silnika - 5-8 kg; transmisja - 5-8 kg; dysza pierścieniowa śmigła - 3-5 kg; kontrola - 5-7 kg; ciało - 50-80 kg; zbiorniki paliwa i przewody gazowe - 5-8 kg; siedzisko - 5 kg.
Całkowitą nośność określa się w drodze obliczeń w zależności od liczby pasażerów, danej ilości przewożonego ładunku, zapasów paliwa i oleju niezbędnych do zapewnienia wymaganego zasięgu przelotu.
Równolegle z obliczaniem masy AVP wymagane jest dokładne obliczenie położenia środka ciężkości, ponieważ od tego zależą właściwości jezdne, stabilność i sterowność urządzenia. Głównym warunkiem jest to, aby wypadkowa sił podtrzymujących poduszkę powietrzną przechodziła przez wspólny środek ciężkości (CG) urządzenia. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że wszystkie masy zmieniające swoją wartość w trakcie pracy (takie jak paliwo, pasażerowie, ładunek) muszą być umieszczone blisko środka ciężkości urządzenia, aby nie powodować jego przemieszczania.
Środek ciężkości urządzenia wyznacza się poprzez obliczenia na podstawie rysunku rzutu bocznego urządzenia, na którym naniesione są środki ciężkości poszczególnych jednostek, elementów konstrukcyjnych pasażerów i ładunku (rys. 1). Znając masy G i oraz współrzędne (względem osi współrzędnych) x i oraz y i ich środków ciężkości, możemy wyznaczyć położenie środka ciężkości całego aparatu korzystając ze wzorów:
Zaprojektowany amatorski AVP musi spełniać określone wymagania operacyjne, projektowe i technologiczne. Podstawą do stworzenia projektu i konstrukcji nowego typu AVP są przede wszystkim wstępne dane i warunki techniczne, które określają typ urządzenia, jego przeznaczenie, masę całkowitą, nośność, wymiary, typ elektrowni głównej, właściwości jezdne i specyficzne cechy.
Od WUA turystyczno-sportowych, a także innych typów amatorskich WUA wymaga się łatwości wykonania, wykorzystania w konstrukcji łatwo dostępnych materiałów i podzespołów oraz pełnego bezpieczeństwa użytkowania.
Mówiąc o właściwościach jezdnych, mają na myśli wysokość zawisu AVP i związaną z tą jakością zdolność pokonywania przeszkód, maksymalną prędkość i reakcję przepustnicy, a także drogę hamowania, stabilność, sterowność i zasięg.
W konstrukcji AVP zasadniczą rolę odgrywa kształt korpusu (ryc. 2), będący kompromisem pomiędzy:
- a) okrągłe kontury, które charakteryzują się najlepszymi parametrami poduszki powietrznej w momencie zawisu w miejscu;
- b) kontury w kształcie łzy, co jest preferowane z punktu widzenia zmniejszenia oporu aerodynamicznego podczas ruchu;
- c) kształt kadłuba spiczasty w dziobie („dziób”), optymalny z hydrodynamicznego punktu widzenia podczas poruszania się po wzburzonym tafli wody;
- d) formę optymalną ze względów operacyjnych.
Korzystanie z danych statystycznych dot istniejące konstrukcje, które odpowiadają nowo utworzonemu typowi AVP, projektant musi ustawić:
- waga aparatu G, kg;
- powierzchnia poduszki powietrznej S, m2;
- długość, szerokość i zarys ciała w rzucie;
- moc silnika układu podnoszenia N v.p. , kW;
- moc silnika trakcyjnego N silnik, kW.
- ciśnienie w poduszce powietrznej P v.p. = G:S;
- moc właściwa układu podnoszenia q v.p. = G:N rozdz. .
- moc właściwa silnika trakcyjnego q dv = G:N dv, a także rozpocząć opracowywanie konfiguracji AVP.
Zasada tworzenia poduszki powietrznej, doładowania
Najczęściej przy konstruowaniu amatorskich AVP stosuje się dwa schematy formowania poduszki powietrznej: komorę i dyszę.W schemat komory, najczęściej używany w proste projekty, objętościowe natężenie przepływu powietrza przechodzącego przez ścieżkę powietrza urządzenia jest równe objętościowemu natężeniu przepływu doładowania
Gdzie:
F jest obszarem obwodu szczeliny między powierzchnią nośną a dolną krawędzią korpusu aparatu, przez którą powietrze wychodzi spod aparatu, m2; można go zdefiniować jako iloczyn obwodu płotu z poduszką powietrzną P i szczeliny h e pomiędzy płotem a powierzchnią nośną; zwykle h 2 = 0,7 0,8 h, gdzie h jest wysokością zawisu aparatu, m;
υ - prędkość wypływu powietrza spod aparatu; z wystarczającą dokładnością można to obliczyć ze wzoru:
gdzie R v.p. - ciśnienie w poduszce powietrznej, Pa; g - przyspieszenie swobodnego spadania, m/s 2 ; y - gęstość powietrza, kg/m3.
Moc niezbędną do wytworzenia poduszki powietrznej w obwodzie komory określa się według przybliżonego wzoru:
gdzie R v.p. - ciśnienie za doładowaniem (w odbiorniku), Pa; η n - wydajność doładowania.
Głównymi parametrami poduszki powietrznej są ciśnienie i przepływ powietrza w poduszce powietrznej. Ich wartości zależą przede wszystkim od wielkości aparatu, czyli od masy i powierzchni nośnej, od wysokości zawisu, prędkości ruchu, sposobu wytworzenia poduszki powietrznej oraz oporów na drodze powietrza.
Najbardziej ekonomicznym poduszkowcem są AVP duże rozmiary lub dużych powierzchniach nośnych, w których minimalny nacisk w poduszce pozwala na uzyskanie odpowiednio dużej nośności. Samodzielna konstrukcja aparatu o dużych gabarytach wiąże się jednak z trudnościami w transporcie i przechowywaniu, a także jest ograniczona możliwościami finansowymi projektanta-amatora. Zmniejszając rozmiar AVP, wymagany jest znaczny wzrost ciśnienia w poduszce powietrznej i odpowiednio wzrost zużycia energii.
Negatywne zjawiska zależą z kolei od ciśnienia w poduszce powietrznej i prędkości wypływu powietrza spod urządzenia: rozpryskiwania podczas poruszania się po wodzie i kurzu podczas poruszania się po piaszczystej powierzchni lub luźnym śniegu.
Najwyraźniej udany projekt WUA jest w pewnym sensie kompromisem pomiędzy sprzecznymi zależnościami opisanymi powyżej.
Aby zmniejszyć zużycie energii na przepływ powietrza przez kanał powietrzny ze sprężarki do wnęki poduszki, musi on mieć minimalny opór aerodynamiczny (ryc. 3). Straty mocy, które są nieuniknione, gdy powietrze przepływa przez kanały kanału powietrznego, są dwojakiego rodzaju: straty spowodowane ruchem powietrza w prostych kanałach o stałym przekroju oraz straty lokalne podczas rozszerzania i zginania kanałów.
W drogach powietrznych małych amatorskich AVP straty spowodowane ruchem strumieni powietrza wzdłuż prostych kanałów o stałym przekroju są stosunkowo niewielkie ze względu na niewielką długość tych kanałów, a także dokładną obróbkę ich powierzchni. Straty te można oszacować korzystając ze wzoru:
gdzie: λ – współczynnik straty ciśnienia na długość kanału, obliczony według wykresu pokazanego na rys. 4, w zależności od liczby Reynoldsa Re=(υ·d):v, υ - prędkość przepływu powietrza w kanale, m/s; l - długość kanału, m; d jest średnicą kanału, m (jeżeli kanał ma przekrój inny niż kołowy, to d jest równoważną w polu przekroju średnicą kanału cylindrycznego); v jest współczynnikiem lepkości kinematycznej powietrza, m 2 /s.
Głównymi kosztami mocy doładowania są lokalne straty mocy związane ze znacznym zwiększeniem lub zmniejszeniem przekroju kanałów oraz znacznymi zmianami kierunku przepływu powietrza, a także straty na zasysaniu powietrza do doładowania, dysz i sterów kierunku. .
Tutaj ζ m jest lokalnym współczynnikiem strat, zależnym od wyznaczonej liczby Reynoldsa parametry geometryczneźródło strat i natężenie przepływu powietrza (rys. 5-8).
Doładowanie w AVP musi wytworzyć określone ciśnienie powietrza w poduszce powietrznej, biorąc pod uwagę pobór mocy w celu pokonania oporu kanałów stawianego przepływowi powietrza. W niektórych przypadkach część strumienia powietrza wykorzystywana jest także do wytwarzania poziomego ciągu urządzenia w celu zapewnienia ruchu.
Całkowite ciśnienie wytworzone przez doładowanie jest sumą ciśnienia statycznego i dynamicznego:
W zależności od rodzaju AVP, powierzchni poduszki powietrznej, wysokości podnoszenia urządzenia i wielkości strat, składniki p sυ i p dυ są różne. Od tego zależy wybór typu i wydajności sprężarek.
W obwodzie komory poduszki powietrznej ciśnienie statyczne p sυ niezbędne do wytworzenia siły nośnej można przyrównać do ciśnienia statycznego za doładowaniem, którego moc jest określona wzorem podanym powyżej.
Obliczając wymaganą moc doładowania AVP z elastyczną obudową poduszki powietrznej (konstrukcja dyszy), ciśnienie statyczne za doładowaniem można obliczyć za pomocą przybliżonego wzoru:
gdzie: R v.p. - ciśnienie w poduszce powietrznej pod spodem aparatu, kg/m2; kp jest współczynnikiem spadku ciśnienia pomiędzy poduszką powietrzną a kanałami (odbiornikiem), równym k p =P p:P v.p. (P p - ciśnienie w kanałach powietrznych za doładowaniem). Wartość k p waha się w granicach 1,25 1,5.
Objętościowe natężenie przepływu powietrza przez doładowanie można obliczyć ze wzoru:
Regulacja wydajności (przepływu) doładowań AVP odbywa się najczęściej - poprzez zmianę prędkości obrotowej lub (rzadziej) poprzez dławienie przepływu powietrza w kanałach za pomocą umieszczonych w nich przepustnic obrotowych.
Po obliczeniu wymaganej mocy doładowania należy znaleźć dla niej silnik; Najczęściej hobbyści korzystają z silników motocyklowych, jeśli wymagana jest moc do 22 kW. W takim przypadku za moc obliczeniową przyjmuje się 0,7-0,8 maksymalnej mocy silnika wskazanej w paszporcie motocykla. Konieczne jest zapewnienie intensywnego chłodzenia silnika i dokładne oczyszczenie powietrza wchodzącego przez gaźnik. Ważne jest również uzyskanie jednostki o minimalnej masie, na którą składa się masa silnika, przekładni pomiędzy doładowaniem a silnikiem, a także masa samej doładowania.
W zależności od rodzaju AVP stosuje się silniki o pojemności od 50 do 750 cm 3.
W amatorskich AVP w równym stopniu stosowane są zarówno doładowania osiowe, jak i odśrodkowe. Dmuchawy osiowe przeznaczone są do małych jednostek. proste projekty, odśrodkowy - dla AVP ze znacznym ciśnieniem w poduszce powietrznej.
Dmuchawy osiowe mają zazwyczaj cztery lub więcej łopatek (rysunek 9). Wykonywane są najczęściej z drewna (dmuchawy czterołopatowe) lub metalu (dmuchawy wielołopatkowe). Jeśli są wykonane ze stopów aluminium, wówczas wirniki można odlewać, a także spawać; możesz je zrobić konstrukcja spawana z blacha stalowa. Zakres ciśnień wytwarzanych przez osiowe czterołopatkowe doładowania wynosi 600-800 Pa (około 1000 Pa przy dużej liczbie łopatek); Sprawność tych doładowań sięga 90%.
Dmuchawy odśrodkowe wykonane są ze spawanej konstrukcji metalowej lub formowane z włókna szklanego. Ostrza wykonane są gięte z cienkiej blachy lub o profilowanym przekroju. Dmuchawy odśrodkowe wytwarzają ciśnienie do 3000 Pa, a ich wydajność sięga 83%.
Wybór kompleksu trakcyjnego
Pędniki wytwarzające ciąg poziomy można podzielić głównie na trzy typy: powietrzne, wodne i kołowe (rys. 10).Napęd powietrzny oznacza śmigło typu lotniczego z pierścieniem dyszowym lub bez, osiową lub odśrodkową sprężarkę doładowującą, a także odrzutowy zespół napędowy. W najprostszych konstrukcjach można czasami wytworzyć ciąg poziomy poprzez przechylenie AVP i wykorzystanie powstałej poziomej składowej siły strumienia powietrza wypływającego z poduszki powietrznej. Pneumatyczne urządzenie napędowe jest wygodne w przypadku amfibii, które nie mają kontaktu z powierzchnią nośną.
Jeśli mówimy o WUA poruszających się wyłącznie nad powierzchnią wody, wówczas można zastosować napęd śmigłowy lub strugowodny. W porównaniu z silnikami powietrznymi, pędniki te umożliwiają uzyskanie znacznie większego ciągu na każdy kilowat wydanej mocy.
Przybliżoną wartość ciągu wytwarzanego przez różne pędniki można oszacować na podstawie danych pokazanych na rys. 11.
Przy wyborze elementów śmigła należy wziąć pod uwagę wszelkiego rodzaju opory jakie powstają podczas ruchu śmigła. Opór aerodynamiczny oblicza się za pomocą wzoru
Opór wody powodowany powstawaniem fal podczas poruszania się WUA w wodzie można obliczyć ze wzoru
Gdzie:
V - prędkość ruchu WUA, m/s; G to masa AVP, kg; L to długość poduszki powietrznej, m; ρ to gęstość wody, kg s 2 /m 4 (przy temperaturze wody morskiej +4°C wynosi 104, wody rzecznej 102);
C x oznacza współczynnik oporu aerodynamicznego, zależny od kształtu pojazdu; określa się poprzez dmuchanie modeli AVP w tunelach aerodynamicznych. W przybliżeniu możemy przyjąć C x =0,3 0,5;
S jest polem przekroju WUA - jego rzutem na płaszczyznę prostopadłą do kierunku ruchu, m 2 ;
E jest współczynnikiem oporu fali zależnym od prędkości płata (liczba Froude'a Fr=V:√ g·L) i stosunku wymiarów poduszki powietrznej L:B (rys. 12).
Jako przykład w tabeli. Na rysunku 2 przedstawiono obliczenia oporu w zależności od prędkości ruchu dla urządzenia o długości L = 2,83 m i B = 1,41 m.
Znając opory ruchu urządzenia, można obliczyć moc silnika potrzebną do zapewnienia jego ruchu przy zadanej prędkości (w tym przykładzie 120 km/h), przyjmując sprawność śmigła η p równą 0,6 oraz przekładnię sprawność od silnika do śmigła η p =0,9:
Jako powietrzne urządzenie napędowe w amatorskich AVP najczęściej wykorzystuje się śmigło dwułopatowe (ryc. 13).
Półfabrykat na taką śrubę można skleić ze sklejki, jesionu lub płyt sosnowych. Krawędź, a także końcówki łopatek, które są narażone na działanie mechaniczne cząstek stałych lub piasku zasysanego wraz z przepływem powietrza, zabezpieczone są ramką z blachy mosiężnej.
Stosowane są również śmigła czterołopatowe. Liczba łopatek zależy od warunków pracy i przeznaczenia śmigła - do rozwijania dużej prędkości lub wytworzenia znacznej siły trakcyjnej w momencie startu. Wystarczający ciąg może również zapewnić dwułopatowe śmigło z szerokimi łopatkami. Siła ciągu z reguły wzrasta, jeśli śmigło pracuje w profilowanym pierścieniu dyszy.
Gotowe śmigło należy wyważyć, głównie statycznie, przed zamontowaniem na wale silnika. W przeciwnym razie podczas obracania się pojawią się wibracje, które mogą doprowadzić do uszkodzenia całego urządzenia. Dla amatorów w zupełności wystarczy wyważanie z dokładnością do 1 g. Oprócz wyważenia śmigła należy sprawdzić jego bicie względem osi obrotu.
Układ ogólny
Jednym z głównych zadań projektanta jest połączenie wszystkich jednostek w jedną funkcjonalną całość. Projektując pojazd, projektant ma obowiązek zapewnić w kadłubie miejsce dla załogi oraz rozmieszczenie zespołów układu podnoszącego i napędowego. Ważne jest, aby jako prototyp wykorzystać już znane projekty AVP. Na ryc. Rysunki 14 i 15 przedstawiają schematy projektowe dwóch typowych WUA budowanych amatorsko.W większości WUA nadwozie jest elementem nośnym, pojedynczą konstrukcją. Zawiera główne zespoły napędowe, kanały powietrzne, urządzenia sterujące i kabinę maszynisty. Kabiny kierowcy zlokalizowane będą na dziobie lub w centralnej części pojazdu, w zależności od tego, gdzie zlokalizowana jest sprężarka – za kabiną czy przed nią. Jeśli AVP jest wielomiejscowy, kabina zwykle znajduje się w środkowej części urządzenia, co pozwala na obsługę go z różne kwoty osób na pokładzie bez zmiany ustawienia.
W małych amatorskich AVP fotel kierowcy jest najczęściej otwarty, chroniony z przodu przednią szybą. Urządzenia mają ich więcej złożony projekt Kabiny (typu turystycznego) przykryte są kopułą z przezroczystego tworzywa sztucznego. Aby pomieścić niezbędny sprzęt i zapasy, wykorzystano przestrzenie dostępne po bokach kabiny i pod siedzeniami.
W przypadku silników powietrznych AVP jest sterowany za pomocą sterów umieszczonych w strumieniu powietrza za śmigłem lub urządzeń prowadzących zamontowanych w strumieniu powietrza wypływającego z jednostki napędowej oddychającej powietrzem. Sterowanie urządzeniem z siedzenia kierowcy może mieć charakter lotniczy – za pomocą uchwytów lub dźwigni przy kierownicy, lub jak w samochodzie – za pomocą kierownicy i pedałów.
Istnieją dwa główne typy układów paliwowych stosowanych w amatorskich AVP; z grawitacyjnym zasilaniem paliwem oraz z pompą paliwa typu samochodowego lub lotniczego. Części układu paliwowego, takie jak zawory, filtry, układ olejowy ze zbiornikami (jeśli używany jest silnik czterosuwowy), chłodnice oleju, filtry, układ chłodzenia wodą (jeśli jest to silnik chłodzony wodą), są zwykle wybierane z istniejących samolotów lub części samochodowe.
Spaliny z silnika są zawsze odprowadzane do tyłu pojazdu, nigdy do poduszki. Aby ograniczyć hałas powstający podczas pracy WUA, zwłaszcza w pobliżu obszarów zaludnionych, stosuje się tłumiki typu samochodowego.
W najprostszych konstrukcjach dolna część nadwozia służy jako podwozie. Rolę podwozia mogą pełnić drewniane płozy (lub płozy), które przejmują obciążenie w kontakcie z nawierzchnią. W turystycznych WUA, które są cięższe od sportowych WUA, montuje się podwozia kołowe, które ułatwiają przemieszczanie się WUA podczas postojów. Zwykle stosuje się dwa koła, instalowane po bokach lub wzdłuż osi podłużnej WUA. Koła mają kontakt z powierzchnią dopiero wtedy, gdy system podnoszenia przestaje działać, kiedy AVP dotknie powierzchni.
Materiały i technologia wykonania
Do produkcji AVP konstrukcja drewniana Do ich produkcji wykorzystuje się wysokiej jakości tarcicę sosnową, podobną do tej stosowanej w budowie samolotów, a także sklejkę brzozową, drewno jesionowe, bukowe i lipowe. Do klejenia drewna stosuje się klej wodoodporny o wysokich właściwościach fizyko-mechanicznych.Do ogrodzeń elastycznych stosuje się głównie tkaniny techniczne; muszą być niezwykle trwałe, odporne na warunki atmosferyczne i wilgoć, a także na tarcie. W Polsce najczęściej stosuje się tkaniny ognioodporne powlekane tworzywem sztucznym.
Ważne jest prawidłowe wykonanie cięcia i staranne połączenie paneli ze sobą, a także ich zamocowanie do urządzenia. Do mocowania skorupy płotu elastycznego do korpusu stosuje się listwy metalowe, które za pomocą śrub równomiernie dociskają tkaninę do korpusu urządzenia.
Projektując kształt elastycznej obudowy poduszki powietrznej nie należy zapominać o prawie Pascala, które głosi, że ciśnienie powietrza rozchodzi się we wszystkich kierunkach z tą samą siłą. Dlatego skorupa płotu elastycznego w stanie napompowanym powinna mieć kształt walca, kuli lub ich kombinacji.
Konstrukcja i wytrzymałość obudowy
Na korpus AVP przenoszone są siły pochodzące od ładunku przewożonego przez urządzenie, ciężar mechanizmów elektrowni itp., a także obciążenia od sił zewnętrznych, uderzenia dna o falę i ciśnienie w poduszce powietrznej. Konstrukcja nośna Kadłub amatorskiego AVP to najczęściej płaski ponton, który podtrzymywany jest ciśnieniem w poduszce powietrznej, a w trybie pływania zapewnia kadłubowi pływalność. Na nadwozie działają siły skupione, momenty zginające i moment obrotowy pochodzące od silników (ryc. 16), a także momenty żyroskopowe pochodzące od wirujących części mechanizmów, które powstają podczas manewrowania AVP.Najszerzej stosowane są dwa typy konstrukcyjne kadłubów amatorskich AVP (lub ich kombinacje):
- konstrukcja kratownicowa, gdy ogólna wytrzymałość kadłuba jest zapewniona za pomocą kratownic płaskich lub przestrzennych, a poszycie ma jedynie na celu zatrzymanie powietrza na drodze powietrza i wytworzenie objętości wyporu;
- z okładziną nośną, gdy zapewniona jest ogólna wytrzymałość kadłuba okładzina zewnętrzna, współpracując z zestawem podłużnym i poprzecznym.
Konstrukcja kabiny i jej przeszklenia muszą umożliwiać kierowcy i pasażerom szybkie opuszczenie kabiny, zwłaszcza w razie wypadku lub pożaru. Lokalizacja okien powinna zapewniać kierowcy dobra recenzja: linia obserwacji musi znajdować się pod kątem od 15° w dół do 45° w górę linia pozioma; widoczność boczna musi wynosić co najmniej 90° z każdej strony.
Przeniesienie mocy na śmigło i doładowanie
Najprostsze do amatorskiej produkcji są napędy pasowe i łańcuchowe. Napęd łańcuchowy służy jednak tylko do napędzania śmigieł lub doładowań, których osie obrotu są usytuowane poziomo i nawet wtedy tylko wtedy, gdy istnieje możliwość dobrania odpowiednich zębatek motocyklowych, ponieważ ich wykonanie jest dość trudne.W przypadku przekładni pasowej, aby zapewnić trwałość pasów, należy dobierać maksymalne średnice kół pasowych, przy czym prędkość obwodowa pasów nie powinna przekraczać 25 m/s.
Projekt kompleksu podnoszącego i ogrodzenia elastycznego
Zespół podnoszący składa się z dmuchawy, kanałów powietrznych, odbiornika i elastycznej obudowy poduszki powietrznej (w obwodach dysz). Kanały, którymi powietrze dostarczane jest z dmuchawy do elastycznej obudowy, muszą być zaprojektowane z uwzględnieniem wymagań aerodynamiki i zapewniać minimalne straty ciśnienia.Ogrodzenia elastyczne dla amatorskich WUA mają zazwyczaj uproszczony kształt i konstrukcję. Na ryc. Na rysunku 18 przedstawiono przykładowe schematy konstrukcyjne płotów elastycznych oraz sposób sprawdzania kształtu płotu elastycznego po jego zamontowaniu na korpusie urządzenia. Ogrodzenia tego typu charakteryzują się dobrą elastycznością, a dzięki zaokrąglonemu kształtowi nie przylegają do nierównych powierzchni nośnych.
Obliczenia doładowań, zarówno osiowych, jak i odśrodkowych, są dość złożone i można je wykonać wyłącznie przy użyciu specjalnej literatury.
Urządzenie sterujące z reguły składa się z kierownicy lub pedałów, układu dźwigni (lub okablowania kablowego) połączonych ze sterem pionowym, a czasem ze sterem poziomym - windą.
Sterowanie może odbywać się w formie kierownicy samochodu lub motocykla. Biorąc jednak pod uwagę specyfikę konstrukcji i działania AVP jako statku powietrznego, często wykorzystuje się w nich konstrukcje lotnicze ze sterowaniem w postaci dźwigni lub pedałów. W najprostszej postaci (rys. 19), przy przechyleniu rączki na bok, ruch przekazywany jest poprzez przymocowaną do rury dźwignię na elementy okablowania linki sterowej, a następnie na ster. Ruchy klamki do przodu i do tyłu, możliwe dzięki konstrukcji na zawiasach, przenoszone są przez popychacz umieszczony wewnątrz rury na okablowanie windy.
Przy sterowaniu pedałami, niezależnie od jego konstrukcji, konieczne jest zapewnienie możliwości poruszania siedzeniem lub pedałami w celu dostosowania go zgodnie z indywidualnymi cechami kierowcy. Dźwignie są najczęściej wykonane z duraluminium, rury transmisyjne mocowane są do korpusu za pomocą wsporników. Ruch dźwigni ograniczony jest otworami wycięć w prowadnicach zamontowanych po bokach urządzenia.
Przykładową konstrukcję steru w przypadku jego umieszczenia w strumieniu powietrza wyrzucanego przez śmigło pokazano na rys. 20.
Stery mogą być całkowicie obrotowe lub składać się z dwóch części - części stałej (stabilizatora) i części obrotowej (płetwy steru) o różnych proporcjach procentowych cięciw tych części. Profile przekroju poprzecznego każdego rodzaju kierownicy muszą być symetryczne. Stabilizator układu kierowniczego jest zwykle zamontowany na stałe na nadwoziu; główny element nośny Stabilizator to drzewce, do którego zamocowana jest zawiasowo płetwa steru. Windy, bardzo rzadko spotykane w amatorskich AVP, są projektowane według tych samych zasad, a czasem nawet są dokładnie takie same jak stery.
Elementy konstrukcyjne przenoszące ruch ze sterowania na kierownice i przepustnice silników zwykle składają się z dźwigni, drążków, linek itp. Za pomocą prętów z reguły siły przenoszone są w obu kierunkach, podczas gdy liny działają tylko dla trakcji. Najczęściej stosowany w amatorskich WUA systemy kombinowane- z kablami i popychaczami.
Od redaktora
Poduszkowce coraz częściej przyciągają uwagę miłośników sportów wodno-motorowych i turystyki. Przy stosunkowo niewielkim poborze mocy pozwalają na osiągnięcie dużych prędkości; dostępne są dla nich płytkie i nieprzejezdne rzeki; Poduszkowiec może unosić się zarówno nad ziemią, jak i nad lodem.Po raz pierwszy w problematykę projektowania małych poduszkowców wprowadziliśmy czytelników już w numerze 4 (1965), publikując artykuł Yu. A. Budnitsky'ego „Szybujące statki”. Opublikowano krótki zarys rozwoju zagranicznych poduszkowców, zawierający opis szeregu nowoczesnych poduszkowców sportowych i rekreacyjnych 1- i 2-miejscowych. Redaktorzy przybliżyli doświadczenia samodzielnego zbudowania takiego urządzenia przez mieszkańca Rygi O. O. Petersona w. Szczególnie duże zainteresowanie wśród naszych czytelników wzbudziła publikacja poświęcona tej amatorskiej konstrukcji. Wielu z nich chciało zbudować takiego samego płaza i prosiło o niezbędną literaturę.
W tym roku nakładem wydawnictwa Sudostroenie ukazuje się książka polskiego inżyniera Jerzego Bena „Modele i poduszkowiec amatorski”. Znajdziecie w nim prezentację podstawowej teorii powstawania poduszki powietrznej oraz mechaniki ruchu na niej. Autor podaje obliczone współczynniki, które są niezbędne przy niezależny projekt najprostszy SVP, przedstawia trendy i perspektywy rozwoju tego typu statki. Książka zawiera wiele przykładów projektów amatorskich poduszkowców (AHV) budowanych w Wielkiej Brytanii, Kanadzie, USA, Francji i Polsce. Książka skierowana jest do szerokiego grona miłośników samodzielnego budowania statków, modelarzy statków i miłośników jednostek pływających. Tekst jest bogato ilustrowany rysunkami, rysunkami i fotografiami.
W czasopiśmie publikuje się skrócone tłumaczenie rozdziału tej książki.
Cztery najpopularniejsze zagraniczne poduszkowce
Amerykański poduszkowiec „Airskat-240”
Poduszkowiec sportowy dwuosobowy z poprzecznie symetrycznym układem siedzeń. Instalacja mechaniczna - samochód. dw. Volkswagen o mocy 38 kW, napędzający osiową czterołopatową doładowanie i dwułopatowe śmigło w pierścieniu. Sterowanie poduszkowcem na trasie odbywa się za pomocą dźwigni połączonej z systemem sterów umieszczonych w przepływie za śmigłem. Wyposażenie elektryczne 12 V. Rozruch silnika - rozrusznik elektryczny. Wymiary urządzenia to 4,4x1,98x1,42 m. Powierzchnia poduszki powietrznej - 7,8 m2; średnica śmigła 1,16 m, masa całkowita – 463 kg, maksymalna prędkość na wodzie 64 km/h.Amerykański poduszkowiec firmy Skimmers Inc.
Rodzaj jednomiejscowego skutera poduszkowca. Konstrukcja obudowy opiera się na pomyśle wykorzystania kamery samochodowej. Dwucylindrowy silnik motocyklowy o mocy 4,4 kW. Wymiary urządzenia to 2,9x1,8x0,9 m. Powierzchnia poduszki powietrznej - 4,0 m 2; masa całkowita - 181 kg. Prędkość maksymalna – 29 km/h.Angielski poduszkowiec „Air Ryder”
Ten dwumiejscowy aparat sportowy jest jednym z najpopularniejszych wśród szkutników-amatorów. Osiowa doładowanie napędzana jest przez obrót silnika motocykla. objętość robocza 250 cm3. Śmigło jest dwułopatowe, drewniane; Zasilany oddzielnym silnikiem o mocy 24 kW. Sprzęt elektryczny o napięciu 12 V z akumulatorem lotniczym. Rozruch silnika odbywa się za pomocą rozrusznika elektrycznego. Urządzenie ma wymiary 3,81x1,98x2,23 m; prześwit 0,03 m; wzniesienie 0,077 m; powierzchnia poduszek 6,5 m2; masa własna 181 kg. Rozwija prędkość 57 km/h na wodzie, 80 km/h na lądzie; pokonuje wzniesienia do 15°.Tabela 1 przedstawia dane dla jednomiejscowej modyfikacji urządzenia.
Angielski starszy wiceprezes „Hovercat”
Lekka łódź turystyczna dla pięciu do sześciu osób. Istnieją dwie modyfikacje: „MK-1” i „MK-2”. Pojazd napędzany jest odśrodkową sprężarką doładowującą o średnicy 1,1 m. dw. Volkswagen ma pojemność skokową 1584 cm 3 i pobiera moc 34 kW przy 3600 obr/min.W modyfikacji MK-1 ruch odbywa się za pomocą śmigła o średnicy 1,98 m, napędzanego drugim silnikiem tego samego typu.
W modyfikacji MK-2 samochód służy do trakcji poziomej. dw. Porsche 912 o pojemności 1582 cm 3 i mocy 67 kW. Sterowanie aparatem odbywa się za pomocą sterów aerodynamicznych umieszczonych w strumieniu za śmigłem. Sprzęt elektryczny o napięciu 12 V. Wymiary urządzenia 8,28x3,93x2,23 m. Powierzchnia poduszki powietrznej 32 m 2, masa całkowita urządzenia 2040 kg, prędkość modyfikacji „MK-1” – 47 km/h, „MK-2” – 55 km/h
Notatki
1. Podano uproszczoną metodę doboru śmigła w oparciu o znaną wartość oporu, prędkość obrotową i prędkość jazdy.2. Obliczenia napędów pasowych i łańcuchowych można wykonać w oparciu o normy ogólnie przyjęte w krajowej inżynierii mechanicznej.
Konstrukcję pojazdu umożliwiającego poruszanie się zarówno na lądzie, jak i na wodzie poprzedziło zapoznanie się z historią odkrycia i powstania oryginalnych pojazdów-amfibii na poduszka powietrzna(AVP), badanie ich podstawowej struktury, porównanie różne projekty i schematy.
W tym celu odwiedziłem wiele stron internetowych entuzjastów i twórców WUA (w tym zagranicznych), a z niektórymi spotkałem się osobiście. Na koniec prototyp planułodzie
() wziął angielski „poduszkowiec” („pływający statek” - tak nazywa się AVP w Wielkiej Brytanii), zbudowany i przetestowany przez lokalnych entuzjastów.
Nasze najciekawsze domowe maszyny tego typu powstawały głównie na potrzeby organów ścigania, a w ostatnich latach miały charakter komercyjny i miały duże gabaryty, przez co nie bardzo nadawały się do produkcji amatorskiej. poduszka powietrzna Moje urządzenie jest włączone
Maszyna jest jednosilnikowa, z podzielonym przepływem powietrza, dla której w pierścieniowym kanale nieco poniżej jej środka zamontowany jest specjalny panel.
Łódź AVP składa się z trzech głównych części: zespołu śmigła-silnika z przekładnią, kadłuba z włókna szklanego i „spódnicy” - elastycznego ogrodzenia dla dolnej części kadłuba - że tak powiem, „poszewki” poduszki powietrznej .
Nadwozie Aerojeepa.
Jest podwójny: włókno szklane, składa się z powłoki wewnętrznej i zewnętrznej.
Zewnętrzna skorupa ma dość prostą konfigurację - to po prostu nachylone (około 50° do poziomu) boki bez dna - płaska na niemal całej szerokości i lekko zakrzywiona w górnej części. Dziób jest zaokrąglony, a tył ma wygląd pochylonej pawęży.
W górnej części, wzdłuż obwodu płaszcza zewnętrznego, wycięte są podłużne otwory-rowki, a od dołu, od zewnątrz, w śrubach oczkowych zamocowana jest lina otaczająca płaszcz, służąca do mocowania do niego dolnych części segmentów .
Powłoka wewnętrzna ma bardziej złożoną konfigurację niż skorupa zewnętrzna, ponieważ zawiera prawie wszystkie elementy małego statku (powiedzmy pontonu lub łodzi): burty, dno, zakrzywione burty, mały pokład na dziobie (tylko brak górnej części pawęży na rufie) - ale wykonany jako jeden detal. Dodatkowo, pośrodku kokpitu, wzdłuż niego, do dolnej części przyklejony jest oddzielnie uformowany tunel z kanistrem pod fotelem kierowcy, w którym mieści się zbiornik paliwa i akumulator, a także linka gazu i linka sterowania. W tylnej części skorupy wewnętrznej znajduje się rodzaj rufy, podniesionej i otwartej z przodu.
Służy jako podstawa pierścieniowego kanału dla śmigła, a jego zworka pokładowa służy jako separator przepływu powietrza, którego część (przepływ podtrzymujący) kierowana jest do otworu wału, a druga część służy do wytworzenia trakcji napędowej siła. Wszystkie elementy korpusu: skorupa wewnętrzna i zewnętrzna, tunel i kanał pierścieniowy zostały naklejone na matryce z maty szklanej o grubości około 2 mm na żywicy poliestrowej. Oczywiście żywice te są gorsze od żywic winyloestrowych i epoksydowych pod względem przyczepności, poziomu filtracji, skurczu i uwalniania substancje szkodliwe
Przed sklejeniem elementów z powierzchni roboczej matrycy dokładnie usunięto wszelkie nierówności i zadziory, a następnie pokryto ją trzykrotnie woskiem rozcieńczonym terpentyną i wypolerowano. Następnie za pomocą natryskiwacza (lub wałka) na powierzchnię nałożono cienką warstwę (do 0,5 mm) żelkotu (lakieru kolorowego) o wybranym żółtym kolorze.
Po wyschnięciu rozpoczął się proces klejenia skorupy przy użyciu następującej technologii. W pierwszej kolejności za pomocą wałka woskową powierzchnię matrycy oraz bok maty szklanej o mniejszych porach pokrywa się żywicą, następnie matę umieszcza się na matrycy i wałkuje do całkowitego usunięcia powietrza spod warstwy (jeśli jest taka potrzeba, można zrobić małą szczelinę w macie).
W ten sam sposób układa się kolejne warstwy mat szklanych na wymaganą grubość (4-5 mm), w razie potrzeby montując wtopione elementy (metal i drewno). Przy klejeniu „na mokro do krawędzi” nadmiarowe skrzydełka na krawędziach są odcinane.
Zaleca się stosowanie 2-3 warstw maty szklanej na boki kadłuba i do 4 warstw na dno.
W takim przypadku należy dodatkowo przykleić wszystkie rogi, a także miejsca wkręcenia łączników. Po stwardnieniu żywicy skorupę można łatwo usunąć z matrycy i poddać obróbce: krawędzie są toczone, wycinane są rowki i wiercone otwory. Aby zapewnić niezatapialność Aerojeepa, do wewnętrznej skorupy przykleja się kawałki pianki (na przykład mebli), pozostawiając wolne jedynie kanały przepływu powietrza na całym obwodzie.
Kawałki styropianu skleja się żywicą i mocuje do wewnętrznej skorupy za pomocą pasków maty szklanej, również nasmarowanej żywicą.
Po wykonaniu osłony zewnętrznej i wewnętrznej oddzielnie, łączy się je, mocuje za pomocą opasek i wkrętów samogwintujących, a następnie łączy (skleja) po obwodzie pasami powlekanej blachy żywica poliestrowa pod silnikiem.
Warto dodać, że w tej samej technologii, w jakiej wykonano osłony zewnętrzne i wewnętrzne, zastosowano sklejenie mniejszych elementów: osłony wewnętrznej i zewnętrznej dyfuzora, kierownic, zbiornika paliwa, obudowy silnika, owiewki, tunelu i fotela kierowcy. Na koniec prototyp planu Osobom, które dopiero zaczynają pracę z włóknem szklanym polecam przygotowanie produkcji
właśnie z tych małych elementów. Całkowita masa korpusu z włókna szklanego wraz z dyfuzorem i sterami wynosi około 80 kg. Oczywiście produkcję takiego kadłuba można również powierzyć specjalistycznym firmom produkującym łodzie i łódki z włókna szklanego. Na szczęście w Rosji jest ich sporo, a koszty będą porównywalne. Jednak w trakcie własnej roboty
Będziesz mógł zdobyć niezbędne doświadczenie i możliwość w przyszłości samodzielnego modelowania i tworzenia różnych elementów i konstrukcji z włókna szklanego.
Instalacja śmigła.
Zawiera silnik, śmigło i przekładnię, która przenosi moment obrotowy z pierwszego na drugi.
Zastosowany silnik to BRIGGS & STATTION, wyprodukowany w Japonii na licencji amerykańskiej: 2-cylindrowy, w kształcie litery V, czterosuwowy, 31 KM. przy 3600 obr./min. Gwarantowana żywotność wynosi 600 tysięcy godzin.
Rozruch odbywa się za pomocą rozrusznika elektrycznego z akumulatora, a świece zapłonowe działają z iskrownika.
Kanał pierścieniowy, podobnie jak korpus, również jest kompozytowy, sklejony z powłoki zewnętrznej i wewnętrznej. Dokładnie w miejscu połączenia jej dolnego sektora z górnym montowana jest przegroda z włókna szklanego, która oddziela przepływ powietrza wytwarzany przez śmigło (i odwrotnie, łączy ścianki dolnego sektora wzdłuż cięciwy).
Silnik, umieszczony na pawęży w kokpicie (za oparciem siedzenia pasażera), przykryty jest od góry maską z włókna szklanego, a śmigło oprócz dyfuzora jest również osłonięte z przodu drucianą kratką.
Miękka elastyczna osłona Aerojeepa (spódnicy) składa się z oddzielnych, ale identycznych segmentów, wyciętych i uszytych z gęstej, lekkiej tkaniny.
Pożądane jest, aby tkanina była wodoodporna, nie twardniała na zimno i nie przepuszczała powietrza. Użyłem fińskiego materiału Vinyplan, ale krajowa tkanina typu perkal jest całkiem odpowiednia. Wzór segmentu jest prosty i można go nawet uszyć ręcznie.
Każdy segment jest przymocowany do korpusu w następujący sposób. Język umieszcza się nad boczną pionową listwą z zakładką 1,5 cm; na nim znajduje się pióro sąsiedniego segmentu, a oba w miejscu zachodzenia są przymocowane do pręta specjalnym zaciskiem krokodylkowym, tylko bez zębów. I tak dalej na całym obwodzie Aerojeepa. Aby zapewnić niezawodność, możesz również umieścić klips na środku języka. Dwa dolne narożniki segmentu są swobodnie zawieszone za pomocą nylonowych zacisków na owiniętym kablu
dolna część
zewnętrzna powłoka obudowy.
Przepływ ten, jednocześnie z początkiem ruchu, tworzy pod dnem poduszkę powietrzną, unosząc aparat nad znajdującą się pod nim powierzchnię (grunt, śnieg lub wodę) o kilka centymetrów.
Obrót Aerojeepa odbywa się za pomocą dwóch sterów, które odchylają „do przodu” strumień powietrza na bok.
Sterowanie kierownicami odbywa się za pomocą dwuramiennej dźwigni kolumny kierownicy typu motocyklowego, poprzez linkę Bowdena biegnącą wzdłuż prawej burty pomiędzy panewkami do jednej z kierownic. Druga kierownica jest połączona z pierwszą za pomocą sztywnego drążka. Dźwignia sterowania przepustnicą gaźnika (analogicznie do uchwytu przepustnicy) jest również przymocowana do lewego uchwytu dźwigni dwuramiennej. Do operacji poduszkowiec należy go zarejestrować w inspektoracie samorządu lokalnego
małe łódki
(GIMS) i zdobądź bilet na statek. Aby uzyskać licencję na prowadzenie łodzi, należy również ukończyć kurs szkoleniowy z zakresu prowadzenia małej łodzi.
Jednak nawet na tych kursach nadal nie ma instruktorów pilotowania poduszkowców.
Dlatego każdy pilot musi samodzielnie opanować zarządzanie AVP, dosłownie krok po kroku zdobywając odpowiednie doświadczenie.
Poduszkowiec „Aerojeep”: 1-segmentowy (gruby materiał); 2-kna cumownicze (3 szt.); Daszek z trzema wiatrami; Listwa mocująca segmentowa 4-stronna; 5-uchwytowy (2 szt.); 6-osłona śmigła; kanał 7-ringowy; 8-ster (2 szt.); Dźwignia sterowania na kierownicy 9; 10-włazowy dostęp do zbiornika paliwa i akumulatora; 11-miejsce pilota; Sofa 12-osobowa; 13-silnikowa obudowa; 14-silnik; 15-powłoka zewnętrzna; 16-wypełniacz (pianka); 17-powłoka wewnętrzna; Panel 18-przegródkowy; 19-śmigła; piasta na 20 śmigieł; 21-napęd paska rozrządu; 22 węzeł do mocowania dolnej części segmentu
Teoretyczny rysunek nadwozia: 1 - skorupa wewnętrzna; 2-powłoka zewnętrzna
Segment ogrodzenia elastycznego: 1 - ściany; 2-pokrywka z językiem