Domaće sanjke za hovercraft. DIY amfibijski čamac. Domaći hovercraft. Koji su materijali potrebni
Karakteristike velike brzine i amfibijske sposobnosti vozila na zračnom jastuku (AHU), kao i komparativna jednostavnost njihovog dizajna, privlače pažnju dizajnera amatera. Posljednjih godina pojavilo se mnogo malih WUA-a, izgrađenih samostalno i korištenih za sport, turizam ili poslovna putovanja.
U nekim zemljama, poput Velike Britanije, SAD-a i Kanade, uspostavljena je serijska industrijska proizvodnja malih WUA-a; nude se gotovi uređaji ili setovi dijelova za samomontažu.
Tipična sportska WUA je kompaktna, jednostavnog dizajna, ima neovisne sustave podizanja i pomicanja i lako se kreće i iznad zemlje i iznad vode. To su uglavnom jedinice s jednim sjedalom s motorima s rasplinjačem ili motorima s zračnim hlađenjem lakih automobila.
Turističke WUA-e su složenijeg dizajna. Obično su dvo- ili četverosjedi, dizajnirani za relativno duga putovanja i, sukladno tome, imaju police za prtljagu, velike spremnike goriva, uređaje za zaštitu putnika od vremenskih prilika.
U gospodarske svrhe koriste se male platforme, prilagođene za prijevoz uglavnom poljoprivrednih dobara po neravnom i močvarnom terenu.
Glavne karakteristike
Amaterske WUA karakteriziraju glavne dimenzije, masa, promjer puhala i propelera te udaljenost od središta mase WUA do središta njegovog aerodinamičkog otpora.Stol 1 uspoređuje najvažnije tehničke podatke najpopularnijih engleskih amaterskih WUA-a. Tablica vam omogućuje da se krećete u širokom rasponu vrijednosti pojedinačnih parametara i koristite ih za usporednu analizu s vlastitim projektima.
Najlakše WUA teže oko 100 kg, najteže više od 1000 kg. Naravno, što je manja masa uređaja, to je manja snaga motora potrebna za njegovo kretanje, odnosno veće performanse mogu se postići uz istu potrošnju energije.
Ispod su najtipičniji podaci o masi pojedinačnih jedinica koje čine ukupnu masu amaterske WUA: zračno hlađeni karburatorski motor - 20-70 kg; aksijalni puhač. (pumpa) - 15 kg, centrifugalna pumpa - 20 kg; propeler - 6-8 kg; okvir motora - 5-8 kg; prijenos - 5-8 kg; prsten mlaznice propelera - 3-5 kg; kontrole - 5-7 kg; tijelo - 50-80 kg; spremnici goriva i plinovodi - 5-8 kg; sjedalo - 5 kg.
Ukupna nosivost utvrđuje se proračunom, ovisno o broju putnika, zadanoj količini prevezenog tereta, zalihama goriva i ulja potrebnih za osiguranje potrebnog dometa krstarenja.
Paralelno s izračunom mase AUA potreban je točan izračun položaja težišta, jer o tome ovise vozne performanse, stabilnost i upravljivost vozila. Glavni uvjet je da rezultanta sila koje održavaju zračni jastuk prolazi kroz zajedničko težište (CG) aparata. Treba imati na umu da sve mase koje mijenjaju svoju vrijednost tijekom rada (kao što su npr. gorivo, putnici, teret) moraju biti smještene u blizini CG aparata kako ne bi izazvale njegovo pomicanje.
Težište aparata određuje se proračunom prema crtežu bočne projekcije aparata, gdje su aplicirana težišta pojedinih jedinica, sastavnih dijelova konstrukcije putnika i tereta (slika 1.). Poznavajući mase G i i koordinate (u odnosu na koordinatne osi) x i i y i njihovih težišta, moguće je odrediti položaj CG cijelog aparata formulama:
Projektirana amaterska WUA mora zadovoljiti određene operativne, projektantske i tehnološke zahtjeve. Osnova za izradu projekta i dizajna nove vrste WUA-a su, prije svega, početni podaci i tehnički uvjeti koji određuju vrstu aparata, njegovu namjenu, ukupnu težinu, nosivost, dimenzije, tip glavne elektrane. , vozne karakteristike i specifične značajke.
Turističke i sportske WUA, kao i druge vrste amaterskih WUA, moraju biti jednostavne za izradu, da u svom dizajnu koriste lako dostupne materijale i jedinice te da budu potpuno sigurne u radu.
Govoreći o voznim karakteristikama, podrazumijevaju visinu lebdenja AUA-a i pripadajuću sposobnost svladavanja prepreka, maksimalnu brzinu i odziv na gas, kao i zaustavni put, stabilnost, upravljivost i domet krstarenja.
U dizajnu WUA, oblik trupa igra temeljnu ulogu (slika 2), što je kompromis između:
- a) okrugle u tlocrtu konture koje karakteriziraju najbolji parametri zračnog jastuka u trenutku lebdenja u mjestu;
- b) oblik obrisa u obliku kapljice, što je poželjno sa stajališta smanjenja aerodinamičkog otpora tijekom kretanja;
- c) izoštren u nosu ("kljunoliki") oblik tijela, optimalan s hidrodinamičkog stajališta pri kretanju po uzburkanoj površini vode;
- d) oblik koji je optimalan za operativne svrhe.
Koristeći statistiku o postojećim građevinama koje odgovaraju novonastaloj vrsti WUA, projektant treba utvrditi:
- masa aparata G, kg;
- površina zračnog jastuka S, m 2;
- duljina, širina i obris tijela u planu;
- snaga motora sustava za podizanje N k.p. , kW;
- snaga vučnog motora N dv, kW.
- tlak zračnog jastuka P vp = G: S;
- specifična snaga sustava za podizanje q c.p. = G: N c.p. ...
- specifična snaga vučnog motora q dv = G: N dv, a također početi razvijati konfiguraciju WUA.
Princip zračnog jastuka, puhala
Najčešće, pri izgradnji amaterskih WUA-a, koriste se dvije sheme za formiranje zračnog jastuka: komora i mlaznica.U krugu komore, koji se najčešće koristi u jednostavnim izvedbama, volumetrijski protok zraka koji prolazi kroz zračni put aparata jednak je volumetrijskom protoku zraka puhala
gdje:
F je područje perimetra razmaka između potporne površine i donjeg ruba tijela aparata, kroz koji zrak izlazi ispod aparata, m 2; može se definirati kao umnožak opsega kućišta zračnog jastuka P na veličinu razmaka h e između ograde i potporne površine; obično h 2 = 0,7 ÷ 0,8 h, gdje je h visina aparata, m;
υ je brzina istjecanja zraka ispod aparata; s dovoljnom točnošću, može se izračunati po formuli:
gdje je P k.č. - tlak u zračnom jastuku, Pa; g - ubrzanje gravitacije, m / s 2; y - gustoća zraka, kg / m 3.
Snaga potrebna za stvaranje zračnog jastuka u shemi komore određena je približnom formulom:
gdje je P k.č. - tlak iza kompresora (u prijemniku), Pa; η n je učinkovitost kompresora.
Tlak zračnog jastuka i protok zraka glavni su parametri zračnog jastuka. Njihove vrijednosti ovise prvenstveno o dimenzijama aparata, odnosno o masi i nosivoj površini, o visini lebdenja, brzini kretanja, načinu stvaranja zračnog jastuka i otporu u zračnom putu.
Najekonomičniji lebdjeli su veliki zračni jastuk ili velike nosive površine, kod kojih minimalni tlak u jastuku omogućuje postizanje dovoljno velike nosivosti. Međutim, samostalna konstrukcija velikog uređaja povezana je s poteškoćama transporta i skladištenja, a također je ograničena financijskim mogućnostima dizajnera amatera. Sa smanjenjem veličine WUA, potrebno je značajno povećanje tlaka u zračnom jastuku i, sukladno tome, povećanje potrošnje energije.
Negativne pojave, pak, ovise o tlaku u zračnom jastuku i brzini strujanja zraka ispod aparata: prskanje tijekom vožnje preko vode i prašina pri vožnji po pješčanoj površini ili rastresitom snijegu.
Očigledno, uspješan dizajn WUA je na neki način kompromis između kontradiktornih ovisnosti opisanih gore.
Da bi se smanjila potrošnja energije za prolaz zraka kroz zračni kanal iz puhala u šupljinu jastuka, mora imati minimalan aerodinamički otpor (slika 3.). Gubitak snage, neizbježan prilikom prolaska zraka kroz zračni kanal, ima dvije vrste: gubitak za kretanje zraka u ravnim kanalima stalnog presjeka i lokalni gubici - tijekom širenja i savijanja kanala.
U zračnom kanalu malih amaterskih WUA-a gubici zbog kretanja zračnih tokova duž ravnih kanala stalnog presjeka relativno su mali zbog neznatne duljine ovih kanala, kao i temeljitosti njihove površinske obrade. Ti se gubici mogu procijeniti po formuli:
gdje je: λ koeficijent gubitka tlaka po duljini kanala, izračunat prema grafikonu prikazanom na Sl. 4, ovisno o Reynoldsovom broju Re = (υ · d): v, υ - brzina zraka u kanalu, m / s; l - duljina kanala, m; d - promjer kanala, m (ako kanal ima poprečni presjek koji nije kružni, tada je d promjer ekvivalentnog cilindričnog kanala u površini poprečnog presjeka); v - koeficijent kinematičke viskoznosti zraka, m 2 / s.
Lokalni gubici snage povezani s jakim povećanjem ili smanjenjem poprečnog presjeka kanala i značajnim promjenama u smjeru strujanja zraka, kao i gubici za usis zraka u puhalo, mlaznice i kormila čine glavnu potrošnju energije puhala.
Ovdje je ζ m koeficijent lokalnih gubitaka, ovisno o Reynoldsovom broju, koji je određen geometrijskim parametrima izvora gubitaka i brzinom prolaza zraka (sl. 5-8).
Puhalo u WUA mora stvoriti određeni tlak zraka u zračnom jastuku, uzimajući u obzir potrošnju energije za prevladavanje otpora kanala strujanju zraka. U nekim slučajevima, dio strujanja zraka također se koristi za formiranje horizontalnog potiska aparata kako bi se osiguralo kretanje.
Ukupni tlak koji stvara puhalo zbroj je statičkog i dinamičkog tlaka:
Ovisno o vrsti WUA, površini zračnog jastuka, visini aparata i veličini gubitaka, sastavne komponente p sυ i p dυ variraju. To određuje vrstu i performanse puhala.
U shemi komore zračnog jastuka, statički tlak p sυ potreban za stvaranje sile dizanja može se izjednačiti sa statičkim tlakom iza kompresora, čija je snaga određena gornjom formulom.
Prilikom izračunavanja potrebne snage AHU puhala s fleksibilnim kućištem zračnog jastuka (krug mlaznica), statički tlak iza puhala može se izračunati pomoću približne formule:
gdje je: R v.p. - tlak u zračnom jastuku ispod dna aparata, kg / m 2; kp je koeficijent razlike tlaka između zračnog jastuka i kanala (prijemnika), jednak k p = P p: P vp. (P p je tlak u zračnim kanalima iza kompresora). Vrijednost k p kreće se od 1,25 do 1,5.
Volumetrijski protok zraka puhala može se izračunati pomoću formule:
Regulacija učinka (brzine protoka) AHU puhala provodi se najčešće promjenom frekvencije vrtnje ili (rjeđe) prigušivanjem protoka zraka u kanalima uz pomoć rotacijskih ventila koji se nalaze u njima.
Nakon što je izračunata potrebna snaga puhala, potrebno je pronaći motor za to; najčešće amateri koriste motore motocikala kada je potrebna snaga do 22 kW. U ovom slučaju, 0,7-0,8 maksimalne snage motora navedene u putovnici motocikla uzima se kao projektna snaga. Potrebno je osigurati intenzivno hlađenje motora i temeljito čišćenje zraka koji ulazi kroz rasplinjač. Također je važno dobiti jedinicu s minimalnom masom, koja je zbroj mase motora, prijenosa između kompresora i motora te mase samog kompresora.
Ovisno o vrsti AUA koriste se motori radnog volumena od 50 do 750 cm 3.
U amaterskim WUA-ima podjednako se koriste i aksijalni i centrifugalni puhači. Aksijalne puhalice namijenjene su malim i nekompliciranim konstrukcijama, centrifugalne puhalice - za WUA sa značajnim pritiskom u zračnom jastuku.
Aksijalni puhači obično imaju četiri ili više lopatica (sl. 9). Obično se izrađuju od drva (četvorokrake) ili metala (puhalice s više oštrica). Ako su izrađeni od aluminijskih legura, tada se rotori mogu lijevati i također zavarivati; moguće ih je napraviti zavarenom konstrukcijom od čeličnog lima. Raspon tlaka koji stvaraju aksijalni puhali s četiri lopatice je 600-800 Pa (oko 1000 Pa s velikim brojem lopatica); Učinkovitost ovih puhala doseže 90%.
Centrifugalni puhači su ili zavareni od metala ili oblikovani od stakloplastike. Oštrice se izrađuju savijene od tankog lima ili s profiliranim poprečnim presjekom. Centrifugalni puhači stvaraju tlakove do 3000 Pa, a njihova učinkovitost doseže 83%.
Odabir vučnog kompleksa
Propeleri koji stvaraju horizontalni potisak mogu se podijeliti uglavnom u tri tipa: zračni, vodeni i kotačići (slika 10.).Pod zračnim propelerom se podrazumijeva propeler tipa zrakoplova sa ili bez prstena mlaznice, aksijalnim ili centrifugalnim kompresorom i propelerom zračnog mlaza. U najjednostavnijim izvedbama, horizontalni potisak ponekad se može stvoriti naginjanjem WUA i korištenjem rezultirajuće horizontalne komponente sile strujanja zraka koja izlazi iz zračnog jastuka. Zračni pokretač je prikladan za amfibijska vozila koja nemaju kontakt s potpornom površinom.
Ako govorimo o WUA-ima koji se kreću samo iznad površine vode, tada se može koristiti propeler ili vodeni mlaz. U usporedbi sa zračnim pogonom, ovi propeleri omogućuju postizanje znatno većeg potiska za svaki utrošeni kilovat snage.
Približna vrijednost potiska koji razvijaju različiti propeleri može se procijeniti iz podataka prikazanih na Sl. jedanaest.
Prilikom odabira elemenata propelera treba uzeti u obzir sve vrste otpora koji nastaju tijekom kretanja WUA. Aerodinamički otpor se izračunava po formuli
Otpor vode uzrokovan stvaranjem valova kada se WUA kreće kroz vodu može se izračunati po formuli
gdje:
V je brzina kretanja WUA, m / s; G je masa WUA, kg; L je duljina zračnog jastuka, m; ρ je gustoća vode, kg · s 2 / m 4 (pri temperaturi morske vode od + 4 ° C jednaka je 104, rijeka - 102);
C x - koeficijent aerodinamičkog otpora, ovisno o obliku aparata; određuje se puhanjem WUA modela u aerotunele. Približno možete uzeti C x = 0,3 ÷ 0,5;
S - površina poprečnog presjeka WUA - njegova projekcija na ravninu okomitu na smjer kretanja, m 2;
E je koeficijent otpora vala ovisno o brzini WUA (Froudeov broj Fr = V: √ g · L) i omjeru dimenzija zračnog jastuka L: B (slika 12).
Kao primjer, u tablici. Na slici 2 prikazan je proračun otpora ovisno o brzini kretanja za aparat duljine L = 2,83 m i B = 1,41 m.
Poznavajući otpor kretanju uređaja, moguće je izračunati snagu motora potrebnu da se osigura njegovo kretanje pri datoj brzini (u ovom primjeru 120 km / h), uzimajući učinkovitost propelera η p jednaku 0,6, i učinkovitost prijenosa s motora na propeler η p = 0 , devet:
Propeler s dvije lopatice najčešće se koristi kao zračni propeler za amaterske WUA (Sl. 13.).
Prazan za takav vijak može se zalijepiti od šperploče, jasena ili borovih ploča. Rub, kao i krajevi lopatica, koji su izloženi mehaničkom djelovanju čvrstih čestica ili pijeska, usisanog strujanjem zraka, zaštićeni su okvirom od mjedenog lima.
Također se koriste propeleri s četiri lopatice. Broj lopatica ovisi o uvjetima rada i namjeni propelera - za razvoj velike brzine ili stvaranje značajne sile potiska u trenutku lansiranja. Propeler s dvije lopatice sa širokim lopaticama može osigurati dovoljan potisak. Sila potiska se u pravilu povećava ako propeler radi u profiliranom prstenu mlaznice.
Gotovi vijak mora biti balansiran, uglavnom statički, prije nego što se montira na osovinu motora. Ako to ne učinite, stvaraju se vibracije kada se okreće, što bi moglo oštetiti cijelu jedinicu. Za amatere je dovoljno balansiranje s točnošću od 1 g. Osim balansiranja vijka, provjerite njegovo otpuštanje u odnosu na os rotacije.
Opći izgled
Jedan od glavnih zadataka projektanta je povezati sve cjeline u jednu funkcionalnu cjelinu. Prilikom projektiranja aparata, projektant je dužan osigurati mjesto za posadu, smještaj jedinica podiznog i pogonskog sustava unutar trupa. Istodobno, važno je koristiti nacrte već poznatih WUA-a kao prototip. Na sl. Na slikama 14 i 15 prikazani su strukturni dijagrami dvaju tipičnih AVP-a amaterske gradnje.U većini WUA-a tijelo je nosivi element, jedna struktura. Sadrži jedinice glavne elektrane, zračne kanale, upravljačke uređaje i vozačku kabinu. Vozačke kabine nalaze se u pramcu ili u središnjem dijelu vozila, ovisno o tome gdje se nalazi kompresor - iza kabine ili ispred nje. Ako WUA ima više sjedala, kabina se obično nalazi u sredini vozila, što omogućuje da se njome upravlja s različitim brojem ljudi u vozilu bez promjene njezina poravnanja.
Kod malih amaterskih AVU-a vozačko sjedalo je najčešće otvoreno, sprijeda zaštićeno vjetrobranskim staklom. U uređajima složenijeg dizajna (turistički tip), kabine su zatvorene prozirnom plastičnom kupolom. Za smještaj potrebne opreme i potrepština koriste se količine raspoložive na bočnim stranama kabine i ispod sjedala.
Kod zračnih motora, upravljanje AUA-om se provodi pomoću kormila smještenih u struji zraka iza propelera ili uređaja za navođenje koji su fiksirani u struji zraka koji izlazi iz zračnog pogonskog uređaja. Upravljanje uređajem s vozačevog sjedala može biti zrakoplovnog tipa - pomoću ručki ili poluga upravljača, ili kao u automobilu - upravljača i pedala.
U amaterskim WUA-ima postoje dvije glavne vrste sustava goriva; s gravitacijskim napajanjem i s benzinskom pumpom automobilskog ili zrakoplovnog tipa. Obično se odabiru dijelovi sustava goriva, kao što su ventili, filteri, sustav ulja zajedno sa spremnicima (ako se koristi četverotaktni motor), hladnjaci ulja, filteri, sustav hlađenja vodom (ako je motor hlađen vodom). iz postojećih zrakoplovnih ili automobilskih dijelova.
Ispušni plinovi iz motora uvijek se ispuštaju u stražnji dio aparata, a nikada u jastuk. Za smanjenje buke koja nastaje tijekom rada WUA-a, osobito u blizini naselja, koriste se prigušivači automobilskog tipa.
U najjednostavnijim izvedbama donji dio tijela služi kao šasija. Ulogu šasije mogu igrati drvene klizne (ili klizne), koje preuzimaju opterećenje pri kontaktu s površinom. U turističkim WUA-ima, koje se odlikuju većom masom od sportskih, montiraju se šasije s kotačima, koje olakšavaju kretanje WUA-a tijekom parkiranja. Obično se koriste dva kotača, postavljena sa strane ili duž uzdužne osi WUA. Kotači dolaze u dodir s površinom tek nakon što sustav za podizanje prestane raditi, kada WUA dotakne površinu.
Materijali i tehnologija izrade
Za izradu drvenih konstrukcija WUA koristi se visokokvalitetna borova građa, slična onima koja se koriste u konstrukciji zrakoplova, kao i šperploča od breze, jasena, bukve i lipe. Za lijepljenje drva koristi se vodootporno ljepilo s visokim fizikalnim i mehaničkim svojstvima.Za fleksibilne ograde uglavnom se koriste tehničke tkanine; moraju biti iznimno izdržljivi, otporni na vremenske uvjete i vlagu, kao i na habanje.U Poljskoj se najčešće koristi vatrootporna tkanina prekrivena plastičnim PVC-om.
Važno je pravilno rezati i osigurati da su ploče međusobno temeljito spojene, kao i pričvršćene na uređaj. Za pričvršćivanje ljuske fleksibilne ograde na tijelo koriste se metalne trake koje pomoću vijaka ravnomjerno pritišću tkaninu na tijelo aparata.
Prilikom projektiranja oblika fleksibilnog kućišta zračnog jastuka ne treba zaboraviti na Pascalov zakon koji kaže: tlak zraka širi se u svim smjerovima jednakom silom. Stoga ljuska fleksibilne barijere u napuhanom stanju mora biti u obliku cilindra ili kugle ili njihove kombinacije.
Dizajn i snaga kućišta
Na tijelo WUA prenose se sile od tereta koje nosi vozilo, težina mehanizama elektrane i sl., a također i opterećenja od vanjskih sila, udara dna o val i od tlaka u čin zračnog jastuka. Nosiva konstrukcija trupa amaterske WUA najčešće je ravni ponton, koji se oslanja na pritisak u zračnom jastuku, a u načinu plovidbe osigurava uzgon trupa. Na tijelo djeluju koncentrirane sile, momenti savijanja i uvijanja iz motora (slika 16.), kao i žiroskopski momenti iz rotirajućih dijelova mehanizama koji nastaju tijekom AUA manevriranja.Najraširenije su dvije konstruktivne vrste zgrada za amaterske WUA (ili njihove kombinacije):
- rešetkasta konstrukcija, kada je ukupna čvrstoća trupa osigurana uz pomoć ravnih ili prostornih rešetki, a koža je namijenjena samo zadržavanju zraka u zračnom putu i stvaranju volumena uzgona;
- s nosivom kožom, kada ukupnu čvrstoću trupa osigurava vanjska obloga, koja radi zajedno s uzdužnim i poprečnim sklopom.
Dizajn kabine i njezino ostakljenje moraju osigurati mogućnost brzog izlaska vozača i putnika iz kabine, osobito u slučaju nezgode ili požara. Položaj naočala trebao bi vozaču omogućiti dobar pregled: linija vidljivosti treba biti u rasponu od 15 ° dolje do 45 ° prema gore od vodoravne linije; bočni vid mora biti najmanje 90° sa svake strane.
Prijenos snage na propeler i puhalo
Klinasti i lančani pogoni najjednostavniji su za amatersku proizvodnju. Međutim, lančani pogon se koristi samo za pogon propelera ili puhala čije su osi rotacije vodoravno smještene, pa čak i onda samo ako je moguće odabrati odgovarajuće lančanike motocikla, jer je njihova proizvodnja prilično teška.U slučaju prijenosa s klinastim remenom, kako bi se osigurala trajnost remena, promjeri remenica trebaju biti odabrani do maksimuma, međutim, obodna brzina remena ne smije biti veća od 25 m / s.
Izgradnja podiznog kompleksa i fleksibilne ograde
Kompleks za dizanje sastoji se od jedinice za ubrizgavanje, zračnih kanala, prijemnika i fleksibilnog kućišta zračnog jastuka (u krugovima mlaznica). Kanali kroz koje se zrak dovodi od puhala do fleksibilnog kućišta moraju biti projektirani uzimajući u obzir zahtjeve aerodinamike i osigurati minimalne gubitke tlaka.Fleksibilne ograde za amaterske WUA obično imaju pojednostavljeni oblik i dizajn. Na sl. Slika 18 prikazuje primjere konstruktivnih dijagrama fleksibilnih barijera i metode za provjeru oblika fleksibilne barijere nakon postavljanja na tijelo uređaja. Ograde ovog tipa imaju dobru elastičnost, a zbog svog zaobljenog oblika ne prianjaju za neravnine potporne površine.
Proračun kompresora, kako aksijalnih tako i centrifugalnih, prilično je kompliciran i može se izvesti samo uz pomoć posebne literature.
Upravljački uređaj obično se sastoji od upravljača ili pedala, sustava poluga (ili sajli) spojenih na okomito kormilo, a ponekad i na horizontalno kormilo - dizalo.
Upravljanje se može izvesti u obliku volana automobila ili motocikla. Međutim, s obzirom na specifičnosti dizajna i rada WUA kao zrakoplova, češće se koristi zrakoplovni dizajn komandi u obliku poluge ili pedala. U svom najjednostavnijem obliku (slika 19), kada je ručka nagnuta u stranu, kretanje se prenosi pomoću poluge pričvršćene na cijev na elemente upravljačke sajle, a zatim na kormilo. Pokreti ručke naprijed i natrag zbog njezine artikulacije prenose se kroz potiskivač koji radi unutar cijevi do ožičenja dizala.
Kod upravljanja papučicama, bez obzira na njegovu shemu, potrebno je predvidjeti mogućnost pomicanja ili sjedala ili pedala za podešavanje u skladu s individualnim karakteristikama vozača. Poluge su najčešće izrađene od duraluminija, cijevi prijenosa pričvršćene su na tijelo nosačima. Kretanje poluga ograničeno je otvorima izreza u vodilicama postavljenim na bočnim stranama aparata.
Primjer dizajna kormila u slučaju njegovog postavljanja u protok zraka koji baca propeler prikazan je na sl. dvadeset.
Kormila mogu biti ili potpuno rotirajuća, ili se sastoje od dva dijela - fiksnog (stabilizator) i rotacijskog (lopatica kormila) s različitim postotcima akorda ovih dijelova. Bilo koja vrsta dijela kormila mora biti simetrična. Stabilizator kormila obično je pričvršćen na kućište; glavni nosivi element stabilizatora je krak, na koji je oštrica kormila obješena na šarkama. Dizala, koja se vrlo rijetko nalaze u amaterskim WUA-ima, dizajnirana su prema istim principima, a ponekad su čak i potpuno ista kao i kormila.
Konstruktivni elementi koji prenose gibanje s komandi na upravljače i ventile za gas motora obično se sastoje od poluga, šipki, sajli i sl. Šipke u pravilu prenose sile u oba smjera, dok sajle rade samo za vuču. Najčešće amaterske WUA koriste kombinirane sustave - s kabelima i potiskivačima.
Iz uredništva
Hovercraft sve više privlače pažnju zaljubljenika u motorni sport i turizam. Uz relativno nisku potrošnju energije, omogućuju postizanje velikih brzina; pristupačne su im plitke i neprohodne rijeke; hovercraft može lebdjeti i iznad tla i iznad leda.Po prvi put smo čitatelje upoznali s problemima projektiranja malih hovercrafta u 4. broju (1965.), stavljajući članak Yu. A. Budnitskiyja "Soaring ships". Objavljena je kratka skica razvoja stranih SVP-a, uključujući opis niza sportskih i hodajućih modernih 1- i 2-sjedalnih SVP-a. Redakcija je predstavila V.O. Publikacija o ovom amaterskom dizajnu izazvala je posebno veliko zanimanje naših čitatelja. Mnogi od njih htjeli su izgraditi isti vodozemac i tražili su da naznače potrebnu literaturu.
Ove godine izdavačka kuća "Brodogradnja" objavljuje knjigu poljskog inženjera Jerzyja Benye "Modeli i amaterska letjelica". U njemu ćete pronaći izlaganje osnova teorije nastanka zračnog jastuka i mehanike kretanja na njemu. Autor daje projektne omjere potrebne za samostalno projektiranje najjednostavnijih lebdjelica, upoznaje trendove i izglede razvoja ove vrste brodova. Knjiga sadrži mnogo primjera dizajna amaterskih lebdjelica (AHU) izgrađenih u Velikoj Britaniji, Kanadi, SAD-u, Francuskoj, Poljskoj. Knjiga je namijenjena širokom krugu amatera samostalne gradnje brodova, brodomaketara i plovila. Njegov je tekst bogato ilustriran crtežima, crtežima i fotografijama.
Časopis objavljuje skraćeni prijevod poglavlja iz ove knjige.
Četiri najpopularnija strana SVP-a
američki SVP "Airskat-240"
Dvosjed sportsko hovercraft s poprečnim simetričnim rasporedom sjedala. Strojarska instalacija - auto dv. Volkswagen snage 38 kW, koji pokreće aksijalni četverokraki kompresor i dvokraki propeler u prstenu. Upravljanje SVP-om duž staze provodi se pomoću poluge spojene na sustav kormila koji se nalazi u struji iza propelera. Električna oprema 12 V. Pokretanje motora - električni starter. Dimenzije aparata su 4,4x1,98x1,42 m. Površina zračnog jastuka je 7,8 m 2; promjer propelera je 1,16 m, bruto težina je 463 kg, maksimalna brzina na vodi je 64 km / h.američki SVP "Skimmers Incorporated"
Vrsta jednosjeda SVP motornog skutera. Dizajn kućišta temelji se na ideji korištenja auto kamere. Dvocilindrični motor motocikla snage 4,4 kW. Dimenzije aparata su 2,9x1,8x0,9 m. Površina zračnog jastuka je 4,0 m 2; bruto težina - 181 kg. Maksimalna brzina je 29 km/h.Air Ryder engleski SVP
Ovaj dvosjed sportski aparat jedan je od najpopularnijih među amaterskim brodograditeljima. Aksijalni kompresor pokreće motocikl, dv. radni volumen 250 cm 3. Propeler je dvokraki, drveni; pogonjen zasebnim motorom od 24 kW. Električna oprema napona 12 V s baterijom zrakoplova. Pokretanje motora - električni starter. Dimenzije uređaja su 3,81x1,98x2,23 m; razmak od 0,03 m; uspon 0,077 m; površina jastuka 6,5 m 2; masa bez tereta 181 kg. Razvija brzinu od 57 km / h na vodi, na kopnu - 80 km / h; svladava padine do 15°.Tablica 1 prikazuje podatke za jednu modifikaciju uređaja.
engleski SVP "Hovercat"
Lagani turistički brod za pet do šest osoba. Postoje dvije modifikacije: "MK-1" i "MK-2". Centrifugalnu puhalicu promjera 1,1 m pokreće automobil. dv. Volkswagen ima radni volumen od 1584 cm 3 i troši 34 kW pri 3600 o/min.U modifikaciji "MK-1" kretanje se vrši pomoću propelera promjera 1,98 m, kojeg u rotaciju pokreće drugi motor iste vrste.
U modifikaciji "MK-2" za horizontalni potisak rabljeni automobil. dv. "Porsche 912" zapremine 1582 cm 3 i snage 67 kW. Vozilom upravljaju aerodinamička kormila smještena u struji iza propelera. Električna oprema napona 12 V. Dimenzije aparata su 8,28x3,93x2,23 m. Površina zračnog jastuka je 32 m 2, ukupna masa aparata je 2040 kg, brzina kretanja modifikacije MK-1 je 47 km/h, MK-2 je 55 km/h.
Bilješke (uredi)
1. Dana je pojednostavljena tehnika odabira propelera na temelju poznate vrijednosti otpora, brzine rotacije i brzine translacije.2. Proračuni klinastih i lančanih pogona mogu se izvesti prema standardima općenito prihvaćenim u domaćem strojarstvu.
Izgradnji vozila koje bi omogućilo kretanje i po kopnu i po vodi prethodilo je upoznavanje s poviješću otkrivanja i stvaranja izvornih vodozemaca - letjelica(WUA), proučavanje njihove osnovne strukture, usporedba različitih dizajna i shema.
U tu svrhu posjetio sam mnoge internetske stranice entuzijasta i kreatora WUA-a (uključujući i strane), te se s nekima upoznao na licu mjesta.
Na kraju je engleski "Hovercraft" ("lebdeći brod" - kako u Velikoj Britaniji zovu WUA), koji su tamo izgradili i testirali entuzijasti, preuzeo prototip planiranog broda. Naši najzanimljiviji domaći strojevi ovog tipa uglavnom su stvoreni za agencije za provođenje zakona, a posljednjih godina - u komercijalne svrhe, imali su velike dimenzije, pa stoga nisu bili prikladni za amatersku proizvodnju.
Moj hovercraft (ja ga zovem "Aerojeep") je trosjed: pilot i putnici su raspoređeni u obliku slova T, kao na triciklu: pilot je ispred u sredini, a putnici jedni pored drugih , jedan pored drugog. Stroj je jednomotorni, s podijeljenim protokom zraka, za što je u njegov prstenasti kanal nešto ispod središta ugrađena posebna ploča.
| Tehnički podaci hovercrafta | |
|---|---|
| Ukupne dimenzije, mm: | |
| duljina | 3950 |
| širina | 2400 |
| visina | 1380 |
| Snaga motora, KS s. | 31 |
| Težina, kg | 150 |
| Nosivost, kg | 220 |
| Kapacitet goriva, l | 12 |
| Potrošnja goriva, l / h | 6 |
| Prevladavanje prepreka: | |
| porasti, st. | 20 |
| val, m | 0,5 |
| Brzina krstarenja, km/h: | |
| na vodi | 50 |
| na tlu | 54 |
| na ledu | 60 |
Sastoji se od tri glavna dijela: propelerske instalacije s mjenjačem, tijela od stakloplastike i "suknje" - fleksibilnog kućišta donjeg dijela tijela - takoreći "jastučnice" zračnog jastuka.
 1 - segment (gusto tkivo); 2 - biva za vez (3 kom.); 3 - vizir vjetra; 4 - bočna ploča za pričvršćivanje segmenata; 5 - ručka (2 kom.); 6 - štitnik propelera; 7 - prstenasti kanal; 8 - kormilo (2 kom.); 9 - upravljačka poluga upravljača; 10 - otvor za pristup spremniku za plin i bateriji; 11 - pilotsko sjedalo; 12 - kauč za putnike; 13 - kućište motora; 14 - motor; 15 - vanjska ljuska; 16 - punilo (pjena); 17 - unutarnja ljuska; 18 - pregradna ploča; 19 - propeler; 20 - čahura propelera; 21 - pogonski zupčasti remen; 22 - sklop za pričvršćivanje donjeg dijela segmenta. uvećaj, 2238x1557, 464 KB |
Trup hovercrafta
Dvostruka je: stakloplastika, sastoji se od unutarnje i vanjske ljuske.
Vanjska školjka ima prilično jednostavnu konfiguraciju - samo je nagnuta (oko 50 ° prema horizontali) bez dna - ravna gotovo cijelom širinom i blago zakrivljena u gornjem dijelu. Pramac je zaobljen, a stražnji dio izgleda kao nagnuta krmena. U gornjem dijelu, po obodu vanjske ljuske, izrezane su duguljaste rupe-žlijebovi, a na dnu, izvana, kabel koji pokriva školjku pričvršćen je u vijcima za pričvršćivanje donjih dijelova segmenata na nju.
Konfiguracija unutarnje školjke je složenija od vanjske, jer ima gotovo sve elemente malog plovila (recimo, čamca ili čamca): bokove, dno, zakrivljene nadstrešnice, malu palubu u pramcu (samo na krmi nedostaje gornji dio krme), dok kao jedan komad. Osim toga, u sredini kokpita uz nju, na dnu je zalijepljen zasebno oblikovan tunel s limenkom ispod vozačevog sjedala.U njemu se nalazi spremnik goriva i baterija, te kabel za "plin" i kabel za upravljanje kormilom .
U krmenom dijelu unutarnje školjke uređena je svojevrsna koliba, podignuta i otvorena sprijeda. Služi kao baza prstenastog kanala za propeler, a njegova pregradna paluba služi kao razdjelnik strujanja zraka, čiji je dio (potporni tok) usmjeren u otvor osovine, a drugi dio - za stvaranje potisne sile.
Svi elementi kućišta: unutarnja i vanjska školjka, tunel i prstenasti kanal, zalijepljeni su na matrice od staklenog mat debljine oko 2 mm na poliesterskoj smoli. Naravno, ove smole su inferiorne od vinil esterskih i epoksidnih smola u prianjanju, razini filtracije, skupljanju i oslobađanju štetnih tvari tijekom sušenja, ali imaju neospornu cjenovnu prednost - mnogo su jeftinije, što je važno. Za one koji namjeravaju koristiti takve smole, podsjećam da prostorija u kojoj se izvode radovi mora imati dobru ventilaciju i temperaturu od najmanje 22 °C.
Matrice su izrađene unaprijed pomoću master modela od istih staklenih prostirki na istoj poliesterskoj smoli, samo što je debljina njihovih stijenki bila veća i iznosila je 7-8 mm (za školjke kućišta - oko 4 mm). Prije lijepljenja elemenata s radne površine matrice pažljivo su uklonjene sve hrapavosti i žuči, te je tri puta prekrivena voskom razrijeđenim terpentinom i polirana. Nakon toga na površinu se pištoljem za prskanje (ili valjkom) nanosi tanak sloj (do 0,5 mm) gelcoata (lak u boji) odabrane žute boje.
Nakon što se osušio, počeo je proces lijepljenja školjke sljedećom tehnologijom. Prvo se pomoću valjka voštana površina matrice i strana staklene prostirke s manjim porama premazuju smolom, a zatim se prostirka stavlja na matricu i valja dok se zrak potpuno ne ukloni ispod sloja (ako se potrebno, možete napraviti mali rez u prostirci). Na isti način se polažu naknadni slojevi staklenih prostirki do potrebne debljine (4-5 mm), uz ugradnju po potrebi ugrađenih dijelova (metal i drvo). Prekomjerni zalisci na rubovima se odsječu kod lijepljenja "mokro".
Nakon što se smola stvrdne, ljuska se lako uklanja iz matrice i obrađuje: rubovi se okreću, izrezuju se utori, buše se rupe.
Kako bi se osigurala nepotopivost "Aerodzhipa", komadi pjene (na primjer, namještaj) zalijepljeni su na unutarnju školjku, ostavljajući samo kanale za prolaz zraka po cijelom perimetru. Komadi pjene su zalijepljeni smolom, a za unutarnju ljusku se pričvršćuju trakama staklene prostirke, također nauljene smolom.
Nakon što su vanjska i unutarnja školjka odvojeno izrađene, spajaju se, pričvršćuju stezaljkama i samoreznim vijcima, a zatim spajaju (lijepe) po obodu trakama iste staklene prostirke premazane poliesterskom smolom širine 40-50 mm, od kojih su bile napravljene same školjke. Nakon toga tijelo se ostavlja dok se smola potpuno ne polimerizira.
Dan kasnije, duraluminska traka presjeka 30x2 mm pričvršćena je na gornji spoj školjki duž perimetra zakovicama, postavljajući je okomito (jezici segmenata su pričvršćeni na nju). Drvene vodilice dimenzija 1500x90x20 mm (duljina x širina x visina) lijepe se na dno dna na udaljenosti od 160 mm od ruba. Na vrh vodilica zalijepljen je jedan sloj staklene prostirke. Na isti način, samo s unutarnje strane školjke, u krmenom dijelu kokpita, nalazi se baza od drvene ploče za motor.
Vrijedi napomenuti da su istom tehnologijom kao što su izrađene vanjska i unutarnja školjka, lijepljeni i manji elementi: unutarnja i vanjska školjka difuzora, kormila, spremnik za plin, poklopac motora, vjetrobran, tunel i vozačko sjedalo. Za one koji tek počinju raditi s staklenim vlaknima, preporučam pripremu izrade čamca od ovih malih elemenata. Ukupna masa tijela od stakloplastike s difuzorom i kormilima je oko 80 kg.
Naravno, izrada takvog trupa također se može povjeriti stručnjacima - tvrtkama koje proizvode čamce i čamce od stakloplastike. Srećom, u Rusiji ih ima mnogo, a troškovi će biti razmjerni. Međutim, u procesu samoproizvodnje u budućnosti će se moći steći potrebno iskustvo i sposobnost modeliranja i izrade raznih elemenata i konstrukcija od stakloplastike.
Montaža čamca na zračnom jastuku na propeler
Uključuje motor, propeler i mjenjač koji prenosi okretni moment s prvog na drugi.
Motor koristi BRIGGS & STATTION, proizveden u Japanu po američkoj licenci: 2-cilindrični, V-oblika, četverotaktni, 31 KS. s. pri 3600 o/min. Njegov zajamčeni vijek trajanja je 600 tisuća sati. Pokretanje se vrši električnim starterom, iz akumulatora, a svjećice se napajaju magnetom.
Motor je montiran na dnu kućišta Aerojipa, a os glavčine propelera pričvršćena je na oba kraja na nosačima u središtu difuzora, podignuta iznad tijela. Prijenos zakretnog momenta s izlaznog vratila motora na glavčinu vrši se zupčastim remenom. Gonjena i pogonska remenica, kao i remen, su nazubljena.
Iako masa motora nije tako velika (oko 56 kg), njegov položaj na dnu znatno snižava težište čamca, što pozitivno utječe na stabilnost i upravljivost vozila, posebno ovog - " aeronautički".
Ispušni plinovi se odvode u donju struju zraka.
Umjesto instaliranog japanskog, možete koristiti i prikladne domaće motore, na primjer, iz motornih sanjki Buran, Lynx i drugih. Usput, motori s kapacitetom od oko 22 KS prilično su prikladni za WUA s jednim ili dva sjedala. s.
Propeler je šesterokraki, s fiksnim nagibom (na kopnu postavljenim napadnim kutom) lopatica.
 1 - zidovi; 2 - pokriti jezikom. |
Sastavni dio propelerske instalacije treba pripisati i prstenasti kanal propelera, iako je njegova baza (donji sektor) sastavljena s unutarnjom ljuskom tijela. Prstenast kanal, kao i tijelo, također je kompozitan, zalijepljen s vanjske i unutarnje ljuske. Upravo na mjestu gdje ga donji sektor spaja s gornjim, postavljena je razdjelna ploča od stakloplastike: ona dijeli protok zraka koji stvara propeler (i, naprotiv, povezuje zidove donjeg sektora duž tetive).
Motor, smješten na krmenoj osovini u kokpitu (iza naslona suvozačevog sjedala), odozgo je zatvoren poklopcem od stakloplastike, a propeler je, osim difuzora, i žičana rešetka sprijeda.
Mekani elastični jastuk čamca (suknje) na zračnom jastuku sastoji se od odvojenih, ali identičnih segmenata, izrezanih i sašivenih od guste lagane tkanine. Poželjno je da je tkanina vodoodbojna, da se ne stvrdne na hladnoći i da ne propušta zrak. Koristio sam finski Vinyplan materijal, ali domaća tkanina kao što je perkal je sasvim prikladna. Uzorak segmenta je jednostavan, a možete ga čak i ručno šivati.
Svaki segment je pričvršćen za tijelo na sljedeći način. Jezik se baca preko bočne okomite trake, s preklapanjem od 1,5 cm; na njemu - jezik susjednog segmenta, a oba su na mjestu preklapanja pričvršćena na šipku posebnom kopčom tipa "krokodil", samo bez zuba. I tako duž cijelog perimetra "Aerodzipa". Za pouzdanost, kopču možete staviti i na sredinu jezika. Dva donja kuta segmenta uz pomoć najlonskih stezaljki slobodno su ovješena na sajlu koja se obavija oko donjeg dijela vanjske ljuske karoserije.
Takav kompozitni dizajn suknje omogućuje vam jednostavnu zamjenu neuspjelog segmenta, što će trajati 5-10 minuta. Točnije će se reći da se struktura pokazuje učinkovitom u slučaju kvara do 7% segmenata. Ukupno ih je na suknji do 60.
Princip kretanja letjelica Sljedeći. Nakon pokretanja motora i rada u praznom hodu, stroj ostaje na svom mjestu. Kako se broj okretaja povećava, propeler počinje pokretati snažniji protok zraka. Njegov dio (veliki) stvara pogonsku silu i tjera čamac naprijed. Drugi dio toka ide ispod razdjelne ploče u bočne zračne kanale tijela (slobodni prostor između školjki do samog nosa), a zatim kroz rupe-utore u vanjskoj ljusci ravnomjerno ulazi u segmente. Taj tok, istovremeno s početkom kretanja, stvara zračni jastuk ispod dna, podižući vozilo iznad podloge (bilo da je u pitanju tlo, snijeg ili voda) za nekoliko centimetara.
Rotaciju "Aerojipa" provode dva kormila, odbacujući "naprijed" protok zraka u stranu. Kormila se kontroliraju od dvokrake poluge stupa upravljača tipa motocikla, preko Bowdenovog kabela koji prolazi uz desnu stranu između školjki do jednog od kormila. Na prvu krutu šipku spojeno je još jedno kormilo.
Na lijevoj ručki dvokrake poluge također je pričvršćena ručica za upravljanje gasom rasplinjača (analog ručice gasa).
Za upravljanje hovercraftom mora biti registriran pri lokalnoj državnoj inspekciji za male obrte (GIMS) i dobiti brodsku kartu. Za dobivanje svjedodžbe za pravo upravljanja čamcem potrebno je pohađati i tečaj vožnje.
Međutim, čak i na ovim tečajevima, još uvijek daleko od svugdje ima instruktora za upravljanje lebdećim plovilom. Stoga svaki pilot mora samostalno, doslovno malo po malo, svladati upravljanje WUA-om, stječući odgovarajuće iskustvo.
Nezadovoljavajuće stanje cestovne mreže i gotovo potpuni nedostatak cestovne infrastrukture na većini regionalnih autocesta zahtijeva traženje vozila na drugim fizičkim principima. Jedno od takvih sredstava je hovercraft sposoban premjestiti ljude i robu izvan ceste.
Hovercraft, koji nosi zvučni tehnički izraz "hovercraft", razlikuje se od tradicionalnih modela čamaca i automobila ne samo po sposobnosti kretanja po bilo kojoj površini (vodeno tijelo, polje, močvara, itd.), već i po sposobnosti razvoja pristojna brzina. Jedini uvjet za takvu "cestu" je da bude koliko-toliko ravna i relativno mekana.
Međutim, korištenje zračnog jastuka u čamcu za sve terene zahtijeva prilično ozbiljne troškove energije, što zauzvrat podrazumijeva značajno povećanje potrošnje goriva. Rad letjelice (AHC) temelji se na kombinaciji sljedećih fizičkih principa:
- Nizak specifični tlak SVP-a na tlu ili površinu vode.
- Velika brzina kretanja.
Ovaj faktor ima prilično jednostavno i logično objašnjenje. Područje dodirnih površina (dno aparata i, na primjer, tlo) odgovara ili prelazi površinu SVP-a. Tehnički gledano, vozilo dinamički stvara potreban potisak.
Prekomjerni pritisak stvoren u posebnom uređaju podiže stroj s nosača na visinu od 100-150 mm. Upravo ovaj zračni jastuk prekida mehanički kontakt površina i minimizira otpor translacijskom kretanju lebdelice u horizontalnoj ravnini.
Unatoč sposobnosti brzog kretanja i, što je najvažnije, ekonomičnog, opseg lebdjelice na površini zemlje značajno je ograničen. Asfaltna područja, tvrde stijene s prisutnošću industrijskog otpada ili tvrdog kamenja apsolutno su neprikladne za to, jer se rizik od oštećenja glavnog elementa SVP-a, dna jastuka, značajno povećava.
Stoga se optimalnom rutom hovercrafta može smatrati ona na kojoj morate puno plivati, a mjestimice malo ići. U nekim zemljama, poput Kanade, letjelice koriste spasioci. Prema nekim izvješćima, uređaji ovog dizajna su u službi vojski nekih zemalja članica NATO-a.
Zašto postoji želja da se napravi DIY hovercraft? Postoji nekoliko razloga:
Zato SVP-ovi nisu bili široko korišteni. Doista, ATV ili motorne sanke mogu se kupiti kao skupa igračka. Druga mogućnost je da sami napravite auto-čamac.
Prilikom odabira radne sheme potrebno je odlučiti se za dizajn kućišta koji najbolje odgovara zadanim tehničkim uvjetima. Imajte na umu da je sasvim moguće izraditi SVP "uradi sam" s montažnim crtežima domaćih elemenata.
Specijalizirani resursi obiluju gotovim crtežima domaće letjelice. Analiza praktičnih ispitivanja pokazuje da su najuspješnija opcija, koja zadovoljava uvjete koji nastaju pri kretanju po vodi i tlu, jastuci oblikovani komornom metodom.
Prilikom odabira materijala za glavni strukturni element lebdelice - tijelo, razmotrite nekoliko važnih kriterija. Prije svega, to je jednostavnost i lakoća obrade. Drugo, mala specifična težina materijala. Upravo ovaj parametar osigurava da SVP pripada kategoriji "vodozemaca", odnosno da nema opasnosti od poplave u slučaju hitnog zaustavljanja plovila.
U pravilu se za izradu trupa koristi šperploča debljine 4 mm, a nadgradnje su izrađene od pjene. Time se značajno smanjuje mrtva težina konstrukcije. Nakon lijepljenja vanjskih površina penoplexom i naknadnog bojanja, model dobiva izvorni izgled originala. Za ostakljenje kabine koriste se polimerni materijali, a ostali elementi su savijeni iz žice.
Izrada takozvane suknje zahtijevat će gustu vodootpornu tkaninu od polimernih vlakana. Nakon rezanja, dijelovi se međusobno šivaju dvostrukim čvrstim šavom, a lijepljenje se vrši vodootpornim ljepilom. To osigurava ne samo visok stupanj pouzdanosti konstrukcije, već vam također omogućuje da sakrijete montažne spojeve od znatiželjnih očiju.
Dizajn elektrane pretpostavlja prisutnost dva motora: marširanje i pumpanje. Opremljeni su elektromotorima bez četkica i propelerima s dvije lopatice. Proces upravljanja njima provodi poseban regulator.
Napon napajanja se napaja iz dvije punjive baterije, čiji je ukupni kapacitet 3000 miliampera na sat. Na maksimalnoj razini napunjenosti, hovercraft može raditi 25-30 minuta.
Pažnja, samo DANAS!
Za razvoj prirodnih resursa udaljenih krajeva naše zemlje potrebna su terenska vozila koja imaju svojstvo amfibnosti, odnosno sposobnost kretanja iz vode na kopno i obrnuto. Međutim, praksa je pokazala da je u nizu teško dostupnih i klimatski oštrih područja, koje karakterizira veliki broj rijeka, jezera i močvara, korištenje terenskih vozila na gusjenicama ili kotačima iznimno teško, a ponekad čak i nemoguće .
To je zbog činjenice da su svojstva držanja tla ovdje posebno izražena. Poznato je da se na svaki četvorni metar površine tijela stroja u dodiru s tlom naliježe od 300 kg mokrog pijeska do 4000 kg čvrste plastične gline. Osim toga, zbog lijepljenja za tlo tijekom dugog parkiranja ili prisilnog zaustavljanja, automobil gubi sposobnost kretanja.
U zimskim uvjetima promet je otežan činjenicom da je terenska nosivost snježnog pokrivača mala. Posebno je teško ploviti po ledu rijeka i jezera u razdobljima smrzavanja, topljenja i uništavanja leda, kada ni plutajuća oprema ne može svladati njegov otpor.
Također treba napomenuti da su u posljednje vrijeme zahtjevi za ekološkom prihvatljivošću prijevoza značajno povećani, posebno su uvedena ograničenja na stupanj uništenja gornjih slojeva tla.
Uzimajući u obzir sve gore navedene čimbenike, najprikladnija je uporaba vozila na zračnom jastuku, kod kojih pritisak na tlo ne prelazi 2-5 kPa, što je znatno niže nego kod gusjeničarskih vozila za snijeg i močvare ( 17-24 kPa). Zbog toga imaju bolju prohodnost i ne uništavaju površinski sloj tla.
Praktična uporaba čamaca i hovercrafta u našoj zemlji započela je 1935. godine. Grupa pod vodstvom dizajnera i znanstvenika V. Levkova provela je niz istraživanja. Za razdoblje do 1941. godine izradili su i testirali 15 vozila na zračnom jastuku težine od 2,25 do 14,7 tona.Na primjer, 1937. godine, čamac na zračnom jastuku L-5 od duralumina dosegao je tijekom ispitivanja brzinu od 137 km/h. Već u ranoj fazi razvoja hovercrafta otkrivena je njihova jedinstvena sposobnost kretanja iznad vode, močvara, pješčanih pukotina, leda u uvali i ravnog terena.
Tijekom rada brodova i čamaca na zračnom jastuku nakupilo se iskustvo, te se počela određivati njihova specijalizacija. Ako su se ranije koristile uglavnom na vodi ili kao vodozemci, sada su se pojavile njihove kopnene inačice - samohodne i vučene uz pomoć traktora, kao i platforme na zračnom jastuku dizajnirane za prijevoz različite robe na teško dostupnim mjestima. područja. Međutim, glavni, glavni smjer razvoja vozila na zračnom jastuku je stvaranje brodova i čamaca koji najbolje zadovoljavaju potrebe nacionalnog gospodarstva.
Zračni jastuk je šupljina ispod karoserije vozila u koju se kontinuirano ubrizgava zrak pod tlakom većim od atmosferskog, a njegove granice čine tvrdi ili mekani zidovi, kao i njihova kombinacija. Tvrde stijenke zračnog jastuka plovila nazivaju se skegovi, a meke stijenke fleksibilne ograde.
Stabilnost zračnog jastuka osigurava se istjecanjem zraka kroz uski razmak između donjeg ruba zidova ograde i potporne površine. Mlazovi zraka, zajedno s fleksibilnom ogradom, osiguravaju ujednačeno praćenje neravnih i grubih vodenih površina. Aparati s skegovima na brodu, ali s pramčanim i krmenim fleksibilnim dijelovima, počeli su se nazivati skegovima, a oni s fleksibilnom ogradom po cijelom obodu zračnog jastuka - amfibijskim lebdjelicama.
Hovercraft - video
Fleksibilna ograda izrađena je od različitih vrsta kemijskih vlakana, tvoreći podlogu od mrežaste tkanine, prekrivene polimerima nalik gumi - poput neoprena, poliuretana, s prirodnim gumama. Aditivi pomažu u održavanju elastičnosti materijala čak i uz značajan pad temperature zraka (do -40-50 ° C).
U praksi se dobro pokazala dvoslojna fleksibilna ograda, koja se sastoji od spremnika-prijemnika (gornji sloj) i skupa uklonjivih elemenata u obliku susjednih segmenata (donji sloj). Zrak ulazi iz puhala u prijemnik, a iz njega kroz sustav rupa u šupljinu zračnog jastuka, omeđenu elementima koji se mogu ukloniti. U prijemniku se stvara veći tlak nego u zračnom jastuku, zbog čega ima oblikotvornu i amortizirajuću ulogu u percepciji dinamičkih opterećenja. Uklonjivi elementi, koji se razmiču, "protječu" oko koncentriranih prepreka, zadržavajući zadani zračni razmak. To vam omogućuje prevladavanje panjeva, gromada i humki visine od 0,5-0,8 m, što je vrlo teško za vozila na gusjenicama.
Povećanje stabilnosti takvih vozila olakšava se podjelom šupljine zračnog jastuka u zasebne odjeljke (komore) uzdužnim i poprečnim kobilicama. Time je spriječena mogućnost najopasnije nesreće – prevrtanja uslijed lomljenja i zatezanja fleksibilne ograde ispod karoserije. Potrošnja energije za formiranje zračnog jastuka, kao i neizbježan gubitak dijela korisnog volumena za uređaj kanala koji dovode zrak u prijemnik iz superpunjača, kompenziraju se u pravilu povećanjem učinkovitosti. propelera.
Hovercraft amfibija
U amfibijskim lebdjelicama često se koristi pogonski uređaj aerodinamičkog tipa, na primjer, propeler. Postavlja se u prstenastu mlaznicu, što doprinosi povećanju presjeka projicirane mlaznice zraka u odnosu na otvoreni propeler. To rezultira povećanom trakcijom i smanjenom radnom bukom.
Drugi način povećanja vučnih karakteristika hovercrafta je korištenje suprotno rotirajućih propelera, koji su raspoređeni u parovima. Želja da se zadrži veličina potiska propelera i istovremeno smanji njihov promjer dovela je do stvaranja propelera ventilatora. Imaju povećan broj oštrica i prstenastu dužinu mlaznice. Propeleri ovog tipa projektirani su što bliže aksijalnim kompresorima.
Aerodinamički propeleri također uključuju zračne mlaznice, u kojima je izvor potiska mlaz zraka koji izlazi kroz mlaznicu iz šupljine zračnog jastuka ili iz izlaznog kanala puhala. Propeler sa mlaznicom hovercrafta je jednostavan u dizajnu, ali njegova je učinkovitost 2 puta manja od propelerske. Stoga se u pravilu kao pogonski uređaj koristi zračni propeler. Mlaznica se uglavnom koristi kao potisnik, koji osigurava izvođenje manevara pri malim brzinama.
Veća učinkovitost sile dizanja zračnog jastuka nastoji se postići smanjenjem mase trupa broda. Stoga se za njegovu proizvodnju koriste dijelovi od lakih aluminijskih legura, koji su spojeni zakovicama ili zavarivanjem. Nadgradnje i palube brzih vozila često su izrađene od stakloplastike.
Prilikom odabira motora za čamce i brodove prednost se u pravilu daje automobilskim (karburatorskim ili dizelskim) motorima hlađenim zrakom. Za raspodjelu snage na osovine puhala i propelera, koji se u pravilu nalaze na različitim razinama, koriste se remeni s ravnim zupcima.
Smanjenje mase, uz korištenje povoljnih aerodinamičkih oblika i naprednih motora, omogućuje lebdjelima pri brzinama većim od 50 km/h da se uspješno natječu ne samo s deplasiranim plovilima velike brzine, već i s gliserima i hidrogliserima.
S obzirom na amfibijske kvalitete takvih brodova, valjalo bi prilično kritički ocijeniti raširenu ideju o njima kao o neograničenom vozilu za sve vremenske uvjete, terene i sva godišnja doba. Treba imati na umu da nedostatak kontakta s potpornom površinom, osim prednosti, također uzrokuje neke probleme. Postaje, na primjer, teško svladati nagibe, izbjeći bočni zanos i zanošenje vjetra.
Faze razvoja hovercrafta u Rusiji
Kod nas je razvoj hovercrafta prošao kroz nekoliko faza. Tako je u tvornici Krasnoye Sormovo u Gorkiju prvi put izgrađen eksperimentalni čamac s 5 sjedala "Raduga" težine 3,3 tone s klipnim motorom zrakoplova snage 162 kW (220 KS). Imao je krutu formaciju mlaznice u obliku zračnog jastuka, brzina mu je dostigla 110 km / h. Kasnije je čamac opremljen raznim vrstama fleksibilnih ograda i pokazao je zadovoljavajuće amfibijske kvalitete ljeti i zimi, mogao je svladavati nagibe do 10° i prelaziti polja plutajućih trupaca.
Nešto kasnije razvijena je i testirana letjelica Sormovich s kapacitetom od 50 putnika. Kao motor korištena je zrakoplovna turbina snage 1700 kW (2300 KS). Trup plovila bio je izrađen od legure aluminija. S masom od 36,4 tone, automobil je razvio brzinu od 100 km / h. Tijekom ispitivanja kočenja u slučaju nužde utvrđeno je da je ubrzanje preopterećenja kada je glavni motor isključen pri brzini od 50-70 km/h 0,2-0,5 g, što je omogućilo rad plovila pri tim brzinama u plitkoj vodi . Na kraju testova "Sormovich" je napravio probni prijevoz putnika duž linije dužine 274 km. Tijekom zimske plovidbe dokazana je mogućnost njegovog kretanja preko ledenog polja debljine 35-40 cm s zasebnim humcima visine 40-50 cm i snježnim pokrivačem dubine do pola metra.
Tada su se dizajneri vratili stvaranju novih verzija broda "Raduga". Izgrađen je brod na zračnom jastuku "Raduga-3" za prijevoz smjenskih bušača na području naftnog i plinskog polja Surgutskoye. S dizelskim motorom od 220 kW (298 KS), 70 km/h, ovaj čamac s 10 sjedala izrađen je od lake legure i ima masu od 3,7 tona. ...
Središnji projektni biro "Neptun" duboko je analizirao sva postojeća iskustva u stvaranju vozila na zračnom jastuku, temeljena na korištenju uglavnom zrakoplovne tehnologije. Kao rezultat toga, utvrđeno je da je, zbog relativno visokih troškova izgradnje i visokih operativnih troškova, komercijalni rad takvih plovila neisplativ.
Uzimajući u obzir ove čimbenike, formulirani su glavni pravci daljnjih aktivnosti: razvoj zavarenog tijela, korištenje dizel elektrane, uporaba propelera s pojednostavljenim pogonom u mlaznicama za vođenje kroz pogone s ravnim zupcima. Stručnjaci Središnjeg istraživačkog instituta nazvanog po akademiku A. N. Krylovu bili su uključeni u znanstveno i eksperimentalno proučavanje projekata.
Hovercraft "Bars"
Prvi je napravio mali čamac na zračnom jastuku "Bars", koji je odmah našao primjenu u nacionalnom gospodarstvu, iako gore navedena tehnička rješenja još nisu bila u potpunosti implementirana na njemu. Do danas nekoliko desetina ovih vozila s 8 sjedala, opremljenih motorima zrakoplova od 176 kW (230 KS), obavljaju poštansku uslugu u sustavu Ministarstva komunikacija RSFSR-a, obavljaju funkcije traganja i spašavanja, a također se uspješno koriste kao patrolni brodovi u sustavu Ministarstva unutarnjih poslova SSSR-a. Koriste se na teško dostupnim mjestima, uključujući plitka slana jezera, područja sušnih stepa, pješčane sprudove, drvene plutajuće zone, kako ljeti tako i zimi. Kao što je praksa pokazala, ovi čamci su se pokazali mnogo učinkovitijima od prethodno korištenih serijskih amfibijskih motornih sanjki. Uz masu od 2,2 tone, maksimalna brzina Barsa je 80 km / h.
Hovercraft tipa Gepard ima trup izrađen od aluminijskih legura marki AMg5 i AMg61. Ima dva propelera u prstenastim mlaznicama. Zahvaljujući posebnom profiliranju lopatica, brzina rotacije propelera je smanjena, a razina buke tijekom njihovog rada smanjena. Na prednjem rubu lopatica, od armiranog stakloplastike, nalazi se zaštitna traka od nehrđajućeg čelika.
Zračni jastuk se formira dovodom zraka iz centrifugalnog puhala, čiji je propeler opremljen profiliranim lopaticama od stakloplastike. Zakretni moment iz automobilskog motora ZMZ-53 snage 88 kW (120 KS) prenosi se na kompresor pomoću kardanskih osovina i pogona s ravnim zupcima. Moguće je odspojiti mjenjač s motora, što olakšava startanje na niskim temperaturama. Za održavanje kursa, kao i za kontrolu trima čamca, iza prstenastih mlaznica ugrađena su okomita i horizontalna aerodinamička kormila.
Palubna kućica ima toplinski izolacijski premaz i opremljena je sustavom grijanja zraka. Uz pomoć blokova za uzgonu koji se nalaze ispod zglobnih dijelova, plovilo se održava na površini kada je bilo koji odjeljak poplavljen. Ovo malo plovilo sa 4 sjedala težine 1,8 tona razvija brzinu od 60 km/h na vodi, odnosno 70 km/h na čvrstoj ravnoj površini i koristi ga spasilačke službe, vodna policija, razne administrativne jedinice prirodnih rezervata, poštanske službe, sječa, naftna i plinska i energetska poduzeća, velika lovačka gospodarstva u Sibiru. Serijska proizvodnja "Geparda" savladana je u brodogradilištu Svirskaya.
Putnička lebdjelica "Puma" s 18 sjedala opremljena je s dva benzinska motora ZMZ-53. Jedna od njegovih modifikacija je čamac za reanimaciju hitne pomoći, koji može poslužiti kao plutajuća operacijska sala. Može doći do najudaljenijih i najnepristupačnijih točaka riječnih slivova.
Brzina čamca, unatoč povećanju njegove mase na 5,7 t, bila je 
bila je ista kao i kod "Geparda". Svaki od dva motora pokreće dvostruko centrifugalno puhalo i propeler u prstenastoj mlaznici. Moguće je pomicanje plovila kada "jedan motor radi. Inače, projektna rješenja su ista kao i ranije usvojena na "Chepardu".
Medicinska verzija letjelice Puma testirana je u regiji Tomsk, gdje je prevalila 400 km na humskom ledu s preprekama visokim do 0,6 m, odnosno jednakim visini fleksibilne ograde. Putnička verzija broda testirana je na polici Sjevernog Kaspijskog mora, čineći samostalan prijelaz na ovo područje iz Volgograda. Utvrđeno je da zimi amfibijski čamci na zračnom jastuku zahtijevaju snagu glavnih motora "za 20-30% manje nego ljeti pri brzini od 5-10 km većoj".
Posljednji razvoj Središnjeg projektantskog biroa "Neptun" bio je hovercraft tipa Irbis, koji ima sljedeće karakteristike: broj sjedala u morskoj verziji zajedno s posadom 30, u riječnoj verziji 34, težina 10,7 t, najveća brzina 57 km/h, snaga dva dizel motora 280 kW (380 KS).
U ovom plovilu razvijena su mnoga dizajnerska rješenja koja su prethodno primijenjena pri izradi Pume. Glavna razlika je u tome što Irbis umjesto benzinskog ima zračno hlađeni dizelski motor. Time je brod bio ekonomičniji. Temeljito su razrađena pitanja povećanja čvrstoće trupa. Kao rezultat, pruža se mogućnost kretanja u obalnim morskim područjima s visinom valova do 1,25 m.
Tijekom ispitivanja vodećeg broda napravljeni su prijelazi na rutama Moskva-Lenjingrad i Moskva-Sjeverni Kaspijski (oko 15 tisuća km). Pomorska ispitivanja održana su u Finskom zaljevu. Istodobno je proveden niz mjerenja stanja naprezanja brodskih konstrukcija pri kretanju u valovima. Prema rezultatima ispitivanja, plovilo tipa Irbis preporučuje se za korištenje na temperaturama okoline od -30 "C do + 40 °C na začepljenim i brzacima rijeka s jakim strujama, u šikarama trske i močvare, ledu i snijegu- pokrivene površine, plutajući led.
Kada se Irbis hovercraft usporedi s gusjeničnim amfibijskim vozilima GT-T i K-61, kao i s američkim hovercraftom Husky 2500TD (svi imaju dizelske elektrane) u smislu troškova goriva za prijevoz 1 tone tereta na 1 km, otkrivena je prednost nad svim vodozemcima u načinima kretanja na vodi. Usporedivi podaci za kopno (točnije, za ravni čvrsti zaslon) dostupni su samo za skupinu vozila s benzinskim motorima. Iz njihove analize proizlazi da lebdjelica Puma zadržava svoju prednost u odnosu na BAS amfibijsko vozilo ako je vodeni dio rute najmanje 63% ukupne dužine.
Trenutno, akumulirano iskustvo u projektiranju, izgradnji i radu brzih čamaca i lebdjelica potvrđuje sposobnost domaće brodogradnje da opskrbi nacionalno gospodarstvo čitavim nizom takvih brodova i plovila, kao i mogućnost stvaranja u budućnosti vozila više usmjerena na rad jezero-more i s kapacitetom putnika od 100 ili više osoba.
Kratka povijest nastanka i osnovni principi hovercrafta
Hovercraft- brodovi, čamci koji se oslanjaju iznad potporne (zemlje ili vode) površine uz pomoć zračnog jastuka koji stvaraju brodski ventilatori. Za razliku od konvencionalnih brodova i vozila na kotačima, letjelice (hovercraft) nemaju fizički kontakt s površinom po kojoj se kreću. A za razliku od letećih vozila (aviona, ekranoplana, ekranoplana), oni se ne mogu izdići iznad ove površine na visinu veću od nekog dijela njihove horizontalne veličine.
Uz zadanu masu i brzinu, letjelica zahtijeva 3-4 puta više snage od automobila; isti iznos gube na redovnim sudovima. Međutim, za kretanje letjelice potrebna je 2-4 puta manje snage nego za let zrakoplova ili helikoptera.
Učinkovito korištenje SVP-a
Hovercraft se koristi u slučajevima kada se cestovni, željeznički i obični vodni prijevoz ne mogu učinkovito koristiti. Hovercraft može prevesti amfibijske jurišne timove s velikog amfibijskog jurišnog broda na obalu brzinom do 60 čvorova (100 km/h).
Za razliku od konvencionalnih načina vožnje trajektom, SVP se možda neće zaustaviti u blizini obale, već ići dalje i čak svladati uspon od 5% ili prepreku do trećine visine suknje. Ova vozila se mogu koristiti u plitkim vodama, u krhotinama i arktičkim vodama, na otvorenim područjima.
Ideja za kretanje hovercrafta
Ideju kretanja na zračnom jastuku prvi je formulirao švedski znanstvenik E. Swedenborg (1716.). Ranije nego u drugim zemljama, tehnika hovercrafta bila je prihvaćena u Austriji i Rusiji.
Glavne vrste hovercrafta
Postoje tri vrste SVP-a:
- komora;
- plemić;
- i višeredna mlaznica.
U svim shemama stvara se zračni jastuk između aparata i potporne površine pomoću snažnih turbomlaznih motora i visokotlačnih ventilatora.
Tip komore
U najjednostavnijim shemama - komora- ispod kupolastog dna (u komoru za mirovanje), centralno postavljen ventilator dovodi zrak.
Vrsta mlaznice
U shemi mlaznica jastuk se stvara strujanjem zraka iz prstenaste mlaznice koju čine suknja i središnji dio s ravnim dnom. Zračna zavjesa oko perimetra posude sprječava izlazak zraka iz jastuka. Jedna od varijanti sheme mlaznica je shema s perimetrijskom vodenom zavjesom, pogodnom za kretanje po površini vode.
Višeredna mlaznica
U sustavu višerednih mlaznica, jastuk se sastoji od nizova prstenastih recirkulacijskih mlaznica s različitim razinama generiranog tlaka. U posljednja dva slučaja za stvaranje jastuka potrebni su manje snažni ventilatori.
Individualni razvoj
Tvrtka "Ford Motor" predložila je izradu hoverkrafta "Levaped" u kojem je zračni jastuk vrlo tanak, kao u svojevrsnom plinskom ležaju, a može se kretati samo preko posebne glatke površine poput željezničke pruge.
Avro Canada razvija lebdjelicu tipa mlaznice s ventilatorima toliko snažnim da može poletjeti i letjeti poput mlaznog aviona.
Stvaranje i kontrola vuče
Translacijsko kretanje letjelice (HCP) može se osigurati:
- vodoravne mlaznice koje primaju zrak iz ventilatora za podizanje;
- naginjanjem (podrezivanje) plovila u smjeru kretanja tako da se pojavi horizontalna komponenta sile potiska;
- ugradnja usisnika zraka podiznih ventilatora u smjeru kretanja na način da se prilikom usisavanja zraka javlja i potrebna vučna sila;
- konvencionalni propeleri. Ponekad se pokretačka snaga stvara kombinacijom ovih tehnika. Najučinkovitije stvaranje potiska uz pomoć propelera, međutim, rotirajući propeleri na lebdjelici predstavljaju opasnost i za putnike i za posadu.
TDS princip kočenja
Način kočenja hovercrafta, kao i skretanje bez bočnog klizanja, osigurava se okretanjem toka vučnih uređaja. Kako bi se poboljšala stabilnost smjera, postavljeni su vertikalni stabilizatori, kao u zrakoplovima. Dizanjem upravljaju glavni ventilatori lebdjelice.
