Sanie cu hovercraft de casă. Barcă amfibie DIY. Hovercraft de casă. Ce materiale sunt necesare
Caracteristicile de mare viteză și capacitățile amfibii ale vehiculelor cu pernă de aer (AHU), precum și simplitatea comparativă a designului lor, atrag atenția designerilor amatori. În ultimii ani, au apărut multe mici WUA, construite independent și folosite pentru sport, turism sau călătorii de afaceri.
În unele țări, cum ar fi Marea Britanie, SUA și Canada, a fost stabilită producția industrială în serie de mici WUA; sunt oferite dispozitive gata făcute sau seturi de piese pentru auto-asamblare.
Un WUA sportiv tipic este compact, simplu în design, are sisteme independente de ridicare și mișcare și se deplasează cu ușurință atât deasupra solului, cât și deasupra apei. Acestea sunt în principal unități cu un singur loc cu motociclete cu carburator sau motoare de automobile ușoare răcite cu aer.
WUA-urile turistice sunt mai complexe în design. De obicei sunt cu două sau patru locuri, concepute pentru călătorii relativ lungi și, în consecință, au suporturi pentru bagaje, rezervoare mari de combustibil, dispozitive pentru a proteja pasagerii de intemperii.
În scop economic se folosesc platforme mici, adaptate pentru transportul mărfurilor în principal agricole pe teren accidentat și mlăștinos.
Principalele caracteristici
WUA-urile amatoare sunt caracterizate prin dimensiunile principale, masa, diametrul suflantei și elicei și distanța de la centrul de masă al WUA la centrul rezistenței sale aerodinamice.Masa 1 compară cele mai importante date tehnice ale celor mai populare WUA amatori englezi. Tabelul vă permite să navigați într-o gamă largă de valori ale parametrilor individuali și să le utilizați pentru analize comparative cu propriile proiecte.
Cele mai ușoare WUA cântăresc aproximativ 100 kg, cele mai grele cântăresc mai mult de 1000 kg. Desigur, cu cât masa dispozitivului este mai mică, cu atât este necesară mai puțină putere a motorului pentru deplasarea acestuia, sau caracteristicile de performanță mai ridicate pot fi obținute cu același consum de energie.
Mai jos sunt cele mai tipice date despre masa unităților individuale care alcătuiesc masa totală a unui WUA amator: motor cu carburator răcit cu aer - 20-70 kg; suflantă axială. (pompa) - 15 kg, pompa centrifuga - 20 kg; elice - 6-8 kg; cadru motor - 5-8 kg; transmisie - 5-8 kg; inel duză elice - 3-5 kg; controale - 5-7 kg; corp - 50-80 kg; rezervoare de combustibil și conducte de gaz - 5-8 kg; scaun - 5 kg.
Capacitatea totală de transport este determinată prin calcul, în funcție de numărul de pasageri, o anumită cantitate de marfă transportată, rezerve de combustibil și petrol necesare pentru a asigura intervalul de croazieră necesar.
În paralel cu calcularea masei AUA, este necesar un calcul precis al poziției centrului de greutate, deoarece de aceasta depind performanța de conducere, stabilitatea și controlabilitatea vehiculului. Condiția principală este ca rezultanta forțelor care mențin perna de aer să treacă prin centrul de greutate comun (CG) al aparatului. Trebuie avut în vedere faptul că toate masele care își schimbă valoarea în timpul funcționării (cum ar fi, de exemplu, combustibil, pasageri, marfă) trebuie plasate lângă CG al aparatului pentru a nu provoca mișcarea acestuia.
Centrul de greutate al aparatului este determinat prin calcul în funcție de desenul proiecției laterale a aparatului, unde se aplică centrele de greutate ale unităților individuale, componente ale structurii pasagerilor și mărfurilor (Fig. 1). Cunoscând masele G i și coordonatele (față de axele de coordonate) x i și y i ale centrelor lor de greutate, se poate determina poziția CG a întregului aparat prin formulele:
WUA amator proiectat trebuie să îndeplinească anumite cerințe operaționale, de proiectare și tehnologice. Baza pentru crearea unui proiect și proiectarea unui nou tip de WUA este, în primul rând, datele inițiale și condițiile tehnice care determină tipul de aparat, scopul acestuia, greutatea totală, capacitatea de transport, dimensiunile, tipul centralei principale. , caracteristici de rulare și caracteristici specifice.
WUA turistice și sportive, precum și alte tipuri de WUA amatori, trebuie să fie ușor de fabricat, să utilizeze materiale și unități ușor disponibile în proiectarea lor și să fie complet în siguranță în funcționare.
Vorbind despre caracteristicile de rulare, ele înseamnă înălțimea de plutire a AUA și capacitatea de a depăși obstacolele asociate cu această calitate, viteza maximă și răspunsul la accelerație, precum și distanța de oprire, stabilitate, controlabilitate și interval de croazieră.
În proiectarea WUA, forma carenei joacă un rol fundamental (Fig. 2), care este un compromis între:
- a) contururi rotunde în plan, care se caracterizează prin cei mai buni parametri ai pernei de aer în momentul planării pe loc;
- b) o formă de picătură a contururilor, care este de preferat din punctul de vedere al reducerii rezistenței aerodinamice în timpul mișcării;
- c) formă ascuțită în nas („în formă de cioc”) a corpului, optimă din punct de vedere hidrodinamic în deplasarea pe suprafața agitată a apei;
- d) o formă optimă pentru scopuri operaționale.
Folosind statistici privind structurile existente care corespund tipului nou creat de WUA, proiectantul ar trebui să stabilească:
- masa aparatului G, kg;
- zona pernei de aer S, m 2;
- lungimea, latimea si conturul corpului in plan;
- puterea motorului sistemului de ridicare N c.p. , kW;
- puterea motorului de tracțiune N dv, kW.
- presiunea pernei de aer P vp = G: S;
- puterea specifică a sistemului de ridicare q c.p. = G: N c.p. ...
- puterea specifică a motorului de tracțiune q dv = G: N dv și, de asemenea, începeți dezvoltarea configurației WUA.
Principiul pernei de aer, suflante
Cel mai adesea, la construirea WUA-urilor amatoare, se folosesc două scheme pentru formarea unei perne de aer: cameră și duză.În circuitul camerei, care este cel mai adesea folosit în proiecte simple, debitul de aer volumetric care trece prin calea de aer a aparatului este egal cu debitul de aer volumetric al suflantei.
Unde:
F este aria perimetrului golului dintre suprafața de sprijin și marginea inferioară a corpului aparatului, prin care aerul iese de sub aparat, m 2; poate fi definit ca produsul perimetrului incintei pernei de aer P prin mărimea decalajului h e dintre gard și suprafața de susținere; de obicei h 2 = 0,7 ÷ 0,8h, unde h este înălțimea de înălțime a aparatului, m;
υ este viteza curgerii aerului de sub aparat; cu suficientă precizie, acesta poate fi calculat prin formula:
unde P c.p. - presiunea in perna de aer, Pa; g - accelerația gravitației, m / s 2; y - densitatea aerului, kg / m 3.
Puterea necesară pentru a crea o pernă de aer în schema camerei este determinată de formula aproximativă:
unde P c.p. - presiunea din spatele supraalimentatorului (în receptor), Pa; η n este randamentul supraalimentatorului.
Presiunea pernei de aer și debitul de aer sunt principalii parametri ai unei perne de aer. Valorile lor depind în primul rând de dimensiunile aparatului, adică de masa și suprafața portantă, de înălțimea de avânt, viteza de mișcare, metoda de creare a unei perne de aer și rezistența pe calea aerului.
Cele mai economice aeroplane sunt perna de aer mare sau suprafețele mari de rezemare, în care presiunea minimă în pernă permite obținerea unei capacități de transport suficient de mare. Cu toate acestea, construcția independentă a unui aparat mare este asociată cu dificultățile de transport și depozitare și este, de asemenea, limitată de capacitățile financiare ale unui designer amator. Odată cu o scădere a dimensiunii WUA, este necesară o creștere semnificativă a presiunii în perna de aer și, în consecință, o creștere a consumului de energie.
La rândul lor, fenomenele negative depind de presiunea din perna de aer și de viteza fluxului de aer de sub aparat: stropirea în timpul conducerii pe apă și prăfuirea la deplasarea pe o suprafață nisipoasă sau zăpadă afanată.
Aparent, o proiectare de succes a WUA este într-un fel un compromis între dependențele contradictorii descrise mai sus.
Pentru a reduce consumul de energie pentru trecerea aerului prin canalul de aer de la suflantă în cavitatea pernei, acesta trebuie să aibă o rezistență aerodinamică minimă (Fig. 3). Pierderile de putere, inevitabile atunci când aerul trece prin conducta de aer, sunt de două feluri: pierderi pentru mișcarea aerului în conducte drepte de secțiune transversală constantă și pierderi locale - în timpul expansiunii și îndoirii conductelor.
În conducta de aer a micilor WUA amatoare, pierderile datorate mișcării fluxurilor de aer de-a lungul canalelor drepte cu secțiune transversală constantă sunt relativ mici din cauza lungimii nesemnificative a acestor canale, precum și a minuțiozității tratamentului lor de suprafață. Aceste pierderi pot fi estimate prin formula:
unde: λ este coeficientul de pierdere de presiune pe lungimea canalului, calculat conform graficului prezentat în Fig. 4, în funcție de numărul Reynolds Re = (υ · d): v, υ - viteza aerului în canal, m/s; l - lungimea canalului, m; d - diametrul conductei, m (dacă conducta are o altă secțiune transversală decât una circulară, atunci d este diametrul unei conducte cilindrice echivalent în aria secțiunii transversale); v - coeficientul de vâscozitate cinematică a aerului, m 2 / s.
Pierderile locale de putere asociate cu o creștere sau scădere puternică a secțiunii transversale a canalului și modificări semnificative ale direcției fluxului de aer, precum și pierderile pentru admisia aerului în suflantă, duze și cârme constituie principalul consum de energie al suflantei.
Aici ζ m este coeficientul pierderilor locale, în funcție de numărul Reynolds, care este determinat de parametrii geometrici ai sursei pierderilor și viteza de trecere a aerului (Fig. 5-8).
Ventilatorul din WUA trebuie să creeze o anumită presiune a aerului în perna de aer, ținând cont de consumul de energie pentru a depăși rezistența canalelor la fluxul de aer. În unele cazuri, o parte din fluxul de aer este folosită și pentru a forma forța orizontală a aparatului pentru a asigura mișcarea.
Presiunea totală generată de suflante este suma presiunilor statice și dinamice:
În funcție de tipul de WUA, aria pernei de aer, înălțimea aparatului și amploarea pierderilor, componentele constitutive p sυ și p dυ variază. Aceasta determină tipul și performanța suflantelor.
În schema camerei pernei de aer, presiunea statică p sυ necesară pentru a crea forța de ridicare poate fi echivalată cu presiunea statică din spatele supraalimentatorului, a cărei putere este determinată de formula dată mai sus.
Când se calculează puterea necesară a unei suflante AHU cu o carcasă flexibilă cu pernă de aer (circuit duze), presiunea statică în aval de suflante poate fi calculată folosind formula aproximativă:
unde: R v.p. - presiune în perna de aer sub partea inferioară a aparatului, kg/m 2; kp este coeficientul de diferență de presiune dintre perna de aer și canale (receptor), egal cu k p = P p: P vp. (P p este presiunea din conductele de aer din spatele supraalimentatorului). Valoarea k p variază de la 1,25 la 1,5.
Debitul de aer volumetric al suflantei poate fi calculat folosind formula:
Reglarea performanței (debitului) suflantelor AHU se realizează cel mai adesea prin modificarea frecvenței de rotație sau (mai rar) prin reglarea debitului de aer în conducte cu ajutorul supapelor fluture amplasate în acestea.
După ce puterea necesară a suflantei a fost calculată, este necesar să găsiți un motor pentru aceasta; cel mai adesea, amatorii folosesc motoare atunci când este necesară o putere de până la 22 kW. În acest caz, 0,7-0,8 din puterea maximă a motorului indicată în pașaportul motocicletei este luată ca putere proiectată. Este necesar să se asigure răcirea intensivă a motorului și curățarea temeinică a aerului care intră prin carburator. De asemenea, este important să obțineți o unitate cu o masă minimă, care este suma masei motorului, a transmisiei dintre compresor și motor și a masei supraalimentatorului în sine.
În funcție de tipul de AUA, se folosesc motoare cu un volum de lucru de 50 până la 750 cm 3.
În WUA-urile amatoare, atât suflantele axiale, cât și cele centrifuge sunt utilizate în mod egal. Suflantele axiale sunt destinate structurilor mici și necomplicate, suflantele centrifuge - pentru WUA cu presiune semnificativă în perna de aer.
Suflantele axiale au de obicei patru sau mai multe lame (fig. 9). Sunt de obicei realizate din lemn (cu patru lame) sau din metal (suflante cu mai multe lame). Dacă sunt fabricate din aliaje de aluminiu, atunci rotoarele pot fi turnate și, de asemenea, sudate; este posibil să le realizeze o structură sudată dintr-o tablă de oțel. Intervalul de presiune creat de suflantele axiale cu patru lame este de 600-800 Pa (aproximativ 1000 Pa cu un număr mare de lame); Eficiența acestor suflante ajunge la 90%.
Suflantele centrifuge sunt fie sudate din metal, fie turnate din fibră de sticlă. Lamele sunt realizate îndoite dintr-o foaie subțire sau cu o secțiune transversală profilată. Suflantele centrifuge creează presiuni de până la 3000 Pa, iar eficiența lor ajunge la 83%.
Selectarea complexului de tracțiune
Elicele care creează tracțiune orizontală pot fi împărțite în principal în trei tipuri: aer, apă și cu roți (Fig. 10).O elice pneumatică este înțeleasă ca o elice de tip aeronavă cu sau fără un inel de duză, un compresor axial sau centrifugal și o elice cu jet de aer. În cele mai simple modele, împingerea orizontală poate fi creată uneori prin înclinarea WUA și folosind componenta orizontală rezultată a forței fluxului de aer care iese din perna de aer. Aerul este convenabil pentru vehiculele amfibii care nu au contact cu suprafața de susținere.
Dacă vorbim despre WUA care se deplasează numai deasupra suprafeței apei, atunci se poate folosi o elice sau un jet de apă. În comparație cu propulsia cu aer, aceste elice fac posibilă obținerea unei forțe semnificativ mai mari pentru fiecare kilowatt de putere consumat.
Valoarea aproximativă a forței dezvoltate de diferite elice poate fi estimată din datele prezentate în Fig. unsprezece.
Atunci când alegeți elementele elicei, ar trebui să țineți cont de toate tipurile de rezistență care apar în timpul mișcării WUA. Dragul aerodinamic este calculat prin formula
Rezistența la apă cauzată de formarea valurilor atunci când WUA se mișcă prin apă poate fi calculată prin formula
Unde:
V este viteza de mișcare a WUA, m / s; G este masa WUA, kg; L este lungimea pernei de aer, m; ρ este densitatea apei, kg · s 2 / m 4 (la o temperatură a apei mării de + 4 ° C este egală cu 104, râu - 102);
C x - coeficient de rezistență aerodinamică, în funcție de forma aparatului; se determină prin suflarea modelelor WUA în tunelurile de vânt. Aproximativ puteți lua C x = 0,3 ÷ 0,5;
S - aria secțiunii transversale a WUA - proiecția sa pe un plan perpendicular pe direcția de mișcare, m 2;
E este coeficientul de rezistență al valului în funcție de viteza WUA (numărul Froude Fr = V: √ g · L) și de raportul dimensiunilor pernei de aer L: B (Fig. 12).
De exemplu, în tabel. 2 prezintă calculul rezistenței în funcție de viteza de mișcare pentru un aparat cu lungimea de L = 2,83 m și B = 1,41 m.
Cunoscând rezistența la mișcare a aparatului, este posibil să se calculeze puterea motorului necesară pentru a asigura deplasarea acestuia la o viteză dată (în acest exemplu, 120 km/h), luând randamentul elicei η p egal cu 0,6, și eficiența transferului de la motor la elice η p = 0 ,nouă:
O elice cu două pale este folosită cel mai adesea ca elice pneumatice pentru WUA amatori (Fig. 13).
Blankul pentru un astfel de șurub poate fi lipit din placaj, frasin sau plăci de pin. Marginea, precum și capetele lamelor, care sunt expuse acțiunii mecanice a particulelor solide sau a nisipului, aspirate cu fluxul de aer, sunt protejate de un cadru din tablă de alamă.
Se folosesc și elice cu patru pale. Numărul de pale depinde de condițiile de funcționare și de scopul elicei - pentru dezvoltarea unei viteze mari sau crearea unei forțe de împingere semnificative în momentul lansării. O elice cu două pale cu pale largi poate oferi suficientă forță. Forța de împingere, de regulă, crește dacă elicea funcționează într-un inel de duză profilat.
Șurubul finit trebuie echilibrat, în principal static, înainte de a fi montat pe arborele motorului. Nerespectarea acestui lucru generează vibrații atunci când se rotește, care ar putea deteriora întreaga unitate. Echilibrarea cu o precizie de 1 g este suficientă pentru amatori. Pe lângă echilibrarea șurubului, verificați deplasarea acestuia în raport cu axa de rotație.
Aspect general
Una dintre sarcinile principale ale proiectantului este de a conecta toate unitățile într-un singur întreg funcțional. La proiectarea unui aparat, proiectantul este obligat să asigure un loc pentru echipaj, amplasarea unităților sistemelor de ridicare și propulsie în interiorul carenei. În același timp, este important să folosiți modelele WUA-urilor deja cunoscute ca prototip. În fig. Figurile 14 și 15 prezintă diagramele structurale a două AVP-uri tipice ale construcțiilor de amatori.În majoritatea WUA, corpul este un element portant, o singură structură. Conține unitățile centralei principale, conductele de aer, dispozitivele de control și cabina șoferului. Cabinele șoferului sunt situate în prova sau în partea centrală a vehiculului, în funcție de locul în care se află compresorul - în spatele cabinei sau în fața acesteia. Dacă WUA este cu mai multe locuri, cabina este de obicei situată în mijlocul vehiculului, ceea ce îi permite să fie operat cu un număr diferit de persoane la bord fără a-și schimba alinierea.
La AVU-urile de amatori mici, scaunul șoferului este cel mai adesea deschis, protejat de un parbriz în față. La dispozitivele cu un design mai complex (tip turistic), cabinele sunt închise cu o cupolă din plastic transparent. Pentru a găzdui echipamentul și rechizitele necesare, se folosesc volumele disponibile pe lateralele cabinei și sub scaune.
La motoarele cu aer, controlul AUA se realizează fie folosind cârme plasate în fluxul de aer în spatele elicei, fie dispozitive de ghidare fixate în fluxul de aer care emană de la dispozitivul de propulsie cu jet de aer. Controlul dispozitivului de pe scaunul șoferului poate fi de tip aviatic - folosind mânerele sau pârghiile volanului, sau ca într-o mașină - volanul și pedalele.
În WUA-urile amatoare, există două tipuri principale de sisteme de combustibil; cu alimentare gravitațională și cu o pompă de benzină de tip auto sau aviație. Părți ale sistemului de combustibil, cum ar fi supapele, filtrele, sistemul de ulei împreună cu rezervoarele (dacă se utilizează un motor în patru timpi), răcitoarele de ulei, filtrele, sistemul de răcire cu apă (dacă este un motor răcit cu apă), sunt de obicei selectate din piese de aviație sau auto existente.
Gazele de eșapament de la motor sunt evacuate întotdeauna în spatele aparatului și niciodată în pernă. Pentru a reduce zgomotul care apare în timpul funcționării WUA-urilor, în special în apropierea așezărilor, sunt utilizate amortizoare de tip auto.
În cele mai simple modele, corpul inferior servește ca șasiu. Rolul șasiului poate fi jucat de patinele (sau patinele) din lemn, care preiau sarcina la contactul cu suprafața. În WUA-urile turistice, care se caracterizează printr-o masă mai mare decât cele sportive, sunt montate șasiuri pe roți, care facilitează deplasarea WUA-urilor în timpul parcării. De obicei, se folosesc două roți, instalate pe laterale sau de-a lungul axei longitudinale a WUA. Roțile intră în contact cu suprafața numai după ce sistemul de ridicare încetează să funcționeze, când WUA atinge suprafața.
Materiale și tehnologie de fabricație
Pentru fabricarea structurilor din lemn WUA se folosește cherestea de pin de înaltă calitate, asemănătoare celor utilizate în construcțiile aeronavelor, precum și placaj de mesteacăn, frasin, fag și tei. Pentru lipirea lemnului se folosește un adeziv impermeabil cu proprietăți fizice și mecanice ridicate.Pentru gardurile flexibile se folosesc în principal țesături tehnice; acestea trebuie să fie extrem de durabile, rezistente la intemperii și umiditate, precum și la abraziune.În Polonia, cel mai des se folosește țesătura rezistentă la foc acoperită cu plastic PVC.
Este important să tăiați corect și să vă asigurați că panourile sunt bine conectate între ele, precum și fixate pe dispozitiv. Pentru a fixa carcasa gardului flexibil pe corp, se folosesc benzi metalice care, prin intermediul șuruburilor, presează uniform materialul pe corpul aparatului.
Când proiectați o formă de incintă flexibilă cu pernă de aer, nu trebuie să uităm de legea lui Pascal, care spune: presiunea aerului se răspândește în toate direcțiile cu o forță egală. Prin urmare, carcasa unei bariere flexibile în stare umflată trebuie să fie sub forma unui cilindru sau a unei sfere, sau a unei combinații a acestora.
Design și rezistență ale carcasei
Forțele din sarcina transportată de vehicul, greutatea mecanismelor centralei etc. sunt transferate în corpul WUA, precum și sarcinile din forțele externe, impacturile fundului împotriva valului și din presiunea din act pernă de aer. Structura portantă a carenei unui WUA amator este cel mai adesea un ponton plat, care este susținut de presiunea într-o pernă de aer, iar în modul de navigare asigură flotabilitatea carenei. Corpul este acţionat de forţe concentrate, momente de încovoiere şi răsucire de la motoare (Fig. 16), precum şi momente giroscopice din părţile rotative ale mecanismelor care apar în timpul manevrei AUA.Cele mai răspândite sunt două tipuri constructive de clădiri pentru amatori WUA (sau combinațiile acestora):
- structură de ferme, atunci când rezistența totală a carenei este asigurată cu ajutorul unor ferme plane sau spațiale, iar pielea este destinată numai reținerii aerului în calea aerului și creării volumelor de flotabilitate;
- cu piele portantă, când rezistența totală a carenei este asigurată de pielea exterioară, lucrând împreună cu setul longitudinal și transversal.
Designul cabinei și geamurile acesteia trebuie să asigure posibilitatea de ieșire rapidă a șoferului și pasagerilor din cabină, mai ales în caz de accident sau incendiu. Locația ochelarilor ar trebui să ofere șoferului o vedere bună: linia vizuală trebuie să fie în intervalul de la 15 ° în jos până la 45 ° în sus față de linia orizontală; vederea laterală trebuie să fie de cel puțin 90 ° pe fiecare parte.
Transmiterea puterii către elice și suflante
Transmisiile cu curele trapezoidale și cu lanț sunt cele mai simple pentru producția de amatori. Cu toate acestea, transmisia cu lanț este utilizată numai pentru a antrena elice sau suflante, ale căror axe de rotație sunt situate orizontal și chiar și atunci numai dacă este posibil să selectați pinioanele adecvate pentru motociclete, deoarece fabricarea lor este destul de dificilă.În cazul transmisiei cu curele trapezoidale, pentru a asigura durabilitatea curelelor, diametrele scripetelor ar trebui să fie selectate la maximum, cu toate acestea, viteza circumferențială a curelelor nu trebuie să depășească 25 m/s.
Construcția complexului de ridicare și gard flexibil
Complexul de ridicare constă dintr-o unitate de injecție, canale de aer, un receptor și o carcasă flexibilă cu pernă de aer (în circuitele duzei). Conductele prin care se alimentează aerul de la suflantă către carcasa flexibilă trebuie proiectate ținând cont de cerințele de aerodinamică și să asigure pierderi minime de presiune.Garma flexibilă pentru WUA amatori are de obicei o formă și un design simplificate. În fig. 18 prezintă exemple de diagrame constructive ale barierelor flexibile și o metodă de verificare a formei unei bariere flexibile după montarea acesteia pe corpul aparatului. Gardurile de acest tip au o elasticitate bună și, datorită formei lor rotunjite, nu se agață de denivelările suprafeței de susținere.
Calculul supraalimentatoarelor, atât axiale, cât și centrifuge, este destul de complicat și poate fi efectuat numai folosind literatura de specialitate.
Un dispozitiv de direcție constă de obicei dintr-un volan sau pedale, un sistem de pârghii (sau cabluri) conectate la o cârmă verticală și, uneori, la o cârmă orizontală - un lift.
Controlul se poate face sub forma unui volan de masina sau motociclete. Având în vedere, totuși, specificul proiectării și funcționării WUA ca aeronavă, designul aviației al comenzilor sub formă de pârghie sau pedale este mai des utilizat. În forma sa cea mai simplă (Fig. 19), când mânerul este înclinat în lateral, mișcarea se transmite prin intermediul unei pârghii atașate la țeavă la elementele cablului de direcție și apoi la cârmă. Mișcările înainte și înapoi ale mânerului datorită articulației sale sunt transmise printr-un împingător care merge în interiorul tubului către cablurile ascensorului.
Cu controlul pedalei, indiferent de schema sa, este necesar să se prevadă posibilitatea de a muta fie scaunul, fie pedalele pentru reglare în conformitate cu caracteristicile individuale ale șoferului. Pârghiile sunt cel mai adesea realizate din duraluminiu, țevile de transmisie sunt atașate de corp cu suporturi. Mișcarea pârghiilor este limitată de deschiderile decupărilor din ghidajele montate pe părțile laterale ale aparatului.
În Fig. douăzeci.
Cârmele pot fi fie complet rotative, fie constau din două părți - fixe (stabilizator) și rotative (lama cârmei) cu procente diferite ale coardelor acestor părți. Orice tip de secțiune a cârmei trebuie să fie simetrică. Stabilizatorul cârmei este de obicei fixat de carcasă; elementul portant principal al stabilizatorului este spatul, de care se suspendă lama cârmei pe balamale. Ascensoarele, foarte rar întâlnite la WUA-urile amatoare, sunt proiectate după aceleași principii și uneori chiar sunt exact aceleași cu cârmele.
Elementele structurale care transmit mișcarea de la comenzi la volanele și supapele de accelerație ale motoarelor constau de obicei din pârghii, tije, cabluri etc. Tijele, de regulă, transferă forțe în ambele direcții, în timp ce cablurile funcționează doar pentru tracțiune. Cel mai adesea, WUA-urile amatoare folosesc sisteme combinate - cu cabluri și împingătoare.
De la redacția
Hovercraft-urile primesc din ce în ce mai multă atenție din partea iubitorilor de sporturi cu barca cu motor și turism. Cu un consum relativ redus de energie, vă permit să atingeți viteze mari; râurile de mică adâncime și impracticabile sunt accesibile acestora; aeroglisorul poate plana atât deasupra solului, cât și deasupra gheții.Pentru prima dată, le-am prezentat cititorilor problemele proiectării hovercraftului mic în numărul 4 (1965), plasând articolul lui Yu. A. Budnitskiy „Nave care planează”. Într-o scurtă schiță a dezvoltării SVP-urilor străine a fost publicată, inclusiv o descriere a unui număr de sporturi și mers pe jos moderne SVP-uri cu 1 și 2 locuri. Redacția a prezentat V.O. Publicarea despre acest design amator a stârnit un interes deosebit de mare în rândul cititorilor noștri. Mulți dintre ei au dorit să construiască același amfibian și au cerut să indice literatura necesară.
Anul acesta editura „Shipbuilding” publică o carte a inginerului polonez Jerzy Benya „Modele și Hovercraft amatori”. În ea veți găsi o expunere a bazelor teoriei formării unei perne de aer și a mecanicii mișcării pe ea. Autorul oferă rapoartele de proiectare care sunt necesare pentru proiectarea independentă a celui mai simplu hovercraft, prezintă tendințele și perspectivele de dezvoltare a acestui tip de nave. Cartea conține multe exemple de modele de hovercraft amatori (AHU) construite în Marea Britanie, Canada, SUA, Franța, Polonia. Cartea se adresează unei game largi de amatori ai construcțiilor independente de nave, modelatorilor de nave și ambarcațiunilor. Textul său este bogat ilustrat cu desene, desene și fotografii.
Jurnalul publică o traducere prescurtată a unui capitol din această carte.
Cele mai populare patru SVP străine
SVP american „Airskat-240”
Un aeroglisor sport cu două locuri, cu un aranjament transversal simetric al scaunelor. Instalatie mecanica - autoturism dv. Volkswagen cu o capacitate de 38 kW, antrenând un compresor axial cu patru pale și o elice cu două pale într-un inel. Controlul SVP de-a lungul cursului se realizează folosind o pârghie conectată la sistemul cârmei situat în fluxul din spatele elicei. Echipament electric 12 V. Pornire motor - demaror electric. Dimensiunile aparatului sunt 4,4x1,98x1,42 m. Suprafața pernei de aer este de 7,8 m 2; diametrul elicei este de 1,16 m, greutatea brută este de 463 kg, viteza maximă pe apă este de 64 km/h.SVP american al „Skimmers Incorporated”
Un fel de scuter unic SVP. Designul carcasei se bazează pe ideea de a folosi o cameră pentru mașină. Motor de motocicleta cu doi cilindri cu o putere de 4,4 kW. Dimensiunile aparatului sunt 2,9x1,8x0,9 m. Suprafața pernei de aer este de 4,0 m 2; greutate brută - 181 kg. Viteza maximă este de 29 km/h.SVP engleză Air Ryder
Acest aparat sport cu două locuri este unul dintre cele mai populare în rândul constructorilor de nave amatori. Un compresor axial este antrenat în rotație de o motocicletă, dv. volum de lucru 250 cm 3. Elicea este cu două pale, din lemn; alimentat de un motor separat de 24 kW. Echipament electric cu o tensiune de 12 V cu o baterie de avion. Pornire motor - demaror electric. Aparatul masoara 3,81x1,98x2,23 m; spațiu liber de 0,03 m; ridicare 0,077 m; suprafata pernei 6,5 m 2; greutate neîncărcată 181 kg. Dezvolta o viteza de 57 km/h pe apa, pe uscat - 80 km/h; depășește pante de până la 15 °.Tabelul 1 prezintă datele pentru o singură modificare a aparatului.
SVP engleză „Hovercat”
Barcă turistică ușoară pentru cinci până la șase persoane. Există două modificări: „MK-1” și „MK-2”. O suflantă centrifugă cu diametrul de 1,1 m este condusă de o mașină. dv. Volkswagen are un volum de lucru de 1584 cm3 și consumă 34 kW la 3600 rpm.În modificarea „MK-1”, mișcarea se realizează cu ajutorul unei elice cu diametrul de 1,98 m, antrenată în rotație de un al doilea motor de același fel.
În modificarea „MK-2” pentru mașină folosită cu tracțiune orizontală. dv. „Porsche 912” cu un volum de 1582 cm 3 și o putere de 67 kW. Vehiculul este controlat de cârme aerodinamice plasate în fluxul din spatele elicei. Echipamente electrice cu o tensiune de 12 V. Dimensiunile aparatului sunt 8,28x3,93x2,23 m. Aria pernei de aer este de 32 m 2, masa totală a aparatului este de 2040 kg, viteza de mișcare al modificării MK-1 este de 47 km/h, MK-2 este de 55 km/h.
Note (editare)
1. Este prezentată o tehnică simplificată pentru selectarea unei elice pe baza unei valori cunoscute a rezistenței, vitezei de rotație și vitezei de translație.2. Calculele transmisiilor cu curele trapezoidale și cu lanț pot fi efectuate folosind standardele general acceptate în inginerie mecanică casnică.
Construcția unui vehicul care să permită mișcarea atât pe uscat, cât și pe apă a fost precedată de o cunoaștere a istoriei descoperirii și creării amfibienilor originali - aeroglisor(WUA), studiul structurii lor de bază, compararea diferitelor proiecte și scheme.
În acest scop, am vizitat multe site-uri de internet ale entuziaștilor și creatorilor de WUA (inclusiv cele străine) și m-am familiarizat cu unele dintre ele pe loc.
În cele din urmă, „Hovercraft” englezesc („nava care se înalță” - așa cum este numită WUA în Marea Britanie), construită și testată de entuziaști acolo, a luat prototipul bărcii planificate. Cele mai interesante mașini domestice de acest tip au fost create în mare parte pentru agențiile de aplicare a legii, iar în ultimii ani - în scopuri comerciale, au avut dimensiuni mari și, prin urmare, nu erau potrivite pentru producția de amatori.
Hovercraftul meu (eu îl numesc „Aerojeep”) este un cu trei locuri: pilotul și pasagerii sunt aranjați în formă de T, ca pe o tricicletă: pilotul este în față în mijloc, iar pasagerii sunt unul lângă altul. , unul langa altul. Mașina este monomotor, cu un flux de aer divizat, pentru care este instalat un panou special în canalul său inelar ușor sub centru.
| Date tehnice pentru hovercraft | |
|---|---|
| Dimensiuni totale, mm: | |
| lungime | 3950 |
| lăţime | 2400 |
| înălţime | 1380 |
| Puterea motorului, CP cu. | 31 |
| Greutate, kg | 150 |
| Capacitate de transport, kg | 220 |
| Capacitate combustibil, l | 12 |
| Consumul de combustibil, l/h | 6 |
| Depășirea obstacolelor: | |
| ridicare, deg. | 20 |
| val, m | 0,5 |
| Viteza de croazieră, km/h: | |
| pe apa | 50 |
| pe pământ | 54 |
| pe gheata | 60 |
Este format din trei părți principale: o instalație acționată de elice cu o transmisie, un corp din fibră de sticlă și o "fustă" - o carcasă flexibilă a părții inferioare a corpului - ca să spunem așa, o "față de pernă" a unei perne de aer.
 1 - segment (țesut dens); 2 - tachetă de ancorare (3 buc.); 3 - vizor de vânt; 4 - placa laterala pentru fixarea segmentelor; 5 - maner (2 buc.); 6 - protectie elice; 7 - canal inelar; 8 - cârmă (2 buc.); 9 - maneta de control al volanului; 10 - trapa de acces la rezervorul de gaz si baterie; 11 - scaunul pilotului; 12 - canapea pasager; 13 - carcasa motorului; 14 - motor; 15 - înveliș exterior; 16 - umplutură (spumă); 17 - carcasa interioara; 18 - panou despărțitor; 19 - elice; 20 - bucșă elice; 21 - curea dinţată de antrenare; 22 - ansamblu pentru atașarea părții inferioare a segmentului. mărire, 2238x1557, 464 KB |
Corpul de aeroglisor
Este dublu: fibră de sticlă, constă dintr-o carcasă interioară și una exterioară.
Carcasa exterioară are o configurație destul de simplă - este doar înclinată (aproximativ 50 ° față de orizontală) laturi fără fund - plată aproape pe toată lățimea și ușor curbată în partea superioară a acesteia. Prova este rotunjită, iar partea din spate arată ca o traversă înclinată. În partea superioară, de-a lungul perimetrului carcasei exterioare, sunt tăiate găuri-caneluri alungite, iar în partea de jos, în exterior, un cablu care acoperă carcasa este fixat în șuruburi cu ochi pentru atașarea părților inferioare ale segmentelor de acesta.
Configurația carcasei interioare este mai complicată decât cea exterioară, deoarece are aproape toate elementele unei nave mici (să zicem, o barcă sau o barcă): laterale, fund, borduri curbate, o punte mică în prova (doar partea superioară a traversei lipsește în pupă), în timp ce ca o singură bucată. În plus, în mijlocul cockpitului de-a lungul acestuia este lipit de fund un tunel turnat separat cu o cutie sub scaunul șoferului.Adăpostește rezervorul de combustibil și bateria, precum și cablul „gaz” și cablul de comandă a cârmei. .
În partea din spate a carcasei interioare este aranjat un fel de colibă, ridicată și deschisă în față. Acesta servește drept bază a canalului inelar pentru elice, iar puntea sa de perete servește ca un divizor al fluxului de aer, din care o parte (fluxul de susținere) este direcționată în deschiderea arborelui, iar cealaltă parte - pentru a crea o forță de propulsie.
Toate elementele carcasei: carcasele interioare și exterioare, tunelul și canalul inelar, au fost lipite pe matrici din mat de sticlă cu grosimea de aproximativ 2 mm pe rășină poliesterică. Desigur, aceste rășini sunt inferioare rășinilor vinilice și epoxidice ca aderență, nivel de filtrare, contracție și eliberare de substanțe nocive în timpul uscării, dar au un avantaj incontestabil de preț - sunt mult mai ieftine, ceea ce este important. Pentru cei care intenționează să folosească astfel de rășini, permiteți-mi să vă reamintesc că încăperea în care se desfășoară lucrările trebuie să aibă o ventilație bună și o temperatură de cel puțin 22 ° C.
Matricele au fost realizate în prealabil folosind un model principal din aceleași covorașe de sticlă pe aceeași rășină poliesterică, doar grosimea pereților lor era mai mare și se ridica la 7-8 mm (pentru carcasele - aproximativ 4 mm). Înainte de a lipi elementele de pe suprafața de lucru a matricei, toate rugozitățile și fierile au fost îndepărtate cu grijă și a fost acoperită de trei ori cu ceară diluată în terebentină și lustruită. După aceea, un strat subțire (până la 0,5 mm) de gelcoat (lac colorat) de culoarea galbenă selectată a fost aplicat pe suprafață cu un pistol de pulverizare (sau rolă).
După ce s-a uscat, procesul de lipire a carcasei a început folosind următoarea tehnologie. Mai întâi, folosind o rolă, suprafața de ceară a matricei și partea laterală a covorașului de sticlă cu pori mai mici sunt acoperite cu rășină, apoi covorașul este plasat pe matrice și rulat până când aerul este complet îndepărtat de sub strat (dacă necesar, puteți face o mică tăietură în covoraș). În același mod, straturile ulterioare de covorașe de sticlă se așează la grosimea necesară (4-5 mm), cu montarea, acolo unde este cazul, a pieselor înglobate (metal și lemn). Clapele excesive de la margini sunt tăiate la lipirea „umedă”.
După ce rășina s-a întărit, carcasa este ușor îndepărtată din matrice și prelucrată: marginile sunt răsucite, canelurile sunt tăiate, găurile sunt găurite.
Pentru a asigura imposibilitatea de scufundare a „Aerodzhip”, bucăți de spumă (de exemplu, mobilier) sunt lipite de carcasa interioară, lăsând libere doar canalele pentru trecerea aerului în întregul perimetru. Bucățile de spumă sunt lipite împreună cu rășină și sunt atașate de carcasa interioară cu fâșii de covoraș de sticlă, unse de asemenea cu rășină.
După ce carcasele exterioare și interioare sunt realizate separat, acestea sunt andocate, fixate cu cleme și șuruburi autofiletante și apoi îmbinate (lipite) de-a lungul perimetrului cu benzi din aceeași covorașă de sticlă acoperită cu rășină poliesterică, cu lățime de 40-50 mm, din care au fost făcute în sine cochiliile. După aceea, corpul este lăsat până când rășina s-a polimerizat complet.
O zi mai târziu, o bandă de duraluminiu cu o secțiune de 30x2 mm este atașată la joncțiunea superioară a cochiliilor de-a lungul perimetrului cu nituri, așezând-o vertical (limbile segmentelor sunt fixate pe ea). Curele din lemn cu dimensiunile 1500x90x20 mm (lungime x latime x inaltime) sunt lipite de fundul fundului la o distanta de 160 mm de margine. Un strat de covoraș de sticlă este lipit deasupra ghidajelor. La fel, doar din interiorul carcasei, în partea din spate a cockpitului, se află o bază realizată dintr-o placă de lemn pentru motor.
Este de remarcat faptul că, folosind aceeași tehnologie ca și carcasa interioară, au fost lipite și elemente mai mici: carcasa interioară și exterioară a difuzorului, cârme, rezervor de benzină, capac motor, amortizor de vânt, tunel și scaunul șoferului. Pentru cei care abia incep sa lucreze cu fibra de sticla, recomand sa pregateasca fabricarea unei barci din aceste elemente mici. Masa totală a corpului din fibră de sticlă cu difuzor și cârme este de aproximativ 80 kg.
Desigur, fabricarea unei astfel de carene poate fi încredințată și unor specialiști - firme producătoare de bărci și bărci din fibră de sticlă. Din fericire, sunt multe în Rusia, iar costurile vor fi pe măsură. Cu toate acestea, în procesul de auto-fabricare, va fi posibil să câștigați experiența necesară și capacitatea de a modela și crea diverse elemente și structuri din fibră de sticlă în viitor.
Instalarea cu elice a unei ambarcațiuni cu pernă de aer
Include un motor, o elice și o transmisie care transferă cuplul de la primul la al doilea.
Motorul este folosit de BRIGGS & STATTION, produs în Japonia sub licență americană: 2 cilindri, în formă de V, în patru timpi, 31 CP. cu. la 3600 rpm. Durata sa de viață garantată este de 600 de mii de ore. Pornirea se face cu un demaror electric, de la baterie, iar bujiile sunt alimentate de un magneto.
Motorul este montat pe partea inferioară a caroseriei Aerojip, iar axa butucului elicei este fixată la ambele capete pe suporturi din centrul difuzorului, ridicate deasupra caroseriei. Transmiterea cuplului de la arborele de ieșire al motorului la butuc se realizează printr-o curea dințată. Scripeții antrenați și de antrenare, ca și cureaua, sunt dințate.
Deși masa motorului nu este atât de mare (aproximativ 56 kg), locația sa pe partea de jos scade semnificativ centrul de greutate al bărcii, ceea ce are un efect pozitiv asupra stabilității și manevrabilității vehiculului, în special pe acesta - " aeronautice”.
Gazele de evacuare sunt evacuate în fluxul de aer inferior.
În locul celui japonez instalat, puteți utiliza și motoare domestice adecvate, de exemplu, de la snowmobilele Buran, Lynx și altele. Apropo, motoarele cu o capacitate de aproximativ 22 CP sunt destul de potrivite pentru un WUA cu unul sau două locuri. cu.
Elicea este cu șase pale, cu pas fix (stabilit pe uscat după unghiul de atac) al palelor.
 1 - pereți; 2 - acoperiți cu o limbă. |
Canalul inelar al elicei ar trebui să fie, de asemenea, atribuit unei părți integrante a instalației acționate de elice, deși baza sa (sectorul inferior) este solidificată cu carcasa interioară a corpului. Canalul inelar, ca și corpul, este, de asemenea, compozit, lipit de învelișurile exterioare și interioare. Tocmai în locul în care sectorul inferior îl unește cu cel superior, este amenajat un panou despărțitor din fibră de sticlă: împarte fluxul de aer creat de elice (și, dimpotrivă, leagă pereții sectorului inferior de-a lungul unei coarde).
Motorul, situat la traversa din cockpit (în spatele spatelui scaunului pasagerului), este închis de sus cu o capotă din fibră de sticlă, iar elicea, pe lângă difuzor, este și o grilă de sârmă în față.
Perna elastică moale a bărcii cu pernă de aer (fustă) este formată din segmente separate, dar identice, tăiate și cusute din țesătură densă ușoară. Este de dorit ca materialul să fie hidrofug, să nu se întărească la frig și să nu permită trecerea aerului. Am folosit material finlandez Vinyplan, dar o țesătură casnică precum percal este destul de potrivită. Modelul segmentului este simplu și îl puteți coase chiar și manual.
Fiecare segment este atașat de corp după cum urmează. Limba este aruncata peste banda verticala laterala, cu o suprapunere de 1,5 cm; pe ea - limba segmentului adiacent, iar ambele în locul suprapunerii sunt fixate pe bară cu o clemă specială de tip „crocodil”, numai fără dinți. Și așa de-a lungul întregului perimetru al „Aerodzip-ului”. Pentru fiabilitate, puteți pune clema și în mijlocul limbii. Cele două colțuri inferioare ale segmentului cu ajutorul unor cleme de nailon sunt suspendate liber pe un cablu care se înfășoară în jurul părții inferioare a carcasei exterioare a corpului.
Un astfel de design compozit de fustă vă permite să înlocuiți cu ușurință un segment eșuat, ceea ce va dura 5-10 minute. Până la urmă se va spune că structura se dovedește a fi eficientă în cazul defectării a până la 7% din segmente. În total, sunt până la 60 dintre ele pe fustă.
Principiul mișcării aeroglisor Următorul. După pornirea motorului și la ralanti, mașina rămâne pe loc. Pe măsură ce numărul de rotații crește, elicea începe să conducă un flux de aer mai puternic. O parte din ea (mare) creează forță de propulsie și propulsează barca înainte. Cealaltă parte a fluxului trece sub panoul de despărțire în conductele de aer laterale ale corpului (spațiu liber dintre cochilii până la nas), apoi prin găurile-caneluri din carcasa exterioară intră uniform în segmente. Acest flux, concomitent cu începerea mișcării, creează o pernă de aer sub fund, ridicând vehiculul deasupra suprafeței subiacente (fie că este pământ, zăpadă sau apă) cu câțiva centimetri.
Rotirea „Aerojip” este efectuată de două cârme, deviând fluxul de aer „înainte” în lateral. Cârmele sunt controlate de la o pârghie a coloanei de direcție de tip motocicletă cu două brațe, printr-un cablu Bowden care trece de-a lungul laturii tribord între carcase până la una dintre cârme. O altă cârmă este conectată la prima tijă rigidă.
Pe mânerul stâng al manetei cu două brațe este fixată și maneta de comandă a clapetei de accelerație a carburatorului (analog cu mânerul clapetei de accelerație).
Pentru a opera un hovercraft, acesta trebuie să fie înregistrat la inspectoratul local de stat pentru ambarcațiuni mici (GIMS) și să primească un bilet de navă. Pentru a obține un certificat pentru dreptul de a conduce o ambarcațiune, trebuie să urmați și un curs de conducere.
Cu toate acestea, chiar și la aceste cursuri, există încă departe de pretutindeni instructori pentru pilotarea aeroglisorului. Prin urmare, fiecare pilot trebuie să stăpânească gestionarea WUA în mod independent, literalmente, pas cu pas, dobândind experiența corespunzătoare.
Starea nesatisfăcătoare a rețelei rutiere și absența aproape completă a infrastructurii rutiere pe majoritatea autostrăzilor regionale face necesară căutarea vehiculelor care funcționează pe alte principii fizice. Un astfel de mijloc este un aeroglisor capabil să mute oameni și mărfuri în afara drumului.
Hovercraftul, purtând răsunător termen tehnic „hovercraft”, se deosebește de modelele tradiționale de bărci și mașini nu numai prin capacitatea de a se deplasa pe orice suprafață (apă, câmp, mlaștină etc.), ci și prin capacitatea de a dezvolta o viteză decentă. . Singura cerință pentru un astfel de „drum” este ca acesta să fie mai mult sau mai puțin plat și relativ moale.
Cu toate acestea, utilizarea unei perne de aer de către o ambarcațiune pentru orice teren necesită costuri energetice destul de serioase, care la rândul lor implică o creștere semnificativă a consumului de combustibil. Funcționarea hovercraftului (AHC) se bazează pe o combinație a următoarelor principii fizice:
- Presiune specifică scăzută a SVP pe sol sau suprafața apei.
- Viteză mare de mișcare.
Acest factor are o explicație destul de simplă și logică. Zona suprafețelor de contact (partea inferioară a aparatului și, de exemplu, solul) corespunde sau depășește suprafața SVP. Tehnic vorbind, vehiculul generează dinamic forța necesară.
Presiunea excesivă creată într-un dispozitiv special ridică mașina de pe suport la o înălțime de 100-150 mm. Această pernă de aer este cea care întrerupe contactul mecanic al suprafețelor și minimizează rezistența la mișcarea de translație a hovercraftului în plan orizontal.
În ciuda capacității de a se mișca rapid și, cel mai important, din punct de vedere economic, domeniul de aplicare al hovercraftului de pe suprafața pământului este semnificativ limitat. Zonele de asfalt, rocile dure cu prezența de resturi industriale sau pietre dure sunt absolut nepotrivite pentru aceasta, deoarece riscul de deteriorare a elementului principal al SVP, partea de jos a pernei, crește semnificativ.
Astfel, traseul optim cu hovercraft poate fi considerat unul în care trebuie să înoți mult și să mergi puțin pe alocuri. În unele țări, cum ar fi Canada, hovercraft-urile sunt folosite de salvatori. Potrivit unor rapoarte, dispozitivele de acest design sunt în serviciu cu armatele unor țări membre NATO.
De ce există dorința de a face un aeroglisor DIY? Există mai multe motive:
De aceea, SVP-urile nu au fost utilizate pe scară largă. Într-adevăr, un ATV sau snowmobilul poate fi achiziționat ca o jucărie scumpă. O altă opțiune este să faci singur o barcă cu mașină.
Atunci când alegeți o schemă de lucru, este necesar să decideți asupra designului carcasei care se potrivește cel mai bine condițiilor tehnice date. Rețineți că este foarte posibil să creați un SVP bricolaj cu desene de asamblare ale elementelor de casă.
Resursele specializate abundă cu desene gata făcute de aeroglisor de casă. Analiza testelor practice arată că varianta cea mai de succes, care satisface condițiile apărute la deplasarea pe apă și pe sol, sunt pernele formate prin metoda camerei.
Atunci când alegeți un material pentru elementul structural principal al unui aeroglisor - corpul, luați în considerare câteva criterii importante. În primul rând, este simplitatea și ușurința procesării. În al doilea rând, greutatea specifică mică a materialului. Acesta este parametrul care asigură că SVP aparține categoriei „amfibienilor”, adică nu există riscul de inundație în cazul unei opriri de urgență a navei.
De regulă, placaj de 4 mm este folosit pentru fabricarea carenei, iar suprastructurile sunt din spumă. Acest lucru reduce semnificativ greutatea proprie a structurii. După lipirea suprafețelor exterioare cu penoplex și vopsirea ulterioară, modelul capătă aspectul original al originalului. Pentru geamurile cabinei se folosesc materiale polimerice, iar restul elementelor sunt îndoite din sârmă.
Realizarea unei așa-numite fuste va necesita o țesătură densă, impermeabilă, din fibră polimerică. După tăiere, piesele sunt cusute împreună cu o cusătură dublă strânsă, iar lipirea se face cu lipici rezistent la apă. Acest lucru oferă nu numai un grad ridicat de fiabilitate structurală, dar vă permite și să ascundeți îmbinările de asamblare de privirile indiscrete.
Designul centralei presupune prezența a două motoare: marş şi pompare. Sunt echipate cu motoare electrice fără perii și elice cu două pale. Un regulator special realizează procesul de gestionare a acestora.
Tensiunea de alimentare este furnizată de la două baterii reîncărcabile, a căror capacitate totală este de 3.000 de miliamperi pe oră. La nivelul maxim de încărcare, hovercraftul poate fi operat timp de 25-30 de minute.
Atentie, doar AZI!
Pentru a dezvolta resursele naturale din regiunile îndepărtate ale țării noastre, sunt necesare vehicule de cross-country care au proprietatea de amfibie, adică capacitatea de a se deplasa de la apă la pământ și invers. Cu toate acestea, practica a arătat că într-o serie de regiuni greu accesibile și dure din punct de vedere climatic, caracterizate printr-un număr mare de râuri, lacuri și mlaștini, utilizarea vehiculelor de teren pe șenile sau cu roți este extrem de dificilă și uneori chiar imposibilă. .
Acest lucru se datorează faptului că proprietățile de reținere ale solului sunt deosebit de pronunțate aici. Se știe că pentru fiecare metru pătrat de suprafață a corpului mașinii în contact cu solul, de la 300 kg de nisip umed la 4000 kg de argile plastice strânse lipesc. În plus, din cauza lipirii de sol în timpul unei parcări lungi sau al unei opriri forțate, mașina își pierde capacitatea de a se deplasa.
În condiții de iarnă, traficul este îngreunat de faptul că în off-road capacitatea de transport a stratului de zăpadă este redusă. Este deosebit de dificil să navighezi pe gheața râurilor și lacurilor în perioadele de îngheț, topire și distrugere a gheții, când nici măcar echipamentul plutitor nu își poate depăși rezistența.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că în ultima perioadă, cerințele pentru transportul ecologic au crescut semnificativ, în special, au fost introduse restricții privind gradul de distrugere a straturilor superioare ale solului.
Luând în considerare toți factorii de mai sus, cea mai potrivită este utilizarea vehiculelor cu pernă de aer, în care presiunea la sol nu depășește 2-5 kPa, care este semnificativ mai mică decât cea a vehiculelor pe șenile pentru zăpadă și mlaștină ( 17-24 kPa). Datorită acestui fapt, au o mai bună trecere și nu distrug stratul de suprafață al solului.
Utilizarea practică a bărcilor și a aeroglisorului în țara noastră a început în 1935. Grupul sub conducerea designerului și savantului V. Levkov a efectuat o serie de studii. Pentru perioada până în 1941, au creat și testat 15 vehicule cu pernă de aer cu o greutate de la 2,25 la 14,7 tone. De exemplu, în 1937, barca cu pernă de aer din duraluminiu L-5 a atins o viteză de 137 km / h în timpul testelor. Deja într-un stadiu incipient al dezvoltării hovercraft-ului, a fost dezvăluită capacitatea lor unică de a se deplasa peste apă, mlaștini, fisuri de nisip, gheață în golf și teren plat.
În timpul exploatării navelor și ambarcațiunilor cu pernă de aer, s-a acumulat experiență, iar specializarea acestora a început să fie determinată. Dacă mai devreme erau folosite în principal pe apă sau ca amfibieni, acum au apărut variantele lor la sol - autopropulsate și tractate cu ajutorul unui tractor, precum și platforme cu perne de aer concepute pentru a transporta diverse mărfuri în locuri greu accesibile. zone. Cu toate acestea, direcția principală, principală a dezvoltării vehiculelor cu pernă de aer este crearea de nave și bărci care răspund cel mai bine nevoilor economiei naționale.
O pernă de aer este o cavitate sub caroseria unui vehicul, în care aerul este injectat continuu la o presiune mai mare decât cea atmosferică. Limitele sale sunt formate din pereți tari sau moi, precum și combinația lor. Pereții duri ai pernei de aer a unei nave se numesc skegs, iar pereții moi sunt numiți gard flexibil.
Stabilitatea pernei de aer este asigurată de scurgerea aerului printr-un spațiu îngust între marginea inferioară a pereților gardului și suprafața de susținere. Jeturile de aer, împreună cu gardul flexibil, asigură urmărirea uniformă a solului neuniform și a suprafețelor de apă agitată. Aparatele cu skeg la bord, dar cu secțiuni flexibile de prora și pupa, au început să fie numite skeg, iar cele cu gard flexibil pe tot perimetrul pernei de aer - hovercraft amfibie.
Hovercraft - video
Garma flexibilă este realizată din diferite grade de fibre chimice, formând o bază de țesătură plasă, acoperită cu polimeri asemănătoare cauciucului - cum ar fi neoprenul, poliuretanul, cu cauciucuri naturale. Aditivii ajută la menținerea elasticității materialului chiar și cu o scădere semnificativă a temperaturii aerului (până la -40-50 ° C).
În practică, un gard flexibil cu două niveluri, constând dintr-un rezervor-receptor (nivelul superior) și un set de elemente detașabile sub formă de segmente alăturate (nivelul inferior), s-a dovedit bine. Aerul intră din suflantă în receptor și din acesta prin sistemul de găuri în cavitatea pernei de aer, delimitată de elemente detașabile. În receptor se creează o presiune mai mare decât în perna de aer, datorită căreia îndeplinește un rol de formare și de absorbție a șocurilor în perceperea sarcinilor dinamice. Elementele detașabile, care se depărtează, „curg în jurul” obstacolelor concentrate, menținând în același timp un spațiu de aer dat. Acest lucru vă permite să depășiți cioturi, bolovani și cocoașe cu o înălțime de 0,5-0,8 m, ceea ce este foarte dificil pentru vehiculele pe șenile.
O creștere a stabilității unor astfel de vehicule este facilitată de împărțirea cavității pernei de aer în compartimente (camere) separate prin chile longitudinale și transversale. Astfel, se previne posibilitatea celui mai periculos accident - răsturnarea din cauza spargerii și strângerii gardului flexibil de sub caroserie. Consumul de energie pentru formarea unei perne de aer, precum și pierderea inevitabilă a unei părți din volumul util pentru dispozitivul canalelor de alimentare cu aer a receptorului de la supraalimentatoare, sunt compensate, de regulă, prin creșterea eficienței. a elicelor.
Hovercraft amfibie
În aeroglisorul amfibie, este adesea folosit un dispozitiv de propulsie de tip aerodinamic, de exemplu, o elice. Este plasat într-o duză inelară, ceea ce contribuie la creșterea secțiunii jetului de aer proiectat față de o elice deschisă. Acest lucru are ca rezultat o tracțiune crescută și un zgomot redus de operare.
O altă modalitate de a crește caracteristicile de tracțiune ale hovercraftului este utilizarea elicelor care se rotesc opus, care sunt dispuse în perechi. Dorința de a menține mărimea forței elicelor și, în același timp, de a reduce diametrul acestora a dus la crearea elicelor de ventilator. Au un număr crescut de lame și o lungime a duzei inelare. Elicele de acest tip sunt proiectate cât mai aproape de supraalimentatoarele axiale.
Elicele aerodinamice includ și duze de aer, în care sursa de împingere este un curent de aer care curge printr-o duză din cavitatea pernei de aer sau din canalul de evacuare al suflantei. Elicea cu duză a unui aeroglisor are un design simplu, dar eficiența sa este de 2 ori mai mică decât cea a unei elice. Prin urmare, de regulă, o elice cu aer este utilizată ca dispozitiv de propulsie. Duza este folosită în principal ca propulsor, ceea ce asigură executarea manevrelor la viteze mici.
O eficiență mai mare a forței de ridicare a pernei de aer tinde să fie obținută prin reducerea masei carenei navei. Prin urmare, pentru fabricarea sa se folosesc piese din aliaje ușoare de aluminiu, care sunt conectate prin nituri sau sudură. Suprastructurile și rufurile vehiculelor de mare viteză sunt adesea realizate din fibră de sticlă.
Atunci când alegeți motoare pentru bărci și nave, se preferă, de regulă, motoarele de automobile (carburator sau diesel) răcite cu aer. Pentru a distribui puterea arborilor suflantelor și elicelor, care, de regulă, sunt situate la diferite niveluri, se folosesc transmisii cu curele dintate plate.
Reducerea greutății, împreună cu utilizarea formelor aerodinamice favorabile și a motoarelor avansate, permite hovercraft-ului la viteze care depășesc 50 km/h să concureze cu succes nu numai cu navele cu deplasare de mare viteză, ci și cu bărci cu motor și hidrofoile.
Având în vedere calitățile amfibii ale unor astfel de nave, ar trebui mai degrabă să evaluăm critic ideea larg răspândită a acestora ca vehicul nelimitat pentru orice vreme, pentru orice teren și pentru toate anotimpurile. Trebuie reținut că lipsa contactului cu suprafața de susținere, pe lângă avantaje, dă naștere și unor probleme. Devine, de exemplu, dificil de depășit înclinații, pentru a evita deriva laterală și deriva vântului.
Etapele dezvoltării hovercraftului în Rusia
În țara noastră, dezvoltarea hovercraft-ului a trecut prin mai multe etape. Deci, la uzina Krasnoye Sormovo din Gorki, a fost construită pentru prima dată o barcă experimentală cu 5 locuri „Raduga”, cântărind 3,3 tone, cu un motor cu piston de avion cu o putere de 162 kW (220 CP). A avut o formare de duză rigidă a unei perne de aer, viteza sa a atins 110 km/h. Mai târziu, barca a fost echipată cu diverse tipuri de gard flexibil și a demonstrat calități amfibii satisfăcătoare vara și iarna, putea depăși pante de până la 10 ° și traversa câmpuri de bușteni plutitori.
Ceva mai târziu, a fost dezvoltat și testat aeroglisorul Sormovici cu o capacitate de 50 de pasageri. Ca motor a fost folosită o turbină de avion cu o capacitate de 1700 kW (2300 CP). Corpul vasului era din aliaj de aluminiu. Cu o masă de 36,4 tone, mașina a dezvoltat o viteză de 100 km/h. În timpul testelor pentru frânarea de urgență, s-a constatat că accelerația de suprasarcină atunci când motorul principal este oprit la o viteză de 50-70 km/h este de 0,2-0,5 g, ceea ce a făcut posibilă operarea navei la aceste viteze în ape puțin adânci. . La sfârșitul testelor, „Sormovici” a efectuat un transport de probă de pasageri de-a lungul liniei cu o lungime de 274 km. În timpul navigației de iarnă, s-a dovedit posibilitatea deplasării acestuia peste un câmp de gheață de 35-40 cm grosime cu cocoașe separate de 40-50 cm înălțime și un strat de zăpadă de până la jumătate de metru adâncime.
Apoi designerii au revenit la crearea de noi versiuni ale bărcii „Raduga”. A fost construită o navă cu pernă de aer „Raduga-3”, concepută pentru a transporta ceasul forătorilor schimbători în zona zăcământului de petrol și gaze Surgutskoye. Cu un motor diesel de 220 kW (298 CP), 70 km/h, această barcă cu 10 locuri este realizată din aliaj ușor și are o masă de 3,7 tone. ...
Biroul Central de Proiectare „Neptun” a analizat în profunzime toată experiența existentă în crearea vehiculelor cu pernă de aer, bazată pe utilizarea în principal a tehnologiei aviatice. Ca urmare, s-a constatat că, din cauza costului relativ ridicat de construcție și a costurilor mari de exploatare, exploatarea comercială a unor astfel de nave este nerentabilă.
Ținând cont de acești factori, s-au formulat direcțiile principale pentru activități ulterioare: dezvoltarea unui corp sudat, utilizarea unei centrale diesel, utilizarea elicelor cu antrenare simplificată în duze de ghidare prin transmisii cu curele dintate plate. În studiul științific și experimental al proiectelor au fost implicați specialiști ai Institutului Central de Cercetare, care poartă numele academicianului A. N. Krylov.
Hovercraft „Baruri”
Primul care a realizat o mică barcă cu pernă de aer „Baruri”, care și-a găsit imediat aplicare în economia națională, deși soluțiile tehnice de mai sus nu au fost încă implementate pe deplin pe ea. Până în prezent, câteva zeci dintre aceste vehicule cu 8 locuri, echipate cu motoare de aeronave de 176 kW (230 CP), desfășoară serviciul poștal în sistemul Ministerului Comunicațiilor al RSFSR, îndeplinesc funcții de căutare și salvare și sunt, de asemenea, utilizate cu succes. ca nave de patrulare în sistemul Ministerului Afacerilor Interne al URSS. ... Sunt folosite în locuri greu accesibile, inclusiv în lacuri sărate de mică adâncime, zone de stepe aride, bancuri de nisip, zone plutitoare de lemn, atât în condiții de vară, cât și de iarnă. După cum a arătat practica, aceste bărci s-au dovedit a fi mult mai eficiente decât snowmobilele amfibii în serie utilizate anterior. Cu o masă de 2,2 tone, viteza maximă a barelor este de 80 km/h.
Hovercraftul de tip Gepard are o carenă realizată din aliaje de aluminiu ale mărcilor AMg5 și AMg61. Are două elice în duze inelare. Datorită profilării speciale a palelor, viteza de rotație a elicelor a scăzut și nivelul de zgomot în timpul funcționării acestora a scăzut. Pe marginea anterioară a lamelor, din fibră de sticlă armată, se află o bandă de protecție din oțel inoxidabil.
Perna de aer este formată prin alimentarea cu aer de la o suflantă centrifugă, al cărei rotor este echipat cu palete din fibră de sticlă profilate. Cuplul de la motorul de automobile ZMZ-53 cu o capacitate de 88 kW (120 CP) este transmis la compresor folosind arbori cardanici și transmisii cu curea dințată plată. Este posibilă deconectarea transmisiei de la motor, ceea ce facilitează pornirea la temperaturi scăzute. Pentru a menține cursul, precum și pentru a controla trim-ul bărcii, în spatele duzelor inelare sunt instalate cârme aerodinamice verticale și orizontale.
Ruga are un strat termoizolant și este echipată cu sistem de încălzire cu aer. Cu ajutorul blocurilor de flotabilitate situate sub secțiunile articulate, vasul este menținut la plutire atunci când orice compartiment este inundat. Această navă mică cu 4 locuri, cu o greutate de 1,8 tone, dezvoltă o viteză de 60 km/h pe apă și 70 km/h pe o suprafață plană solidă și este folosită de serviciile de salvare, poliția apelor, diferite divizii administrative ale rezervațiilor naturale, servicii poștale, întreprinderi de exploatare forestieră, petrol și gaze și energie, ferme mari de vânătoare din Siberia. Producția în serie a „Ghepardului” a fost stăpânită la șantierul naval Svirskaya.
Hovercraftul de pasageri „Puma” cu 18 locuri este echipat cu două motoare pe benzină ZMZ-53. Una dintre modificările sale este o barcă de resuscitare a ambulanței, care poate servi ca sală de operație plutitoare. Este capabil să ajungă în cele mai îndepărtate și inaccesibile puncte ale bazinelor hidrografice.
Viteza bărcii, în ciuda creșterii masei sale la 5,7 t, a fost 
era la fel cu cel al „Ghepardului”. Fiecare dintre cele două motoare antrenează o suflantă centrifugă dublă și o elice într-o duză inelară. Este posibil să mutați nava când „un motor este în funcțiune. În caz contrar, soluțiile de proiectare sunt aceleași cu cele adoptate anterior pe „Ghepard”.
Versiunea medicală a hovercraftului Puma a fost testată în regiunea Tomsk, unde a parcurs 400 de km pe gheață hummock cu obstacole de până la 0,6 m înălțime, adică egale cu înălțimea gardului flexibil. Versiunea pentru pasageri a bărcii a fost testată pe raftul Mării Caspice de Nord, făcând o tranziție independentă către această zonă de la Volgograd. S-a stabilit că iarna ambarcațiunile amfibii cu pernă de aer necesită puterea motoarelor principale „cu 20-30% mai puțin decât vara la o viteză cu 5-10 km mai mare.
Ultima dezvoltare a Biroului Central de Proiectare „Neptun” a fost hovercraft-ul de tip Irbis, care are următoarele caracteristici: numărul de locuri în versiunea pentru mare împreună cu echipajul 30, în versiunea fluvială 34, greutate 10,7 t, viteza maximă 57 km/h, puterea a două motoare diesel 280 kW (380 CP).
În acest vas, au fost dezvoltate multe soluții de proiectare, care au fost aplicate anterior la crearea Puma. Principala diferență este că Irbis are un motor diesel răcit cu aer în loc de unul pe benzină. Acest lucru a făcut nava mai economică. Problemele de creștere a rezistenței carenei au fost rezolvate temeinic. Ca urmare, este asigurată posibilitatea de mișcare în zonele de coastă cu o înălțime a valurilor de până la 1,25 m.
În timpul testelor navei de plumb, s-au făcut traversări pe rutele Moscova-Leningrad și Moscova-Caspică de Nord (aproximativ 15 mii km). Testele pe mare au avut loc în Golful Finlandei. Totodată, s-au efectuat o serie de măsurători ale stării de stres a structurilor navei în timpul mișcării în valuri. Conform rezultatelor testelor, vasul de tip Irbis este recomandat a fi folosit la temperaturi ambientale de la -30”C la +40°C pe înfundate și repezirii râurilor cu curenți puternici, în desișuri de stuf și mlaștini, gheață și zăpadă- suprafețe acoperite, gheață plutitoare.
Când se compară hovercraft-ul Irbis cu vehiculele amfibii pe șenile GT-T și K-61, precum și cu hovercraft-ul american Husky 2500TD (toate au centrale electrice diesel) în ceea ce privește costurile de combustibil pentru transportul a 1 tonă de marfă la 1 km, a fost dezvăluit avantajul asupra tuturor amfibienilor în modurile de mișcare pe apă. Date comparabile pentru teren (sau mai degrabă, pentru un ecran solid plat) sunt disponibile numai pentru grupul de vehicule cu motoare pe benzină. Din analiza lor rezultă că hovercraftul Puma își păstrează avantajul față de vehiculul amfibiu BAS dacă partea de apă a traseului este de cel puțin 63% din lungimea sa totală.
În prezent, experiența acumulată în proiectarea, construcția și operarea ambarcațiunilor de mare viteză și hovercraftului confirmă capacitatea industriei interne de construcții navale de a furniza economiei naționale o întreagă gamă de astfel de bărci și nave, precum și posibilitatea de a crea în viitor vehicule mai concentrate pe operarea lac-mare și cu o capacitate de pasageri de 100 de persoane sau mai mult.
Scurtă istorie a creării și principiile de bază ale hovercraftului
Aeroglisor- nave, bărci, susținându-se deasupra suprafeței de susținere (sol sau apă) cu ajutorul unei perne de aer create de ventilatoarele navei. Spre deosebire de navele convenționale și vehiculele pe roți, hovercraftul (hovercraftul) nu au contact fizic cu suprafața pe care se deplasează. Și, spre deosebire de vehiculele zburătoare (avioane, ekranoplanes, ekranoplanes), acestea nu se pot ridica deasupra acestei suprafețe la o înălțime care depășește o parte din dimensiunea lor orizontală.
Cu o anumită masă și viteză, un hovercraft necesită de 3-4 ori mai multă putere decât o mașină; pierd aceeași sumă în fața instanțelor ordinare. Cu toate acestea, pentru mișcarea hovercraftului, este necesară de 2-4 ori mai puțină putere decât pentru zborul avioanelor sau elicopterelor.
Utilizarea eficientă a SVP
Hovercraft-urile sunt utilizate în cazurile în care transportul rutier, feroviar și pe apă obișnuit nu poate fi utilizat în mod eficient. Hovercraftul poate transporta echipe de asalt amfibie de la o navă mare de asalt amfibie la țărm cu viteze de până la 60 de noduri (100 km/h).
Spre deosebire de mijloacele convenționale de feribot, SVP poate să nu se oprească în apropierea coastei, ci să meargă mai departe și chiar să depășească o creștere de 5% sau un obstacol până la o treime din înălțimea fustei. Aceste vehicule pot fi folosite în ape puțin adânci, în moloz și ape arctice, în zone deschise.
Ideea de mișcare a hovercraftului
Ideea mișcării pe o pernă de aer a fost formulată pentru prima dată de omul de știință suedez E. Swedenborg (1716). Mai devreme decât în alte țări, tehnica hovercraftului a fost preluată în Austria și Rusia.
Principalele tipuri de hovercraft
Există trei tipuri de SVP:
- cameră;
- nobil;
- și duză cu mai multe rânduri.
În toate schemele, o pernă de aer este creată între aparat și suprafața de susținere folosind motoare puternice cu turboreacție și ventilatoare de înaltă presiune.
Tipul camerei
În cea mai simplă dintre scheme - camera- sub fundul bombat (în camera de repaus), un ventilator instalat central furnizează aer.
Tip duză
În schema duzelor perna este creată de un curent de aer dintr-o duză inelară formată dintr-o fustă și o parte centrală cu fundul plat. O perdea de aer în jurul perimetrului vasului împiedică evacuarea aerului din pernă. Una dintre variantele schemei de duze este o schemă cu o perdea de apă perimetrală, potrivită pentru deplasarea pe suprafața apei.
Duză cu mai multe rânduri
Într-un sistem de duze cu mai multe rânduri, perna este formată din rânduri de duze inelare de recirculare cu diferite niveluri de presiune generată. În ultimele două cazuri, sunt necesare ventilatoare mai puțin puternice pentru a crea perna.
Evoluții individuale
Compania „Ford Motor” și-a propus să creeze un aeroglisor „Levaped”, în care perna de aer este foarte subțire, ca într-un fel de rulment de gaz și se poate deplasa doar pe o suprafață netedă specială, cum ar fi o cale ferată.
Avro Canada dezvoltă un aeroglisor de tip duză, cu ventilatoare atât de puternice încât poate decola și zbura ca un avion cu reacție.
Crearea și controlul tracțiunii
Mișcarea de translație a hovercraftului (HCP) poate fi asigurată de:
- duze orizontale care primesc aer de la ventilatoarele de ridicare;
- prin înclinarea (taierea) vasului în sensul deplasării astfel încât să apară o componentă orizontală a forței de împingere;
- instalarea prizelor de aer ale ventilatoarelor de ridicare in sensul de miscare in asa fel incat atunci cand aerul este aspirat sa apara si forta de tractiune necesara;
- elice convenționale. Uneori, forța motrice este creată de o combinație a acestor tehnici. Cea mai eficientă creare de tracțiune cu ajutorul elicelor, totuși, elicele rotative de pe aeroglisor reprezintă un pericol atât pentru pasageri, cât și pentru echipaj.
Principiul de frânare TDS
Modul de frânare al hovercraftului, precum și virajul fără derapaj lateral, este asigurat prin rotirea fluxului dispozitivelor de tracțiune. Pentru a îmbunătăți stabilitatea direcțională, sunt instalați stabilizatori verticali, ca în aeronave. Ascensorul este controlat de principalii fani ai hovercraftului.
