Быстроходный аквапед

Суда, применяющие для перемещения мускульную силу человека, ни при каких обстоятельствах не относились к разряду скоростных. Исключение составляют разве что гоночные лодки для отвлечённой гребли, являющиеся самые быстроходными из судов-мускулоходов. Благодаря их успешной конфигурации и самоё полному применению мышечной энергии спортсменов, лодки-восьмерки способны на двухкилометровой дистанции развивать скорость до 12 узлов.

Но это отнюдь не свидетельствует, что такая скорость есть пределом возможностей перемещения человека по водной поверхности. В случае если отойти от канонических конструкций гребных судов, предназначенных для официальных соревнований, то появляется возможность создания аппаратов-мускулоходов, развивающих скорость до 20 узлов!

При проектировании скоростных безмоторных судов конструктору приходится решать две главные задачи: создание действенного движителя и изготовление корпуса с минимальным сопротивлением перемещению.

Варианты судов-мускулоходов:

Апедальный катамаран с гребным колесом;

Ббыстроходный педальный катамаран с тянущим гребным винтом и эластичным дейдвудным валом;

Вскоростное педальное проа с поплавком-балансиром;

Гскоростной мускулоход с подводными крыльями и подводным корпусом, не владеющий статической плавучестью;

Даппарат с подводными крыльями и легким поплавковым шасси для финиша и старта.

Предстоящее совершенствование весельного движителя вряд ли может привести к какое количество-нибудь заметному росту его эффективности. Цикличность действия весла, проскальзывание его в воде при гребке, аэродинамическое сопротивление при нерабочем (обратном) ходе, утраты при входе лопасти в воду в начале гребка и при выходе из воды в концевсе это ведет к тому, что коэффициент нужного действия этого движителя образовывает только около 65 процентов.

Компоновка быстроходного аквапеда:

1передний обтекатель;

2передний шпан-гоут (фанера s10);

3ведущая звездочка (от велосипеда);

4опорная рукоятка (лишь слева);

5сиденье;

6задний шпангоут кокпита (фанера s10);

7вал привода рулевого устройства (дюралюминиевая лыжная палка);

8опора вала;

9рычаг привода рулевого устройства;

10перо руля (фанера s8);

11гребной винт переменного шага;

12дейдвуд;

13sхомут фиксации сиденья;

14поворотная рукоятка рулевого устройства (лишь справа);

15мультипликатор (от ручной двухскоростной дрели);

16кронштейн мулытипликатора (сталь, полоса 50×5);

17балка(сталь, труба 30×30);

18корпус (выклейка из эпоксидной смолы и стеклоткани);

19ведомая звездочка (от велосипеда);

20рычаг педального узла;

21каретка;

22тяга привода рулевого устройства (металлическая проволока Ø5).

Заметно громадным кпд владеет гребной винт. Мало кому как мы знаем, что гребным винтом с мускульным приводом еще в начале прошлого века оснащались простые весельные лодки. Преимущества его очевидны: у него отсутствуют цикличность рабочего хода, а так называемый упор лопастей винта при его вращении постоянен.

К тому же при относительно маленькой мощности привода и малой частоте вращения возможно применять низкооборотные гребные винты громадного диаметра с узкими лопастямикоэффициент нужного действия для того чтобы движителя доходит до 90 процентов.

При создании корпуса с малым сопротивлением перемещению необходимо учитывать, что перемещение его на границе двух сред приводит к большому волновому сопротивлению. Избавиться от него возможно, переместив корпус всецело в одну из средпод воду или в атмосферу. В первом случае нужно будет создавать аппарат, складывающийся из движущегося под водой обтекаемого поплавка с гребным винтом и расположенного над ним, в воздушной среде, сиденья с педальным узлом привода.

Во второмсоздавать педальный глиссер либо аппарат на подводных крыльях. Необходимо заявить, что все эти схемы в свое время были реализованы конструкторами, и самые скоростные (с подводными крыльями) мускулоходы развивали скорость до 13 узлов!

Теоретический чертеж корпуса аквапеда

Но, все эти рекордные аквапеды, сконструированные с целью достижения наивысшей скорости, вряд ли когда-нибудь смогут отыскать использование на практике. Дело в том, что они владеют либо неудовлетворительной остойчивостью, либо недостаточным водоизмещением, и для перемещения на таком аппарате требуется особая подготовка. Отечественная же цель пребывала в создании скоростного мускулохода, талантливого стать настоящим водным велосипедом, руководить которым сможет фактически любой человек.

Водоизмещающий корпус аквапеда выполнен предельно удобообтекаемым, с громадным соотношением длины к ширине. Чтобы он оказался легким, целесообразно сделать его способом выклейки на дураке. Сам же дурак несложнее всего изготовить из древесины, гипса и цемента.

Последовательность изготовлении дурака корпуса:

Аустановка шпангоутов;

Бмонтаж древесной обшивки;

Внанесение слоя цементного раствора.

В первую очередь необходимо сделать основание для болванаим может стать участок ровного пола в сарае, а лучшещит из ровных досок: его протяженность 4,5 и ширина 0,7 м. В соответствии с теоретическим чертежом на щите изображается ось симметрии (диаметральная плоскость) корпуса и перпендикулярно ейлинии размещения шпангоутов. Последние выпиливаются из фанеры толщиной 68 мм; на щите они временно закрепляются посредством планок-раскосов.

Потом на каждом из шпангоутов с обеих сторон закрепляются рейкиони будут базой древесной обшивки дурака. Учтите, что располагать рейки направляться так, дабы расстояние от поверхности древесной обшивки до внешнего контура шпангоута составляло не меньше 10 мм. Для обшивки возможно применять каждые обрезки досок, реек либо планок штакетника.

Обшитый дурак доводится до нужной формы посредством цементно-песчаного раствора. Дабы раствор держался на обшивке, в дощечки нужно забить побольше гвоздей, дабы головка каждого выступала над поверхностью на 68 мм. Раствор сперва набрасывается на обшивку мастерком, а после этого разглаживается посредством ровной доски, как это продемонстрировано на рисунке.

Наряду с этим доска обязана опираться на торцы фанерных шпангоутов.

Совсем дурак доводится до нужной формы посредством гипса либо алебастра, и шпаклевки. Завершающая стадия работыошкуривание, покрытие и окрашивание поверхности антиадгезийным покрытием (восковой паркетной мастикой). В качестве разделительного слоя возможно применять кроме этого пищевую упаковочную пленкуона очень узкая и практически прилипает к любой поверхности.

Теоретический чертеж лопасти гребного винта.

Для формовки оболочки корпуса потребуется стекло-рогожа (на два-три начальных слоя), более узкая отделочная стеклоткань для выравнивания поверхности, и связующееэпоксидная либо полиэфирная смола. Выклейку нужно произвести в один прием для того, чтобы любой последующий слой связующего и стеклоткани ложился на еще не до конца отвержденную смолу прошлого слоя. По окончании завершения выклейки к поверхности корпуса нужно прикатать узкую полиэтиленовую пленкуона мешает улетучиванию из пластификатора и эпоксидной смолы отвердителя, что активизирует полимеризацию, а в итоге усиливает долговечность и прочность оболочки.

Через дни по окончании выклейки оболочка снимается дурака, и к ней подгоняются фанерные шпангоуты, образующие кокпит аквапеда, привальный брус, фальшкиля и рейки киля, стрингеров и планширя. Вклеивать их в корпус нужно по окончании педального механизма и изготовления дейдвуда.

Верхняя часть корпуса (обтекатель и палуба) из фанеры толщиной 3 мм; по окончании сборки она оклеивается одним слоем стеклоткани с применением эпоксидной смолы.

При изготовлении корпуса нужно предусмотреть в передней и задней его частях сливные отверстия, заглушенные парой пробокчерез них по окончании каждого плавания нужно сливать попавшую в корпус воду.

Привод гребного винтапедальный, с применением стандартной велосипедной каретки, звездочки и пары шатунов с педалями. Вращающий момент от звездочки передается посредством втулочно-роликовой цепи на мультипликатор от ручной дрели, а потом на дейдвудный вал и гребной винт. Мультипликатор нужно применять от двухскоростной дрелиэто разрешит подобрать оптимальное передаточное число цепной и зубчатой передач от педалей на движитель.

Перед установкой мультипликатора нужно загерметизировать его корпус посредством состава гермесил либо автогерметик, а его полость заполнить трансмиссионным масломэто увеличит долговечность механизма и кпд зубчатой передачи. Полной герметичности наряду с этим, вероятнее, не окажется (масло все равно будет попадать наружу по зазорам в подшипниках скольжения входного и выходного валов), исходя из этого под мультипликатором направляться установить пластиковое корытце для сбора масла.

Каретка педального узла приварена к балке (металлическая труба квадратного сечения), которая, со своей стороны, закреплена на переднем и заднем шпангоутах кокпита. На балке установлено и сиденье аквапедиста. В качестве последнего использован штампованный пластиковый остов маленького офисного кресла, не смотря на то, что, в принципе, такое возможно сделать самостоятельно.

Крепление сиденья к балкес помощью пары хомутов.

Дейдвуд в сборе со втулкой гребного винта:

1дейдвудный вал (сталь, пруток Ø14);

2,10пружинные упорные кольца;

3,9шарикоподшипники № 200;

4фиксатор переднего подшипникового корпуса (винт М5);

5передний подшипниковый корпус (дюралюминий, Ø60);

6дейдвудная труба (дюралюминий, труба 20×2);

7задний подшипниковый корпус (дюралюминий, Ø40);

8фиксатор заднего подшипникового корпуса (винт М5);

11опорный диск фиксирующего устройства (дюралюминий, Ø40);

12кок (дюралюминий, Ø40);

13ступица лопасти (дюралюминий, Ø20; на виде сверху не продемонстрирована);

14нажимной диск фиксирующего устройства (дюралюминий, Ø40); 15штифты Ø5;

Аотверстие под вороток.

Дейдвуд складывается из дюралюминиевой трубы с двумя подшипниковыми узлами на ее концахв них вращается металлической вал. В задней части дейдвуда находится втулка с фиксирующим устройством, разрешающим изменять ход винта (углы установки лопастей) для того, чтобы добиться оптимального кпд гребного винта и большой скорости аквапеда. Втулка складывается из дюралюминиевого кока и двухдискового зажима, которым и фиксируются ступицы винта.

В технологии изготовления фиксирующего устройства имеется одна особенность, которую нужно учесть. Перед разделкой резьбовых отверстий М10 под ступицы гребного винта между дисками зажимается круглая дюралюминиевая пластина толщиной 0,5 мм. По окончании нарезания и сверления резьбы пластина удаляетсягарантированный зазор в 0,5 мм обеспечит надежную фиксацию ступиц во втулке.

При сборке дейдвуда в полость между дейдвудной трубой и дейдвудным валом нужно ввести пара войлочных колец, пропитанных консистентной смазкой циатим. Это не разрешит воде попадать в корпус аквапеда по дейдвудной трубе.

На аквапеде удачнее всего применять гребной винт диаметром 400 мм с узкими лопастями, вырезанными из листового дюралюминия толщиной 4 мм. Такие винты самый действенны при маленькой передаваемой мощности и малой нагрузке на лопасть и имеют кпд более чем 90 процентов! Заготовка сперва изгибается в соответствии с формой вогнутой части лопасти винта и закручивается, по окончании чего выпуклой ее части придается профиль в соответствии с теоретическим чертежом гребного винта.

Готовые лопасти закрепляются на ступицах алюминиевыми заклепками, а при регулировке шага винта устанавливаются строго под одним углом к оси втулки посредством шаблона. Оптимальный ход винта подбирается в пробных заездах.

Игромир

Быстроходный аквапед

Рандомные статьи:

Рулевая рейка: ее устройство и эксплуатация.

Похожие статьи, которые вам понравятся: