«Триумф»: комфорт плюс скорость

«Им не страшны преграды!» — под таким девизом отечественный издание пара лет назад начал публиковать описания конструкций самодельной вездеходной микротехники, сходу привлекшей внимание, а после этого и симпатии читателей. За это время в отечественных постоянных разделах «Публичное КБ «М-К», «Твори, выдумывай, пробуй!», «Конкурс идей» и других мы поведали о многих необыкновенных и уникальных автомобилях: амфибиях и всевозможных снегоходах, многоколесных и гусеничных микроавтомобилях, мотонартах, спортивно-кроссовых машинах «багги», аэросанях.В этом, открывающем год номере мы знакомим с еще одной занимательной разработкой — аэросанями «Успех», созданными конструкторами-любителями из Саратова О. ЯКОВЛЕВЫМ и В. БОКОВЫМ.

Сани, о которых отправится обращение, — вторая модель отечественной совместной постройки. Первая была сделана годом раньше и явилась как бы пробой возможностей и сил. Тот «аппарат» оказался прочный, но тяжелый — из-за кузова, для каркаса которого мы не нашли ничего лучше простых металлических труб O25 ми. По той же причине и скорость, в особенности по целине, получалось развить значительно меньшую, чем хотелось бы.

Как мы знаем, что в случае если грузоподъемность аэросаней задана заблаговременно, то борьба за скорость может идти по трем направлениям: увеличение эффективности силовой установки, понижение собственной массы и уменьшение силы сопротивления перемещению. (Последняя складывается из сопротивления скольжению и аэродинамического сопротивления.) Исходя из этого при изготовлении и проектировании второй модели аэросаней мы старались максимально выполнить два главных условия: сделать машину с минимальной собственной массой и добиться мельчайшего сопротивления перемещению. Все это в расчете на двигатель мощностью 25—28 л. с.

В следствии оказались двухместные сани, выполненные по трехлыжной схеме с передней рулевой лыжей.

Неспециализированная компоновка автомобили — размещение сидений, силового агрегата, других элементов и лыж, определяющих центровку, — выполнена с таким расчетом, дабы обеспечить по возможности равномерное распределение нагрузки на лыжи, снизить центр тяжести и приблизить к почва линию силы тяги винта. Дабы не допустить опрокидывание автомобили, колея задних лыж выбрана большой — 1800 мм.

Цельнометаллический, несущий, однодверный кузов склепан из листового дюралюминия. Его базой помогает сужающаяся по высоте в направлении передка балка. Ее верхняя часть помогает полом, переходящим в спинку заднего сиденья, нижняя образует дне. Силовой комплект содержит 8 стрингеров и 11 шпангоутов.

От шпангоута № 5 стрингеры сдвоены симметрично оси кузова. Для облегчения в них проделаны отверстия, кромки которых для увеличения жесткости отбортованы под углом 45°. Четыре отверстия O110 мм в полу кузова было нужно пробить, дабы подводить клепальный инструмент (помощи) для крепежных работ в труднодоступных местах.

Несущая часть изготовлена из листового дюралюминия марки Д16Т толщиной 1 мм. Для соединений элементов употреблялся гнутый угловой профиль 16X16X1,5 мм из материала АМГ6.

Потому, что передняя и задняя законцовки кузова представляют собой поверхности двойной кривизны, их собирали на заклепках из заблаговременно выкроенных элементов. Каждому предварительно придавалась куполообразная форма. Крыша кроме этого сделана выпуклой, но цельной: кривизна ее поверхности мала. На боковую обшивку отправился дюралюминий толщиной 0,5 мм.

Для увеличения жесткости боковины подкреплены ребрами. «Скелет» обшит снаружи дюралюминием толщиной 1 мм, а изнутри — 0,5 мм. Так же составлены стрингеры и шпангоуты.

Необходимо заметить, что сиденья как таковые отсутствуют. Их заменяют ниши в полу, куда укладываются подушки сидений из поролона, обтянутые кожзаменителем.

У переднего спинка закреплена на кронштейнах, разрешающих ей откидываться вперед для удобства посадки пассажира. Спинки также поролоновые, с обтяжкой из кожзаменителя.

В местах повышенной жесткости кузова приклепаны накладки, к каким привернуты кронштейны крепления труб подвески. Горизонтальная поверхность моторного отсека такт же усилена 3-миллиметровой накладкой из Д16Т.

Рис. 1. Неспециализированный вид аэросаней:

1 — винт, 2 — капот двигателя, 3 — двигатель, 4 — кузов, 5 — бензобак, 6 — дверной замок-ручка, 7 — дверь, 8 — ветровое стекло, 9 — передняя лыжа, 10 — фара, 11 — рулевое колесо, 12 — сиденье, 13 — подвеска передней лыжи, 14 — задние лыжи, 15 — подвеска задних лыж, 16 — ограждение винта с габаритными огнями и шайбами.

Рис. 2. Конструкция кузова:

1 — обшивка, 2 — поперечные перегородки, 3 — продольные перегородки, 4 — бортовые элементы жесткости, 5 — ниши сидений, 6 — пол кабины (сечения увеличены)

Рис. 3. Задняя лыжа (поперечный разрез):

1 — подошва, 2 — подрез, 3 — коробчатый корпус лыжи,4 — шпангоут корпуса, 5 — кронштейн, 6 — палец, 7 — амортизатор, 8 — втулка рычага подвески, 9 — продольная перегородка с усиливающей накладкой.

Рис.

4. подвеска рулевого передней и Механизм управления лыжи:

1 — лыжа (в разрезе), 2 — кронштейн подвески, 3 — резиновый ограничитель, 4 — траверса, 5 — пружина тяги, б — шпангоут кузова, 7 — продольная перегородка кузова, 8 — основание, 9 — рулевой рычаг, 10 — трос, 11 — рулевое колесо, 12 — кронштейн, 13 — рулевой вал, 14 — барабан, 15 — игольчатый подшипник (№ 942—25), 16 — вал, 17 — стакан, 18 — шпангоут кузова, 19 — подшипник (№ 7207), 20 — тяга, 21 — рычаг.

Остекление из органического стекла толщиной 3 мм.

Кузов окрашен двумя слоями эмали МЛ-197, нанесенной на слой грунта ГФ-020. Цвет комбинированный: низ оранжевый, верх светло синий. Вес кузова с остеклением 35 кг.

Винтомоторная установка включает двигатель, винт и редуктор изменяемого шага. Используя редуктор, мы руководствовались тем, что он разрешает более выгодно применять мощность двигателя, смещая частоту вращения винта в область до 2 тыс. об/мин (макс.).

В следствии более большой КПД, чем у меньшего винта, трудящегося на громадных оборотах. Возможность же трансформации углов установки лопастей в ходе перемещения завлекала нас тем, что разрешала изменять тяговое упрочнение впредь до реверса и осуществлять аэродинамическое торможение.

Конструкция механизма и редуктора трансформации шага приведена на рисунке 6. Проектировались они под имеющийся двигатель «аккумуляторная» (25 л. с.).

Исходя из этого позднее, при применении мотора М-63 «Урал» (28 л. с.), для монтажа редуктора было нужно изготовить переходный фланец. С применением двигателя М-63 неспециализированный вес силового агрегата сократился на 10 кг и составил 65 кг.

Редуктор складывается из удлинителя и корпуса. В корпусе смонтирована зубчатая передача, а удлинитель является опорой вала винта. Корпус сварной, стальной. Он образован фланцем и приваренной к нему обечайкой из листовой стали толщиной 2 мм.

В вварены гнезда для подшипников, имеющие ребра жесткости. Корпус кроме этого оребрен. По окончании сварки он был подвергнут для снятия внутренних напряжений термообработке.

Удлинитель изготовлен по такой же технологии. Используемые шестерни цилиндрические, прямозубые; числа зубьев Z1= 32, Z2 = 60, модуль 1,75, ширина венца b = 25. Шестерни подобраны готовые, доработки сведены до минимума. Они посажены на валы на призматических шпонках. Валы изготовлены из стали 30ХГСА. Для облегчения они сделаны полыми, термообработаны до твердости 42… 45 ед., вращаются в радиально-упорных шарикоподшипниках, натяг в которых регулируется подбором толщины компенсаторов.

Крутящий момент от двигателя передается на первичный вал через упругую резиновую муфту. В редуктор заливается 100 мл трансмиссионного масла.

В базу механизма трансформации шага положен принцип, обширно используемый в авиации. Отличие только в приводе: летный в большинстве случаев гидравлический, у нас — механический.

Механизм смонтирован во втулке винта и трудится следующим образом.

Любая лопасть в комлевой части имеет хвостовик, складывающийся из фланца и резьбовой части (М20Х1,5). Хвостовик вворачивается в вал втулки, кроме этого имеющий фланец.

По окончании установки лопасти фланцы стягиваются хомутом. Так, лопасть оказывается жестко связанной с валом втулки, и ее угловое положение будет соответствовать угловому положению вала. Последний приводится во вращение поводком, с которым соединяется через торцевую шпонку.

Поводок приобретает вращение от вилки; она совместно со штоком может двигаться поступательно относительно оси вала винта. Шток через совокупность тяг и рычагов связан с ручкой управления шагом, расположенной справа от водителя. Она имеет 10 фиксированных положении, разрешающих изменять тяговое упрочнение в зависимости от дорожных условий. Двигая «от себя», мы заставляем вилку перемещаться влево (по рисунку); при крайнем ее положении лопасти повернутся на громадный ход.

Беря ручку «на себя», мы переводим лопасти на небольшой ход и потом до реверса; среднее ее положение соответствует нулевой тяге. Номинальный движение штока равен 30 мм, ему соответствует поворот лопасти на 60°. Все подробности механизма изготовлены из стали 30ХГСА. Центробежная сила от лопасти воспринимается упорным подшипником.

Назначение центробежных грузов содержится в следующем. При вращении винта на грузы действует центробежная сила, создающая момент, поворачивающий лопасти в сторону повышения шага. Данный эффект формирует натяг в цепи управления и сокращает упрочнение на ручке.

В качестве грузов использованы металлические шары O25 мм.

На рисунке изображена лопасть, ее основные размеры и геометрия. Порядок изготовления каждой из них таков.

Из миллиметровой фанеры вырезаются 20 полос размером 135X600 мм.

Заготовки склеиваются в пакет эпоксидной смолой в особом приспособлении, которое снабжает пакету заданную крутку (25°) и формирует нужное сжатие. Затем лопасть обрабатывается по выпуклой стороне и контуру профиля; плоская сторона получается готовой уже по окончании склейки. Правильность профиля контролируется шаблонами. После этого лопасть шлифуется, шпаклюется и окрашивается.

Геометрия лопастей, их вес и размеры должны быть строго однообразными. Их параметры выбраны на основании анализа существующих изучения и конструкций литературы.

Скоростные показатели аэросаней во многом определяет ходовая часть, и в первую очередь лыжи. Они должны быть не только прочными и твёрдыми, но и легкими, иметь хорошее скольжение, быть технологичными в изготовлении.

Рис. 5. Схема тросовой проводки рулевого управления:

1 — рулевой рычаг, 2 — блок, 3 — трос, 4 — барабан рулевого вала.

Рис. 6. Механизм трансформации шага винта и редуктор:

1 — корпус втулки винта, 2 — поводок, 3 — крышка втулки, 4 — шарикоподшипник (№ 36101Е3), 5 — стяжной болт, 6 — игольчатый подшипник (№ 942—25), 7 — упорный подшипник (№ 8205), 8 — центробежный груз, 9 — хомут, 10 — хвостовик лопасти, 11 — лопасть, 12 — вал винта, 13 — подшипник (№ 36207), 14 — проставка-удлинитель, 15 — корпус редуктора, 16 — шестерня ведомая (Z =60), 17 — подшипник (№ 36205), 18 — шток привода управления шагом, 19 — переходный фланец, 20 — картер двигателя, 21 — маховик, 22 — корпус муфты, 23 — палец, 24 — резиновая муфта, 25 — первичный вал, 26 — шестерня ведущая (Z = 32), 27 — подшипник (№ 36203), 28 — вилка механизма трансформации шага (сечение А—А и вид В уменьшены).

Отечественные лыжи в полной мере удовлетворяют первым четырем требованиям, не смотря на то, что пара менее технологичны, чем хотелось бы: одних заклепок уходит на каждую около 700 штук. Конструкция каждой лыжи несущая, имеет форму замкнутого короба трапециевидного сечения и образована снизу подошвой, а сверху и с боков гнутой коробчатой обшивкой. В на всей протяженности проходят две продольные перегородки. Все подробности за исключением подошвы и направляющих подрезов сделаны из листового дюралюминия марки Д16Т.

Последовательность сборки. Сперва продольные перегородки склепываются с уголками и усиливающими накладками.

Последние изготовлены из страницы Д16Т толщиной 3 мм, имеют длину 450 мм и находятся в средней части лыжи (в накладках и перегородках для облегчения сделаны отверстия диаметром от 25 до 50 мм). После этого между перегородками вклепываются шпангоуты (6 шт.). Полученный каркас накладывается на подошву и приклепывается к ней совместно с направляющими подрезами.

Материал подошвы — нержавеющая сталь толщиной 0,5 мм. (Листовой полиэтилен как материал для поверхностей скольжения был нами опробован на первых аэросанях, он скоро изнашивался, в особенности при езде по обледенелым дорогам.) Сборка лыжи завершается приклепыванием верхней обшивки по четырем главным швам: двум нижним с подошвой и двум верхним с уголками продольных перегородок. Для клепки верхних швов в коробчатой обшивке проделали последовательность отверстий O85 мм, через них подводили помощь.

По окончании клепки верх лыжи для герметизации оклеили дерматином. Вес передней лыжи составил 5,5 кг, задних, более долгих, — по 6,5 кг.

Обе задние лыжи подвешены на продольно-качающихся рычагах к ферме, образованной тремя трубами, прикрепленными к кузову в трех точках. В рычаги запрессованы текстолитовые втулки, на которых они вращаются относительно пальца. Амортизатор от мотоцикла «Ява» одним финишем крепится к рычагу, вторым — к ферме.

Силовая ферма и рычаги изготовлены из хромансилевых труб. Для рычагов употреблялись трубы эллиптического сечения с большей осью эллипса 45 мм.

Устройство рулевого управления и передней подвески.

Подобно задней, передняя лыжа подвешена на продольно-качающемся рычаге сварной конструкции. С рычагом при помощи тяг связана совокупность из семи пружин растяжения, забранных от задних тормозов автомобиля «Жигули». Движение подвески 100 мм. Для его ограничения помогает резиновый буфер.

Рычаг подвески качается на траверсе, которая вместе с валом может поворачиваться от рулевого привода. Последний складывается из рулевого колеса (автомобильного типа), рулевого вала и тросовой совокупности. Трос совершён следующим образом: в барабане, посаженном на рулевой вал, просверлено диаметральное сквозное отверстие O3 мм.

Через него пропущен трос с таким расчетом, дабы оказались две однообразные по длине ветви. Трос закреплен на барабане фиксатором (на рисунке не продемонстрирован). Любая ветвь делает около барабана два оборота в противоположные стороны, пропускается через блоки и заделывается на рычаге. Степень нажатия троса регулируется особым устройством. Кронштейн крепится к приборному щитку. Рулевое колесо совершает полтора оборота, что соответствует повороту лыжи на 60°.

Из дополнительного оборудования необходимо отметить следующее. Подвесные бензобаки, расположенные по бокам аэросаней, спаяны из оцинкованного железа, имеют внутренние перегородки. Обтекатели из пенопласта. Баки сообщаются между собой бензостойким резиновым шлангом, заливная горловина находится в левом из них.

На приборном щитке смонтированы: указатель скорости, тахометр, сигнальная лампочка и тумблер включения зажигания.

Указатель скорости — авиационного типа, тахометр само-дельный, электронный. Электрооборудование включает батарейную осветительные приборы и систему зажигания (фара, габаритные огни). Двигатель запускается лишь от винта.

Аэросани были изготовлены за 10 месяцев, включая проектирование. Испытывались они по снегу разной твердости и под различной нагрузкой. Кроме того всецело загруженные сани весьма легко идут по укатанному снегу при температуре воздуха и — 5°, и — 15°.

Скорость наряду с этим может быть больше 100 км/ч. По снежной целине скорость достигала 30 км/ч (при перемещении без пассажира). Она определялась по спидометру автомобиля, едущего параллельно по шоссе.

Перемещение по целине, пожалуй, один из самых тяжелых режимов для аэросаней: двигателю приходится трудиться практически на пределе, исходя из этого запас по мощности в 10—12 л. с. легко нужен, Вследствие этого на данный момент мы спроектировали и начали изготавливать звездообразный двухтактный двигатель, предназначенный специально для аэросаней. О нем разговор, быть может, еще в первых рядах, по окончании опробований.

Игромир

«Триумф»: комфорт плюс скорость

Рандомные статьи:

Top 5 Best RUNNING SHOES 2015 / Early 2016

Похожие статьи, которые вам понравятся: