Thủy phi cơ DIY. Thủy phi cơ DIY: công nghệ sản xuất Thủy phi cơ hoạt động như thế nào

16.06.2019

Một mùa đông nọ, khi tôi đang đi dọc bờ sông Daugava, nhìn những chiếc thuyền phủ đầy tuyết, tôi có một ý nghĩ - tạo ra phương tiện đi lại theo mùa, tức là phương tiện lưỡng cư, có thể được sử dụng vào mùa đông.

Sau nhiều suy nghĩ, sự lựa chọn của tôi đã thành công gấp đôi thiết bị đang bật đệm khí . Lúc đầu, tôi không có gì ngoài mong muốn lớn lao là tạo ra một cấu trúc như vậy. Các tài liệu kỹ thuật có sẵn cho tôi đã tóm tắt kinh nghiệm chỉ tạo ra thủy phi cơ lớn, nhưng tôi không thể tìm thấy bất kỳ dữ liệu nào về các thiết bị nhỏ cho mục đích giải trí và thể thao, đặc biệt là vì ngành công nghiệp của chúng tôi không sản xuất thủy phi cơ như vậy. Vì vậy, người ta chỉ có thể hy vọng sức mạnh riêng và kinh nghiệm (thuyền đổ bộ của tôi dựa trên thuyền máy Yantar đã từng được báo cáo ở KYA; xem số 61).

Dự đoán rằng trong tương lai tôi có thể có người theo dõi và nếu kết quả khả quan, ngành công nghiệp cũng có thể quan tâm đến thiết bị của tôi, tôi quyết định thiết kế nó trên cơ sở động cơ hai thì được phát triển tốt và có sẵn trên thị trường.

Về nguyên tắc, thủy phi cơ chịu ít áp lực hơn đáng kể so với thân thuyền bào truyền thống; điều này cho phép thiết kế của nó được làm nhẹ hơn. Đồng thời, một yêu cầu bổ sung xuất hiện: thân thiết bị phải có lực cản khí động học thấp. Điều này phải được tính đến khi phát triển một bản vẽ lý thuyết.

Dữ liệu cơ bản của thủy phi cơ đổ bộ
Chiều dài, m	3,70
Chiều rộng, m	1,80
Chiều cao bên, m	0,60
Chiều cao đệm khí, m	0,30
Công suất thiết bị nâng, l. Với.	12
Công suất đơn vị lực kéo, l. Với.	25
Khả năng chịu tải, kg	150
Tổng trọng lượng, kg	120
Tốc độ, km/h	60
Tiêu thụ nhiên liệu, l/h	15
Dung tích bình xăng, l	30

1 - vô lăng; 2 - bảng điều khiển; 3 - ghế dọc; 4 - quạt nâng; 5 - vỏ quạt; 6 - quạt kéo; 7 - puly trục quạt; 8 - ròng rọc động cơ; 9 - động cơ kéo; 10 - bộ giảm thanh; 11 - cánh điều khiển; 12 - trục quạt; 13 - ổ trục trục quạt; 14 - kính chắn gió; 15 - hàng rào linh hoạt; 16 - quạt kéo; 17 - vỏ quạt kéo; 18 - động cơ nâng; 19 - bộ giảm âm động cơ nâng;
20 - khởi động điện; 21 - pin; 22 - bình xăng.

Tôi đã làm bộ body kit từ những thanh gỗ vân sam có tiết diện 50x30 và phủ nó bằng ván ép 4 mm bằng keo epoxy. Tôi không che nó bằng sợi thủy tinh vì sợ làm tăng trọng lượng của thiết bị. Để đảm bảo khả năng không bị chìm, hai vách ngăn chống thấm nước đã được lắp đặt ở mỗi ngăn bên và các ngăn này cũng được lấp đầy bằng nhựa xốp.

Sơ đồ nhà máy điện hai động cơ đã được chọn, tức là một trong các động cơ có tác dụng nâng thiết bị lên, tạo ra áp suất dư thừa (đệm không khí) dưới đáy của nó, và động cơ thứ hai cung cấp chuyển động - tạo ra lực đẩy ngang. Dựa trên tính toán, động cơ nâng phải có công suất 10-15 mã lực. Với. Dựa trên dữ liệu cơ bản, động cơ của xe tay ga Tula-200 hóa ra là phù hợp nhất, nhưng vì cả dây buộc và vòng bi đều không làm thỏa mãn nó vì lý do thiết kế nên nó phải được đúc từ hợp kim nhôm cacte mới. Động cơ này dẫn động một chiếc quạt 6 cánh có đường kính 600 mm. Tổng trọng lượng của bộ trợ lực nâng cùng với dây buộc và bộ khởi động điện là khoảng 30 kg.

Một trong những công đoạn khó khăn nhất là sản xuất váy - một lớp đệm mềm dẻo, nhanh chóng bị mòn trong quá trình sử dụng. Đã sử dụng loại vải bạt có bán trên thị trường với chiều rộng 0,75 m, do cấu hình phức tạp của các mối nối nên cần khoảng 14 m vải như vậy. Dải được cắt thành các mảnh bằng chiều dài của cạnh, có tính đến hình dạng khá phức tạp của các khớp. Sau khi tạo được hình dạng mong muốn, các mối nối được khâu lại. Các mép vải được gắn vào thân thiết bị bằng dải duralumin 2x20. Để tăng khả năng chống mài mòn, tôi đã tẩm hàng rào linh hoạt đã lắp đặt bằng keo cao su, sau đó tôi đã thêm bột nhôm để mang lại vẻ trang nhã cho nó. Công nghệ này giúp khôi phục hàng rào linh hoạt trong trường hợp xảy ra tai nạn và khi nó bị mòn, tương tự như việc kéo dài gai lốp ô tô. Cần phải nhấn mạnh rằng việc sản xuất hàng rào linh hoạt không chỉ tốn nhiều thời gian mà còn đòi hỏi sự cẩn thận và kiên nhẫn đặc biệt.

Thân tàu đã được lắp ráp và hàng rào linh hoạt được lắp đặt với sống tàu hướng lên. Sau đó, thân tàu được cán ra và một bộ trợ lực nâng được lắp vào trục có kích thước 800x800. Hệ thống kiểm soát lắp đặt đã được lắp đặt và bây giờ thời điểm quan trọng nhất đã đến; đang thử nghiệm nó. Liệu các tính toán có hợp lý không, liệu một động cơ có công suất tương đối thấp có nâng được một thiết bị như vậy không?

Ở tốc độ động cơ trung bình, con lưỡng cư bay lên cùng tôi và bay lơ lửng ở độ cao khoảng 30 cm so với mặt đất. Lực nâng dự trữ hóa ra khá đủ để động cơ đã làm nóng có thể nâng được cả bốn người ở tốc độ tối đa. Ngay trong những phút đầu tiên của những thử nghiệm này, các tính năng của thiết bị đã bắt đầu lộ rõ. Sau khi căn chỉnh thích hợp, nó di chuyển tự do trên đệm khí theo bất kỳ hướng nào, ngay cả với một lực tác dụng nhỏ. Dường như anh ta đang nổi trên mặt nước.

Thành công của thử nghiệm đầu tiên về hệ thống nâng và toàn bộ thân tàu đã mang lại cho tôi nguồn cảm hứng. Sau khi cố định kính chắn gió, tôi bắt đầu lắp bộ phận trợ lực kéo. Lúc đầu, có vẻ nên tận dụng kinh nghiệm sâu rộng trong việc chế tạo và vận hành xe trượt tuyết và lắp đặt động cơ có cánh quạt tương đối. đường kính lớn trên boong phía sau. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng với phiên bản “cổ điển” như vậy, trọng tâm của một thiết bị nhỏ như vậy sẽ tăng lên đáng kể, điều này chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất lái xe và quan trọng nhất là sự an toàn. Vì vậy, tôi quyết định sử dụng hai động cơ kéo, hoàn toàn giống với động cơ nâng và lắp chúng ở đuôi tàu lưỡng cư, nhưng không phải trên boong mà dọc theo hai bên. Sau khi tôi chế tạo và lắp đặt bộ truyền động điều khiển kiểu xe máy cũng như lắp đặt các cánh quạt kéo có đường kính tương đối nhỏ (“quạt”), phiên bản đầu tiên của thủy phi cơ đã sẵn sàng để thử nghiệm trên biển.

Để vận chuyển động vật lưỡng cư phía sau chiếc xe Zhiguli, một chiếc xe kéo đặc biệt đã được chế tạo và vào mùa hè năm 1978, tôi đã chất thiết bị của mình lên đó và chuyển nó đến một đồng cỏ gần hồ gần Riga. Giây phút thú vị đã đến. Được vây quanh bởi bạn bè và những người tò mò, tôi ngồi vào ghế lái, nổ máy và chiếc thuyền mới của tôi lơ lửng trên đồng cỏ. Khởi động cả hai động cơ kéo. Khi số vòng quay của chúng tăng lên, loài lưỡng cư bắt đầu di chuyển trên đồng cỏ. Và rồi rõ ràng là kinh nghiệm lái ô tô và thuyền máy nhiều năm rõ ràng là chưa đủ. Tất cả các kỹ năng trước đây không còn phù hợp nữa. Cần phải nắm vững các phương pháp điều khiển thủy phi cơ, loại tàu có thể quay vô thời hạn ở một chỗ, giống như một con quay. Khi tốc độ tăng lên, bán kính quay vòng cũng tăng lên. Bất kỳ sự bất thường nào trên bề mặt đều khiến thiết bị quay.

Sau khi thành thạo cách điều khiển, tôi hướng con lưỡng cư dọc theo bờ dốc thoai thoải về phía mặt hồ. Khi ở trên mặt nước, thiết bị ngay lập tức bắt đầu giảm tốc độ. Các động cơ kéo bắt đầu ngừng hoạt động từng cái một, tràn ngập tia nước thoát ra từ bên dưới lớp vỏ đệm khí linh hoạt. Khi đi qua những khu vực cây cối um tùm trong hồ, những chiếc quạt hút vào đám lau sậy, mép cánh quạt bị bạc màu. Khi tôi tắt động cơ và quyết định cất cánh khỏi mặt nước, không có gì xảy ra: thiết bị của tôi không bao giờ có thể thoát ra khỏi “lỗ” do chiếc gối tạo thành.

Nói chung, đó là một thất bại. Tuy nhiên, thất bại đầu tiên không ngăn cản được tôi. Tôi đi đến kết luận rằng khi đặc điểm hiện có sức mạnh của hệ thống lực kéo không đủ cho thủy phi cơ của tôi; đó là lý do tại sao anh ta không thể tiến về phía trước khi xuất phát từ mặt hồ.

Vào mùa đông năm 1979, tôi đã thiết kế lại hoàn toàn loài lưỡng cư, giảm chiều dài cơ thể của nó xuống còn 3,70 m và chiều rộng xuống 1,80 m, đồng thời thiết kế một bộ phận kéo hoàn toàn mới, được bảo vệ hoàn toàn khỏi nước bắn và tiếp xúc với cỏ và sậy. Để đơn giản hóa việc điều khiển lắp đặt và giảm trọng lượng của nó, một động cơ kéo được sử dụng thay vì hai. Đầu nguồn của động cơ phía ngoài Vikhr-M 25 mã lực với hệ thống làm mát được thiết kế lại hoàn toàn đã được sử dụng. Hệ thống làm mát khép kín 1,5 lít chứa đầy chất chống đông. Mô-men xoắn của động cơ được truyền đến trục “chân vịt” của quạt nằm ngang thiết bị bằng hai dây đai chữ V. Quạt sáu cánh đẩy không khí vào buồng, từ đó nó thoát ra (đồng thời làm mát động cơ) phía sau đuôi tàu thông qua một vòi vuông được trang bị các cánh điều khiển. Từ quan điểm khí động học, hệ thống lực kéo như vậy rõ ràng không hoàn hảo lắm, nhưng nó khá đáng tin cậy, nhỏ gọn và tạo ra lực đẩy khoảng 30 kgf, hóa ra là khá đủ.

Vào giữa mùa hè năm 1979, thiết bị của tôi lại được chuyển đến đồng cỏ đó. Sau khi thành thạo việc điều khiển, tôi hướng nó về phía hồ. Lần này, khi đã ở trên mặt nước, anh ta tiếp tục di chuyển mà không giảm tốc độ, như thể đang ở trên mặt băng. Dễ dàng, không gặp trở ngại, vượt qua vùng nông và lau sậy; Cảm giác đặc biệt thú vị khi di chuyển qua những khu vực cây cối um tùm của hồ, thậm chí không còn một dấu vết sương mù nào. Trên đoạn đường thẳng, một trong những chủ xe sở hữu động cơ Vikhr-M đã đi song song nhưng nhanh chóng bị tụt lại phía sau.

Thiết bị được mô tả đã gây ra sự ngạc nhiên đặc biệt cho những người đam mê câu cá trên băng khi tôi tiếp tục thử nghiệm loài lưỡng cư vào mùa đông trên băng, nơi được bao phủ bởi một lớp tuyết dày khoảng 30 cm. Đó thực sự là một vùng đất rộng lớn trên băng! Tốc độ có thể được tăng lên đến mức tối đa. Tôi không đo chính xác nhưng kinh nghiệm của người lái xe cho phép tôi nói rằng nó đã đạt tới tốc độ 100 km/h. Đồng thời, con lưỡng cư tự do vượt qua những vết sâu do súng máy để lại.

Một bộ phim ngắn được quay và chiếu tại trường quay truyền hình Riga, sau đó tôi bắt đầu nhận được nhiều yêu cầu từ những người muốn chế tạo một chiếc xe lội nước như vậy.

Đặc tính tốc độ cao và khả năng đổ bộ của thủy phi cơ, cũng như sự đơn giản so sánh trong thiết kế của chúng, thu hút sự chú ý của các nhà thiết kế nghiệp dư. Trong những năm gần đây, nhiều WUA nhỏ đã xuất hiện, được xây dựng độc lập và sử dụng cho các hoạt động thể thao, du lịch hoặc công tác.

Ở một số quốc gia, chẳng hạn như ở Anh, Mỹ và Canada, việc sản xuất công nghiệp hàng loạt các WUA nhỏ đã được thiết lập; Chúng tôi cung cấp các thiết bị hoặc bộ phụ tùng làm sẵn để tự lắp ráp.

Một AVP thể thao điển hình có thiết kế nhỏ gọn, đơn giản, có hệ thống nâng và chuyển động độc lập với nhau và có thể dễ dàng di chuyển cả trên mặt đất và trên mặt nước. Đây chủ yếu là những phương tiện một chỗ ngồi với động cơ mô tô chế hòa khí hoặc động cơ ô tô nhẹ làm mát bằng không khí.

WUA du lịch có thiết kế phức tạp hơn. Chúng thường có hai hoặc bốn chỗ ngồi, được thiết kế cho những chuyến đi tương đối dài và theo đó, có giá để hành lý, bình xăng dung tích lớn và các thiết bị bảo vệ hành khách khỏi thời tiết xấu.

Vì mục đích kinh tế, các bệ nhỏ được sử dụng, thích hợp để vận chuyển chủ yếu hàng nông sản trên địa hình gồ ghề và đầm lầy.

Các đặc điểm chính

AVP nghiệp dư được đặc trưng bởi kích thước chính, khối lượng, đường kính của bộ tăng áp và cánh quạt cũng như khoảng cách từ tâm khối của AVP đến tâm lực cản khí động học của nó.

Trong bảng 1 so sánh dữ liệu kỹ thuật quan trọng nhất của các AVP nghiệp dư phổ biến nhất ở Anh. Bảng cho phép bạn điều hướng một loạt các giá trị của các tham số riêng lẻ và sử dụng chúng cho phân tích so sánh với các dự án của riêng bạn.

WUA nhẹ nhất nặng khoảng 100 kg, nặng nhất - hơn 1000 kg. Đương nhiên, khối lượng của thiết bị càng nhỏ thì càng cần ít công suất động cơ để di chuyển thiết bị hoặc có thể đạt được hiệu suất cao hơn với cùng mức tiêu thụ điện năng.

Dưới đây là những số liệu tiêu biểu nhất về khối lượng của các bộ phận riêng lẻ tạo nên tổng khối lượng của một động cơ AVP nghiệp dư: bộ chế hòa khí có làm mát bằng không khí- 20-70kg; máy thổi hướng trục. (máy bơm) - 15 kg, máy bơm ly tâm- 20kg; cánh quạt - 6-8 kg; khung động cơ - 5-8 kg; truyền - 5-8 kg; vòi phun vòng cánh quạt - 3-5 kg; điều khiển - 5-7 kg; cơ thể - 50-80 kg; bình nhiên liệu và đường dẫn khí - 5-8 kg; ghế - 5 kg.

Tổng sức chở được xác định bằng tính toán tùy thuộc vào số lượng hành khách, lượng hàng hóa vận chuyển nhất định, lượng nhiên liệu và dầu dự trữ cần thiết để đảm bảo cự ly bay theo yêu cầu.

Song song với việc tính toán khối lượng của AVP, cần phải tính toán chính xác vị trí của trọng tâm, vì hiệu suất truyền động, độ ổn định và khả năng điều khiển của thiết bị phụ thuộc vào điều này. Điều kiện chính là tổng lực hỗ trợ đệm khí đi qua trọng tâm chung (CG) của thiết bị. Cần lưu ý rằng tất cả các khối lượng thay đổi giá trị trong quá trình vận hành (như nhiên liệu, hành khách, hàng hóa) phải được đặt gần CG của thiết bị để không gây ra chuyển động của thiết bị.

Trọng tâm của thiết bị được xác định bằng tính toán theo bản vẽ hình chiếu các cạnh của thiết bị, trong đó vẽ trọng tâm của các đơn vị riêng lẻ, các bộ phận kết cấu của hành khách và hàng hóa (Hình 1). Biết khối lượng G i và tọa độ (so với trục tọa độ) x i và y i của trọng tâm của chúng, ta có thể xác định vị trí CG của toàn bộ thiết bị bằng các công thức:

AVP nghiệp dư được thiết kế phải đáp ứng các yêu cầu vận hành, thiết kế và công nghệ nhất định. Cơ sở để thiết kế và xây dựng một loại WUA mới trước hết là dữ liệu ban đầu và Thông số kỹ thuật, xác định loại thiết bị, mục đích của nó, tổng trọng lượng, khả năng chuyên chở, kích thước, loại nhà máy điện chính, đặc điểm truyền động và các tính năng cụ thể.

WUA du lịch và thể thao, cũng như các loại WUA nghiệp dư khác, được yêu cầu phải dễ sản xuất, sử dụng các vật liệu và lắp ráp sẵn có trong thiết kế cũng như hoàn toàn an toàn khi vận hành.

Nói về đặc điểm lái xe, chúng có nghĩa là độ cao lơ lửng của AVP và khả năng vượt qua các chướng ngại vật liên quan đến chất lượng này, tốc độ tối đa và phản ứng ga, cũng như khoảng cách phanh, độ ổn định, khả năng kiểm soát và phạm vi.

Trong thiết kế AVP, hình dạng của phần thân đóng vai trò cơ bản (Hình 2), đó là sự dung hòa giữa:

a) đường viền tròn, được đặc trưng bởi các thông số tốt nhất của đệm khí tại thời điểm lơ lửng tại chỗ;
b) các đường viền hình giọt nước, được ưu tiên xét trên quan điểm giảm lực cản khí động học khi di chuyển;
c) hình dạng thân tàu nhọn ở mũi (“hình mỏ”), tối ưu về mặt thủy động lực khi di chuyển dọc theo mặt nước gồ ghề;
d) hình thức tối ưu cho mục đích hoạt động.

Tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của thân tàu AVP nghiệp dư dao động trong khoảng L:B=1,5 2,0.

Sử dụng số liệu thống kê về các thiết kế hiện có phù hợp với thiết kế mới loại đã tạo AVP, người thiết kế phải cài đặt:

khối lượng của thiết bị G, kg;
diện tích đệm khí S, m2;
chiều dài, chiều rộng và đường nét của thân trong mặt bằng;
hệ thống nâng công suất động cơ N v.p. , kW;
công suất động cơ kéo N động cơ, kW.

Những dữ liệu này cho phép bạn tính toán các chỉ số cụ thể:

áp suất trong đệm khí P v.p. = G:S;
công suất riêng của hệ thống nâng q v.p. =G:N ch. .
công suất riêng của động cơ kéo q dv = G:N dv, đồng thời bắt đầu phát triển cấu hình AVP.

Nguyên lý tạo đệm khí, tăng áp

Thông thường, khi xây dựng AVP nghiệp dư, hai phương án tạo thành đệm khí được sử dụng: buồng và vòi phun.

Trong thiết kế buồng, thường được sử dụng nhiều nhất trong các thiết kế đơn giản, tốc độ dòng thể tích của không khí đi qua đường dẫn khí của thiết bị bằng tốc độ dòng thể tích của bộ tăng áp

Ở đâu:
F là diện tích chu vi của khoảng cách giữa bề mặt hỗ trợ và cạnh dưới của thân thiết bị, qua đó không khí thoát ra từ bên dưới thiết bị, m2; nó có thể được định nghĩa là tích của chu vi của hàng rào đệm không khí P và khoảng cách giữa hàng rào và bề mặt đỡ; thông thường h2 = 0,7 0,8h, trong đó h là chiều cao lơ lửng của thiết bị, m;

υ - tốc độ dòng không khí từ phía dưới thiết bị; với độ chính xác đủ, nó có thể được tính bằng công thức:

ở đâu R v.p. - áp suất trong đệm không khí, Pa; g - gia tốc rơi tự do, m/s 2 ; y - mật độ không khí, kg/m3.

Công suất cần thiết để tạo ra đệm không khí trong mạch buồng được xác định theo công thức gần đúng:

ở đâu R v.p. - áp suất phía sau bộ tăng áp (trong bộ thu), Pa; ηn - hệ số hành động hữu ích bộ tăng áp.

Áp suất đệm khí và luồng không khí là các thông số chính của đệm khí. Giá trị của chúng phụ thuộc chủ yếu vào kích thước của thiết bị, tức là vào khối lượng và bề mặt chịu lực, vào độ cao bay lơ lửng, tốc độ di chuyển, phương pháp tạo đệm không khí và lực cản trong đường dẫn khí.

Thủy phi cơ tiết kiệm nhất là loại có kích thước lớn hoặc bề mặt chịu lực lớn, trong đó áp suất tối thiểu trên đệm cho phép người ta đạt được khả năng chịu tải đủ lớn. Tuy nhiên, việc chế tạo độc lập một bộ máy cỡ lớn gắn liền với những khó khăn trong vận chuyển và bảo quản, đồng thời còn bị hạn chế bởi khả năng tài chính của người thiết kế nghiệp dư. Khi giảm kích thước của AVP, áp suất trong đệm khí phải tăng đáng kể và do đó, mức tiêu thụ điện năng tăng lên.

Ngược lại, các hiện tượng tiêu cực phụ thuộc vào áp suất trong đệm khí và tốc độ luồng không khí từ bên dưới thiết bị: bắn tung tóe khi di chuyển trên mặt nước và bụi khi di chuyển trên bề mặt cát hoặc tuyết rơi.

Rõ ràng, theo một nghĩa nào đó, một thiết kế WUA thành công là sự thỏa hiệp giữa những phụ thuộc trái ngược nhau được mô tả ở trên.

Để giảm mức tiêu thụ điện năng cho luồng không khí đi qua kênh không khí từ bộ tăng áp vào khoang đệm, nó phải có lực cản khí động học tối thiểu (Hình 3). Tổn thất điện năng không thể tránh khỏi khi không khí đi qua các kênh của đường dẫn khí có hai loại: tổn thất do chuyển động của không khí trong các kênh thẳng có tiết diện không đổi và tổn thất cục bộ trong quá trình giãn nở và uốn cong các kênh.

Trong đường dẫn khí của các AVP nghiệp dư nhỏ, tổn thất do chuyển động của các luồng không khí dọc theo các kênh thẳng có tiết diện không đổi là tương đối nhỏ do chiều dài không đáng kể của các kênh này cũng như việc xử lý kỹ lưỡng bề mặt của chúng. Những tổn thất này có thể được ước tính bằng công thức:

trong đó: λ - hệ số tổn thất áp suất trên mỗi chiều dài kênh, được tính theo biểu đồ trên Hình 2. 4, tùy theo số Reynolds Re=(υ·d):v, υ - tốc độ không khí đi qua trong kênh, m/s; l - chiều dài kênh, m; d là đường kính của kênh, m (nếu kênh có mặt cắt ngang không phải hình tròn thì d là đường kính của kênh hình trụ tương đương về diện tích mặt cắt ngang); v là hệ số độ nhớt động học của không khí, m 2/s.

Tổn thất điện năng cục bộ liên quan đến việc tăng hoặc giảm mạnh mặt cắt ngang của các kênh và những thay đổi đáng kể về hướng của luồng không khí, cũng như tổn thất do hút không khí vào bộ tăng áp, vòi phun và bánh lái tạo thành chi phí chính cho công suất của bộ tăng áp.

Ở đây ζ m là hệ số tổn thất cục bộ, tùy thuộc vào số Reynolds, được xác định bởi các thông số hình học của nguồn tổn thất và tốc độ truyền không khí (Hình 5-8).

Bộ tăng áp trong AVP phải tạo ra một áp suất không khí nhất định trong đệm khí, có tính đến mức tiêu thụ điện năng để khắc phục lực cản của các kênh đối với luồng không khí. Trong một số trường hợp, một phần luồng không khí cũng được sử dụng để tạo ra lực đẩy ngang của thiết bị nhằm tạo ra chuyển động.

Tổng áp suất do bộ tăng áp tạo ra là tổng áp suất tĩnh và động:

Tùy thuộc vào loại AVP, diện tích đệm khí, chiều cao nâng của thiết bị và mức độ tổn thất mà các thành phần p sυ và p dυ khác nhau. Điều này quyết định việc lựa chọn loại và hiệu suất của bộ tăng áp.

Trong mạch đệm không khí trong buồng, áp suất tĩnh p sυ cần thiết để tạo ra lực nâng có thể tương đương với áp suất tĩnh phía sau bộ tăng áp, công suất của áp suất này được xác định theo công thức nêu trên.

Khi tính toán công suất cần thiết của bộ tăng áp AVP có vỏ đệm khí linh hoạt (thiết kế vòi phun), có thể tính áp suất tĩnh phía sau bộ tăng áp bằng công thức gần đúng:

ở đâu: R v.p. - áp suất trong đệm không khí dưới đáy thiết bị, kg/m2; kp là hệ số giảm áp giữa đệm khí và các kênh (bộ thu), bằng k p =P p:P v.p. (P p - áp suất trong các kênh không khí phía sau bộ tăng áp). Giá trị k p dao động từ 1,25 1,5.

Lưu lượng không khí thể tích của bộ tăng áp có thể được tính bằng công thức:

Việc điều chỉnh hiệu suất (tốc độ dòng chảy) của bộ tăng áp AVP được thực hiện thường xuyên nhất - bằng cách thay đổi tốc độ quay hoặc (ít thường xuyên hơn) bằng cách điều tiết luồng không khí trong các kênh bằng bộ giảm chấn quay đặt trong chúng.

Sau khi tính toán công suất cần thiết bộ tăng áp, bạn cần tìm động cơ cho nó; Thông thường, những người có sở thích sử dụng động cơ xe máy nếu cần công suất lên tới 22 kW. Trong trường hợp này, 0,7-0,8 công suất động cơ tối đa ghi trong hộ chiếu xe máy được lấy làm công suất tính toán. Cần phải cung cấp khả năng làm mát động cơ chuyên sâu và làm sạch kỹ lưỡng không khí đi vào qua bộ chế hòa khí. Điều quan trọng nữa là phải có một bộ phận có trọng lượng tối thiểu, bao gồm trọng lượng của động cơ, bộ truyền động giữa bộ siêu nạp và động cơ, cũng như trọng lượng của chính bộ siêu nạp.

Tùy thuộc vào loại AVP, động cơ có dung tích dịch chuyển từ 50 đến 750 cm 3 được sử dụng.

Trong các AVP nghiệp dư, chúng được sử dụng trong bằng nhau cả bộ tăng áp hướng trục và ly tâm. Máy thổi hướng trục được thiết kế cho các kết cấu nhỏ và đơn giản, máy thổi ly tâm được thiết kế cho máy bơm không khí có áp suất đáng kể trong đệm khí.

Máy thổi hướng trục thường có bốn cánh trở lên (Hình 9). Chúng thường được làm bằng gỗ (máy thổi bốn cánh) hoặc kim loại (máy thổi nhiều cánh). Nếu chúng được làm bằng hợp kim nhôm thì rôto có thể được đúc và hàn; bạn có thể làm cho chúng một cấu trúc hàn từ tấm thép. Phạm vi áp suất được tạo ra bởi bộ tăng áp bốn cánh hướng trục là 600-800 Pa (khoảng 1000 Pa với số lượng cánh lớn); Hiệu suất của các bộ tăng áp này đạt tới 90%.

Máy thổi ly tâm được làm bằng kim loại hàn hoặc đúc từ sợi thủy tinh. Các lưỡi dao được làm uốn cong từ một tấm mỏng hoặc có tiết diện định hình. Máy thổi ly tâm tạo áp suất lên tới 3000 Pa, hiệu suất đạt 83%.

Lựa chọn tổ hợp lực kéo

Động cơ đẩy tạo lực đẩy ngang có thể được chia chủ yếu thành ba loại: không khí, nước và bánh xe (Hình 10).

Động cơ đẩy bằng không khí có nghĩa là cánh quạt kiểu máy bay có hoặc không có vòng vòi phun, bộ tăng áp hướng trục hoặc ly tâm, cũng như bộ phận đẩy thở bằng không khí. Trong các thiết kế đơn giản nhất, lực đẩy ngang đôi khi có thể được tạo ra bằng cách nghiêng AVP và sử dụng thành phần lực nằm ngang của luồng không khí chảy từ đệm khí. Thiết bị đẩy không khí thuận tiện cho các phương tiện lội nước không tiếp xúc với bề mặt đỡ.

Nếu như Chúng ta đang nói về về WUA chỉ di chuyển trên mặt nước thì có thể áp dụng vít chân vịt hoặc động cơ đẩy bằng tia nước. So với động cơ không khí, những động cơ đẩy này có thể đạt được lực đẩy lớn hơn đáng kể cho mỗi kilowatt điện năng tiêu thụ.

Giá trị gần đúng của lực đẩy được tạo ra bởi các động cơ đẩy khác nhau có thể được ước tính từ dữ liệu trong Hình 2. mười một.

Khi lựa chọn các phần tử chân vịt, cần tính đến tất cả các loại lực cản phát sinh trong quá trình chuyển động của chân vịt. Lực cản khí động học được tính bằng công thức

Khả năng chống nước do hình thành sóng khi WUA di chuyển trong nước có thể được tính bằng công thức

Ở đâu:

V - tốc độ di chuyển của WUA, m/s; G là khối lượng của AVP, kg; L là chiều dài của đệm hơi, m; ρ là mật độ của nước, kg s 2 /m 4 (ở nhiệt độ nước biển +4°C là 104, nước sông là 102);

C x là hệ số cản khí động học, phụ thuộc vào hình dạng của xe; được xác định bằng cách loại bỏ các mô hình AVP trong hầm gió. Xấp xỉ ta có thể lấy C x = 0,3 0,5;

S là diện tích mặt cắt ngang của WUA - hình chiếu của nó lên mặt phẳng vuông góc với hướng chuyển động, m 2 ;

E là hệ số cản sóng, phụ thuộc vào tốc độ của cánh máy bay (số Fr=V:√ g·L) và tỷ lệ kích thước của đệm không khí L:B (Hình 12).

Như một ví dụ trong bảng. Hình 2 trình bày cách tính điện trở phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của một thiết bị có chiều dài L = 2,83 m và B = 1,41 m.

Biết được lực cản chuyển động của thiết bị, có thể tính được công suất động cơ cần thiết để đảm bảo chuyển động của thiết bị ở một tốc độ nhất định (tại trong ví dụ này 120 km/h), lấy hiệu suất chân vịt ηp bằng 0,6 và hiệu suất truyền động từ động cơ tới chân vịt ηp = 0,9:
Cánh quạt hai cánh thường được sử dụng làm thiết bị đẩy không khí cho các AVP nghiệp dư (Hình 13).

Khoảng trống cho vít như vậy có thể được dán lại với nhau từ các tấm gỗ dán, tro hoặc gỗ thông. Các cạnh cũng như các đầu của cánh quạt, nơi tiếp xúc với tác động cơ học của các hạt rắn hoặc cát bị hút vào cùng với luồng không khí, được bảo vệ bởi một khung làm bằng đồng thau.

Cánh quạt bốn cánh cũng được sử dụng. Số lượng cánh quạt phụ thuộc vào điều kiện vận hành và mục đích của cánh quạt - để phát triển tốc độ cao hoặc tạo lực kéo đáng kể tại thời điểm phóng. Một cánh quạt hai cánh có cánh rộng cũng có thể cung cấp đủ lực kéo. Theo quy luật, lực đẩy sẽ tăng lên nếu cánh quạt hoạt động trong vòng vòi phun định hình.

Cánh quạt hoàn thiện phải được cân bằng, chủ yếu là tĩnh điện trước khi lắp vào trục động cơ. Nếu không, khi nó quay sẽ xảy ra rung lắc, có thể dẫn đến hư hỏng toàn bộ thiết bị. Cân bằng với độ chính xác 1 g là khá đủ cho người nghiệp dư. Ngoài việc cân bằng chân vịt, hãy kiểm tra độ đảo của nó so với trục quay.

Bố cục chung

Một trong những nhiệm vụ chính của nhà thiết kế là kết nối tất cả các đơn vị thành một tổng thể chức năng. Khi thiết kế một phương tiện, người thiết kế có nghĩa vụ cung cấp không gian bên trong thân tàu cho thủy thủ đoàn và bố trí các bộ phận của hệ thống nâng và đẩy. Điều quan trọng là sử dụng các thiết kế AVP đã được biết đến làm nguyên mẫu. Trong bộ lễ phục. Hình 14 và 15 thể hiện sơ đồ thiết kế của hai WUA được chế tạo nghiệp dư điển hình.

Trong hầu hết các WUA, phần thân là một bộ phận chịu tải, một cấu trúc đơn lẻ. Nó chứa các bộ phận của nhà máy điện chính, ống dẫn khí, thiết bị điều khiển và cabin của người lái. Cabin của người lái sẽ được đặt ở phần mũi hoặc phần trung tâm của xe, tùy thuộc vào vị trí đặt bộ tăng áp - phía sau cabin hoặc phía trước. Nếu AVP có nhiều chỗ ngồi, cabin thường nằm ở phần giữa của thiết bị, cho phép nó hoạt động với số lượng người khác nhau trên máy bay mà không cần thay đổi căn chỉnh.

Ở những chiếc AVP nghiệp dư cỡ nhỏ, ghế lái thường mở nhất, được bảo vệ phía trước bằng kính chắn gió. Các thiết bị có nhiều hơn thiết kế phức tạp Các cabin (loại du lịch) được bao phủ bởi một mái vòm làm bằng nhựa trong suốt. Để chứa các thiết bị và vật tư cần thiết, không gian có sẵn ở hai bên cabin và dưới ghế được sử dụng.

Với động cơ không khí, AVP được điều khiển bằng cách sử dụng bánh lái nằm trong luồng không khí phía sau cánh quạt hoặc thiết bị dẫn hướng gắn trong luồng không khí chảy từ động cơ đẩy thở bằng không khí. Việc điều khiển thiết bị từ ghế lái có thể thuộc loại hàng không - sử dụng tay cầm hoặc cần gạt trên vô lăng hoặc như trên ô tô - bằng vô lăng và bàn đạp.

Có hai loại hệ thống nhiên liệu chính được sử dụng trong AVP nghiệp dư; với nguồn cung cấp nhiên liệu trọng lực và với máy bơm nhiên liệu loại ô tô hoặc hàng không. Các bộ phận của hệ thống nhiên liệu như van, bộ lọc, hệ thống dầu có bình chứa (nếu sử dụng động cơ 4 thì), bộ làm mát dầu, bộ lọc, hệ thống làm mát bằng nước (nếu là động cơ làm mát bằng nước) thường được lựa chọn từ các máy bay hiện có. hoặc phụ tùng ô tô.

Khí thải từ động cơ luôn được thải ra phía sau xe và không bao giờ thải vào đệm. Để giảm tiếng ồn xảy ra trong quá trình vận hành WUA, đặc biệt là gần các khu vực đông dân cư, bộ giảm âm kiểu ô tô được sử dụng.

Trong những thiết kế đơn giản nhất, phần dưới của thân máy đóng vai trò là khung xe. Vai trò của khung xe có thể được thực hiện bởi các thanh ray (hoặc thanh ray) bằng gỗ, chúng chịu tải khi tiếp xúc với bề mặt. Trong WUA du lịch, nặng hơn WUA thể thao, khung gầm có bánh xe được gắn để tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển của WUA khi dừng. Thông thường, hai bánh xe được sử dụng, lắp đặt ở hai bên hoặc dọc theo trục dọc của WUA. Các bánh xe chỉ tiếp xúc với bề mặt sau khi hệ thống nâng ngừng hoạt động, khi AVP chạm vào bề mặt.

Vật liệu và công nghệ sản xuất

Để sản xuất các kết cấu bằng gỗ, người ta sử dụng gỗ thông chất lượng cao, tương tự như gỗ được sử dụng trong chế tạo máy bay, cũng như gỗ dán bạch dương, tần bì, gỗ sồi và gỗ bồ đề. Để dán gỗ người ta sử dụng keo chống thấm có tính chất cơ lý cao.

Đối với hàng rào linh hoạt, vải kỹ thuật được sử dụng chủ yếu; chúng phải cực kỳ bền, chịu được thời tiết, độ ẩm cũng như ma sát.Ở Ba Lan, vải chống cháy được phủ bằng polyvinyl clorua giống nhựa thường được sử dụng nhất.

Điều quan trọng là phải thực hiện việc cắt một cách chính xác và đảm bảo kết nối cẩn thận các tấm với nhau, cũng như việc gắn chặt chúng vào thiết bị. Để gắn chặt vỏ của hàng rào linh hoạt vào thân, các dải kim loại được sử dụng, sử dụng bu lông để ấn đều vải vào thân thiết bị.

Khi thiết kế hình dáng của một vỏ đệm khí mềm dẻo, người ta không nên quên định luật Pascal: áp suất không khí lan truyền theo mọi hướng với một lực như nhau. Do đó, vỏ của hàng rào linh hoạt ở trạng thái phồng lên phải có hình trụ hoặc hình cầu hoặc kết hợp cả hai.

Thiết kế nhà ở và sức mạnh

Lực từ hàng hóa được vận chuyển bằng thiết bị, trọng lượng của các cơ cấu nhà máy điện, v.v. được truyền đến thân AVP, đồng thời cũng truyền tải từ các lực bên ngoài, tác động của đáy lên sóng và áp suất trong đệm không khí. Cấu trúc cơ bản Thân của một chiếc AVP nghiệp dư thường là một chiếc phao phẳng, được hỗ trợ bởi áp suất của đệm khí và ở chế độ bơi sẽ mang lại sức nổi cho thân tàu. Thân xe chịu tác dụng của lực tập trung, mômen uốn và mô men xoắn từ động cơ (Hình 16), cũng như mô men hồi chuyển từ các bộ phận quay của cơ cấu phát sinh khi điều khiển AVP.

Được sử dụng rộng rãi nhất là hai loại kết cấu thân tàu dành cho AVP nghiệp dư (hoặc kết hợp chúng):

kết cấu giàn, khi sức bền tổng thể của thân tàu được đảm bảo với sự trợ giúp của các giàn phẳng hoặc không gian, và lớp vỏ chỉ nhằm mục đích giữ không khí trong đường dẫn khí và tạo ra khối lượng nổi;
có lớp ốp chịu lực khi đảm bảo được sức bền tổng thể của thân tàu tấm ốp bên ngoài, làm việc cùng với bộ dọc và ngang.

Một ví dụ về AVP có thiết kế thân kết hợp là thiết bị thể thao Caliban-3 (Hình 17), được chế tạo bởi những người nghiệp dư ở Anh và Canada. Phao trung tâm, bao gồm một khung dọc và khung ngang với lớp mạ chịu lực, cung cấp độ bền và độ nổi tổng thể của thân tàu, đồng thời các bộ phận bên tạo thành các ống dẫn khí (bộ thu bên), được chế tạo bằng lớp mạ nhẹ gắn vào khung ngang.

Thiết kế của cabin và kính của nó phải cho phép người lái và hành khách nhanh chóng thoát ra khỏi cabin, đặc biệt trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc hỏa hoạn. Vị trí của các cửa sổ sẽ cung cấp cho người lái xe thông tin đánh giá tốt: đường quan sát phải nằm trong khoảng từ 15° xuống và 45° lên so với đường nằm ngang; tầm nhìn hai bên tối thiểu phải là 90° mỗi bên.

Truyền lực tới chân vịt và bộ tăng áp

Những loại dễ dàng nhất cho sản xuất nghiệp dư là dây đai chữ V và bộ truyền động xích. Tuy nhiên, bộ truyền động xích chỉ được sử dụng để dẫn động các cánh quạt hoặc bộ tăng áp có trục quay nằm ngang và thậm chí chỉ khi có thể chọn được đĩa xích xe máy phù hợp, vì việc chế tạo chúng khá khó khăn.

Trong trường hợp truyền đai chữ V, để đảm bảo độ bền của đai nên chọn đường kính các puly là lớn nhất, tuy nhiên tốc độ ngoại vi của đai không được vượt quá 25 m/s.

Thiết kế tổ hợp nâng hạ và hàng rào linh hoạt

Tổ hợp nâng bao gồm một bộ phận thổi, các kênh không khí, một bộ thu và vỏ đệm khí linh hoạt (trong các mạch vòi phun). Các kênh cung cấp không khí từ quạt gió đến vỏ bọc mềm phải được thiết kế có tính đến các yêu cầu về khí động học và cung cấp tổn thất tối thiểuáp lực.

Hàng rào linh hoạt dành cho WUA nghiệp dư thường có hình dạng và thiết kế đơn giản. Trong bộ lễ phục. Hình 18 thể hiện các ví dụ về sơ đồ thiết kế hàng rào linh hoạt và phương pháp kiểm tra hình dạng của hàng rào linh hoạt sau khi lắp đặt trên thân thiết bị. Hàng rào loại này có độ đàn hồi tốt và do hình dạng tròn nên chúng không bám vào các bề mặt đỡ không bằng phẳng.

Việc tính toán bộ tăng áp, cả hướng trục và ly tâm, khá phức tạp và chỉ có thể thực hiện được bằng cách sử dụng tài liệu đặc biệt.

Thiết bị lái, theo quy định, bao gồm vô lăng hoặc bàn đạp, hệ thống đòn bẩy (hoặc dây cáp) được kết nối với bánh lái thẳng đứng và đôi khi với bánh lái ngang - thang máy.

Việc điều khiển có thể được thực hiện dưới dạng vô lăng ô tô hoặc xe máy. Tuy nhiên, khi tính đến các chi tiết cụ thể về thiết kế và vận hành AVP như một chiếc máy bay, họ thường sử dụng thiết kế bộ điều khiển của máy bay dưới dạng đòn bẩy hoặc bàn đạp. Ở dạng đơn giản nhất (Hình 19), khi tay cầm nghiêng sang một bên, chuyển động được truyền qua một đòn bẩy gắn vào đường ống đến các phần tử của hệ thống dây cáp lái và sau đó đến bánh lái. Chuyển động tiến và lùi của tay cầm, được thực hiện nhờ thiết kế bản lề, được truyền qua một bộ đẩy chạy bên trong ống tới hệ thống dây điện của thang máy.

Với điều khiển bàn đạp, bất kể thiết kế của nó là gì, cần phải cung cấp khả năng di chuyển ghế hoặc bàn đạp để điều chỉnh phù hợp với đặc điểm cá nhân của người lái. Đòn bẩy thường được làm bằng duralumin, ống truyền động được gắn vào thân bằng giá đỡ. Chuyển động của các đòn bẩy bị hạn chế bởi các lỗ khoét trên các thanh dẫn hướng được gắn ở các cạnh của thiết bị.

Một ví dụ về thiết kế bánh lái trong trường hợp đặt nó trong luồng không khí do cánh quạt ném ra được thể hiện trên Hình 2. 20.

Bánh lái có thể quay hoàn toàn hoặc bao gồm hai phần - một phần cố định (bộ ổn định) và một phần quay (lưỡi bánh lái) với các tỷ lệ phần trăm khác nhau của dây cung của các bộ phận này. Mặt cắt ngang của bất kỳ loại vô lăng nào cũng phải đối xứng. Bộ ổn định lái thường được gắn cố định trên thân xe; Bộ phận chịu tải chính của bộ ổn định là thanh xà, có bản lề gắn vào lưỡi bánh lái. Thang máy, rất hiếm thấy trong các AVP nghiệp dư, được thiết kế theo các nguyên tắc giống nhau và đôi khi thậm chí giống hệt như bánh lái.

Các bộ phận kết cấu truyền chuyển động từ bộ điều khiển đến vô lăng và van tiết lưu của động cơ thường bao gồm đòn bẩy, thanh truyền, dây cáp, v.v. Với sự trợ giúp của thanh, theo quy luật, lực được truyền theo cả hai hướng, trong khi dây cáp chỉ hoạt động cho lực kéo. Thông thường, các AVP nghiệp dư sử dụng hệ thống kết hợp - với dây cáp và bộ đẩy.

Từ biên tập viên

Thủy phi cơ ngày càng thu hút sự chú ý của những người yêu thích thể thao và du lịch mô tô nước. Với công suất đầu vào tương đối ít, chúng cho phép bạn đạt được tốc độ cao; họ có thể tiếp cận những con sông cạn và không thể vượt qua được; Thủy phi cơ có thể bay lơ lửng trên mặt đất và trên băng.

Lần đầu tiên chúng tôi giới thiệu với độc giả các vấn đề thiết kế thủy phi cơ nhỏ ở số 4 (1965), đăng bài “Những con tàu bay cao” của Yu. A. Budnitsky. Một phác thảo ngắn gọn về sự phát triển của thủy phi cơ nước ngoài đã được xuất bản, bao gồm mô tả về một số thủy phi cơ 1 và 2 chỗ ngồi hiện đại phục vụ mục đích thể thao và giải trí. Với kinh nghiệm tự xây dựng Các biên tập viên đã giới thiệu một bộ máy như vậy cho cư dân Riga O. O. Petersons ở . Ấn phẩm về thiết kế nghiệp dư này đã thu hút sự quan tâm đặc biệt lớn của độc giả chúng tôi. Nhiều người trong số họ muốn chế tạo cùng một loài lưỡng cư và yêu cầu các tài liệu cần thiết.

Năm nay, nhà xuất bản Sudostroenie sẽ phát hành một cuốn sách của kỹ sư người Ba Lan Jerzy Ben, “Mô hình và thủy phi cơ nghiệp dư”. Trong đó, bạn sẽ tìm thấy phần trình bày lý thuyết cơ bản về sự hình thành đệm không khí và cơ chế chuyển động trên đó. Tác giả đưa ra những mối quan hệ đã được tính toán cần thiết khi độc lập thiết kế loại tàu đệm khí đơn giản nhất, giới thiệu các xu hướng và triển vọng phát triển của loại tàu này. Cuốn sách cung cấp nhiều ví dụ về thiết kế thủy phi cơ nghiệp dư (AHV) được chế tạo ở Anh, Canada, Mỹ, Pháp và Ba Lan. Cuốn sách này hướng đến nhiều người hâm mộ tàu tự đóng, người làm mô hình tàu và những người đam mê tàu thủy. Văn bản của nó được minh họa phong phú bằng các hình vẽ, hình vẽ và ảnh.

Tạp chí xuất bản bản dịch rút gọn của một chương trong cuốn sách này.

Bốn thủy phi cơ nước ngoài phổ biến nhất

Thủy phi cơ Airskat-240 của Mỹ

Thủy phi cơ thể thao đôi với sự sắp xếp ghế ngồi đối xứng ngang. Lắp đặt cơ khí- xe hơi dv. Volkswagen có công suất 38 kW, dẫn động một bộ tăng áp bốn cánh hướng trục và một cánh quạt hai cánh quay vòng. Thủy phi cơ được điều khiển dọc hành trình bằng cách sử dụng một đòn bẩy kết nối với hệ thống bánh lái nằm trong dòng chảy phía sau chân vịt. Thiết bị điện 12 V. Khởi động động cơ - khởi động điện. Kích thước của thiết bị là 4,4x1,98x1,42 m Diện tích đệm khí - 7,8 m 2; đường kính cánh quạt 1,16 m, tổng trọng lượng - 463 kg, tốc độ tối đa trên mặt nước 64 km/h.

Thủy phi cơ của Mỹ từ Skimmers Inc.

Một loại xe tay ga thủy phi cơ một chỗ ngồi. Thiết kế nhà ở dựa trên ý tưởng sử dụng camera trên ô tô. Động cơ xe máy hai xi-lanh có công suất 4,4 kW. Kích thước của thiết bị là 2,9x1,8x0,9 m Diện tích đệm khí - 4,0 m 2; tổng trọng lượng - 181 kg. Tốc độ tối đa - 29 km/h.

Thủy phi cơ tiếng Anh "Air Ryder"

Thiết bị thể thao hai chỗ ngồi này là một trong những thiết bị phổ biến nhất đối với những người đóng thuyền nghiệp dư. Bộ tăng áp hướng trục được dẫn động bởi động cơ xe máy. thể tích làm việc 250 cm3. Cánh quạt có hai cánh, bằng gỗ; Được cung cấp bởi một động cơ 24 kW riêng biệt. Thiết bị điện có điện áp 12 V với ắc quy máy bay. Khởi động động cơ là khởi động điện. Máy có kích thước 3,81x1,98x2,23 m; khoảng sáng gầm 0,03 m; cao 0,077 m; diện tích gối 6,5 m2; trọng lượng rỗng 181 kg. Phát triển tốc độ 57 km/h trên mặt nước, 80 km/h trên đất liền; vượt qua độ dốc lên tới 15°.

Bảng 1 hiển thị dữ liệu về việc sửa đổi một chỗ ngồi của thiết bị.

SVP tiếng Anh "Hovercat"

Thuyền du lịch nhẹ cho năm đến sáu người. Có hai sửa đổi: “MK-1” và “MK-2”. Một bộ tăng áp ly tâm có đường kính 1,1 m được dẫn động bởi xe. dv. Volkswagen có dung tích 1584 cm 3 và tiêu thụ công suất 34 kW tại 3600 vòng / phút.

Trong bản sửa đổi MK-1, chuyển động được thực hiện bằng cách sử dụng một cánh quạt có đường kính 1,98 m, được dẫn động bởi động cơ thứ hai cùng loại.

Trong bản sửa đổi MK-2, ô tô được sử dụng để bám ngang. dv. Porsche 912 có thể tích 1582 cm 3 và công suất 67 kW. Thiết bị được điều khiển bằng các bánh lái khí động học đặt trong dòng chảy phía sau cánh quạt. Thiết bị điện có điện áp 12 V. Kích thước của thiết bị 8,28 x 3,93 x 2,23 m. Diện tích đệm khí 32 m 2, tổng trọng lượng của thiết bị 2040 kg, tốc độ sửa đổi "MK-1" - 47 km/h, " MK-2" - 55 km/giờ

Ghi chú

1. Một phương pháp đơn giản để chọn cánh quạt dựa trên giá trị lực cản đã biết, tốc độ quay và tốc độ tiến được đưa ra.

2. Tính toán đai chữ V và ổ đĩa xích có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn được chấp nhận chung trong kỹ thuật cơ khí trong nước.

Chất lượng mạng lưới đường bộ ở nước ta còn nhiều điều đáng mong đợi. Việc xây dựng hạ tầng giao thông ở một số hướng chưa phù hợp vì lý do kinh tế. Các phương tiện hoạt động theo các nguyên tắc vật lý khác nhau có thể đối phó hoàn hảo với sự di chuyển của người và hàng hóa trong những khu vực đó. Bạn không thể tự mình chế tạo thủy phi cơ kích thước đầy đủ trong điều kiện tạm thời, nhưng mô hình quy mô- hoàn toàn có thể.

Các loại xe này có khả năng di chuyển trên mọi bề mặt tương đối bằng phẳng. Đó có thể là một bãi đất trống, một cái ao hoặc thậm chí là một đầm lầy. Điều đáng chú ý là trên những bề mặt như vậy, không phù hợp với các phương tiện khác, thủy phi cơ có khả năng phát triển khá tốt. tốc độ cao. Nhược điểm chính của việc vận chuyển như vậy là cần chi phí năng lượng lớn để tạo ra đệm không khí và do đó tiêu thụ nhiên liệu cao.

Nguyên lý vật lý hoạt động của thủy phi cơ

Khả năng xuyên quốc gia cao của các phương tiện loại này được đảm bảo bởi áp suất riêng thấp mà nó tác động lên bề mặt. Điều này có thể được giải thích khá đơn giản: diện tích tiếp xúc phương tiện giao thông bằng hoặc thậm chí lớn hơn diện tích của chính chiếc xe. Trong từ điển bách khoa, thủy phi cơ được định nghĩa là những con tàu có lực đẩy hỗ trợ được tạo ra một cách linh hoạt.
Thủy phi cơ lớn và nhỏ bay lơ lửng trên bề mặt ở độ cao 100 đến 150 mm. Áp suất không khí quá mức được tạo ra trong một thiết bị đặc biệt dưới vỏ. Máy tách ra khỏi giá đỡ và mất tiếp xúc cơ học với nó, do đó lực cản chuyển động trở nên tối thiểu. Chi phí năng lượng chính dành cho việc duy trì đệm khí và tăng tốc thiết bị trong mặt phẳng nằm ngang.

Soạn thảo dự án: chọn sơ đồ làm việc

Để chế tạo một mô hình thủy phi cơ hoạt động được, cần phải chọn một thiết kế vỏ có hiệu quả trong các điều kiện nhất định. Bản vẽ của thủy phi cơ có thể được tìm thấy trên các nguồn tài nguyên chuyên ngành nơi các bằng sáng chế có miêu tả cụ thể kế hoạch khác nhau và cách thức thực hiện chúng. Thực tiễn cho thấy rằng một trong những lựa chọn thành công nhất cho các môi trường như nước và đất cứng là phương pháp tạo thành đệm khí trong buồng.

Mô hình của chúng tôi sẽ thực hiện thiết kế hai động cơ cổ điển với một bộ truyền động bơm và một bộ truyền động đẩy. Trên thực tế, thủy phi cơ cỡ nhỏ được chế tạo thủ công là bản sao đồ chơi của các thiết bị lớn. Tuy nhiên, họ thể hiện rõ ràng những lợi thế của việc sử dụng những phương tiện này so với những phương tiện khác.

Sản xuất thân tàu

Khi chọn vật liệu làm thân tàu, tiêu chí chính là dễ gia công và trọng lượng riêng thấp. Thủy phi cơ tự chế được phân loại là tàu lưỡng cư, có nghĩa là trong trường hợp dừng trái phép, lũ lụt sẽ không xảy ra. Thân tàu được cắt từ ván ép (dày 4 mm) theo mẫu đã chuẩn bị trước. Một trò chơi ghép hình được sử dụng để thực hiện thao tác này.

Thủy phi cơ tự chế có cấu trúc thượng tầng tốt nhất được làm từ bọt polystyrene để giảm trọng lượng. Để mang lại cho chúng vẻ ngoài giống với bản gốc hơn, các bộ phận được dán bằng penoplex và sơn bên ngoài. Cửa sổ cabin được làm bằng nhựa trong suốt, các bộ phận còn lại được cắt từ polyme và uốn cong từ dây. Chi tiết tối đa là chìa khóa để giống với nguyên mẫu.

Làm buồng khí

Khi may váy, người ta sử dụng loại vải dày làm từ sợi polymer không thấm nước. Việc cắt được thực hiện theo bản vẽ. Nếu bạn không có kinh nghiệm chuyển bản phác thảo lên giấy bằng tay, bạn có thể in chúng trên máy in khổ lớn trên giấy dày rồi cắt chúng ra bằng kéo thông thường. Các bộ phận đã chuẩn bị sẵn được khâu lại với nhau, các đường may phải kép và khít.

Thủy phi cơ tự chế đặt thân tàu trên mặt đất trước khi bật động cơ tăng áp. Váy bị nhăn một phần và đặt bên dưới. Các bộ phận được dán lại với nhau bằng keo chống thấm, mối nối được đóng lại bằng thân kết cấu thượng tầng. Kết nối này đảm bảo độ tin cậy cao và làm cho các mối nối lắp đặt trở nên vô hình. Từ vật liệu polyme Các bộ phận bên ngoài khác cũng được chế tạo: bộ phận bảo vệ bộ khuếch tán cánh quạt và những thứ tương tự.

điểm mạnh

Nhà máy điện có hai động cơ: một bộ tăng áp và một động cơ đẩy. Model sử dụng động cơ điện không chổi than và cánh quạt hai cánh. Chúng được điều khiển từ xa bằng bộ điều chỉnh đặc biệt. Nguồn điện cho nhà máy điện là 2 cục pin có tổng dung lượng 3000 mAh. Khoản phí của họ đủ cho nửa giờ sử dụng mô hình.

Thủy phi cơ tự chế được điều khiển từ xa qua radio. Tất cả các thành phần của hệ thống - máy phát vô tuyến, máy thu, động cơ phụ - đều được sản xuất tại nhà máy. Chúng được cài đặt, kết nối và kiểm tra theo hướng dẫn. Sau khi bật nguồn, động cơ được chạy thử với mức công suất tăng dần cho đến khi hình thành đệm khí ổn định.

Quản lý mô hình SVP

Thủy phi cơ tự chế, như đã nói ở trên, có điều khiển từ xa thông qua kênh VHF. Trên thực tế, nó trông như thế này: người chủ sở hữu một chiếc máy phát sóng vô tuyến trong tay. Động cơ được khởi động bằng cách nhấn nút tương ứng. Kiểm soát tốc độ và thay đổi hướng chuyển động được thực hiện bằng cần điều khiển. Máy dễ điều khiển và duy trì hướng đi khá chính xác.

Các cuộc thử nghiệm đã chỉ ra rằng thủy phi cơ tự tin di chuyển trên một bề mặt tương đối bằng phẳng: trên mặt nước và trên đất liền một cách dễ dàng như nhau. Đồ chơi sẽ trở thành trò giải trí yêu thích của trẻ từ 7-8 tuổi với khả năng phát triển đầy đủ. kỹ năng vận động tinh ngón tay.

Thủy phi cơ là gì?

Thông số kỹ thuật của thiết bị

Những vật liệu nào là cần thiết?

Làm thế nào để làm một trường hợp?

Bạn cần động cơ gì?

Thủy phi cơ DIY

Thủy phi cơ là một phương tiện có thể di chuyển cả trên mặt nước và trên đất liền. Nó không khó chút nào để tạo ra một chiếc xe như vậy bằng chính đôi tay của bạn.

Thủy phi cơ là gì?

Đây là thiết bị kết hợp chức năng của ô tô và thuyền. Kết quả là một thủy phi cơ (thủy phi cơ), có đặc điểm xuyên quốc gia độc đáo mà không bị giảm tốc độ khi di chuyển trong nước do thân tàu không di chuyển trong nước mà ở trên bề mặt của nó. Điều này giúp nó có thể di chuyển trong nước nhanh hơn nhiều, do lực ma sát của khối nước không tạo ra bất kỳ lực cản nào.

Mặc dù thủy phi cơ có một số ưu điểm nhưng lĩnh vực ứng dụng của nó không quá phổ biến. Thực tế là thiết bị này không thể di chuyển trên bất kỳ bề mặt nào mà không gặp vấn đề gì. Nó đòi hỏi đất cát hoặc đất mềm, không có đá hoặc các chướng ngại vật khác. Sự hiện diện của nhựa đường và các nền cứng khác có thể khiến đáy tàu, tạo ra đệm không khí khi di chuyển, không thể sử dụng được. Về vấn đề này, "tàu thủy phi cơ" được sử dụng khi bạn cần đi thuyền nhiều hơn và lái xe ít hơn. Nếu ngược lại, tốt hơn là sử dụng dịch vụ của xe lội nước có bánh xe. Điều kiện lý tưởngứng dụng của chúng khó vượt qua những nơi đầm lầy, nơi mà ngoại trừ thủy phi cơ (thủy phi cơ), không phương tiện nào khác có thể vượt qua. Do đó, thủy phi cơ chưa trở nên phổ biến, mặc dù phương tiện vận chuyển tương tự được lực lượng cứu hộ sử dụng ở một số quốc gia, chẳng hạn như Canada. Theo một số báo cáo, SVP đang phục vụ cho các nước NATO.

Làm thế nào để mua một chiếc xe như vậy hoặc làm thế nào để tự làm nó?

Thủy phi cơ là một hình thức vận tải đắt tiền, giá trung bìnhđạt tới 700 nghìn rúp. Vận chuyển bằng xe tay ga có chi phí thấp hơn 10 lần. Nhưng đồng thời, cần tính đến một thực tế là vận tải do nhà máy sản xuất luôn khác nhau. chất lượng tốt nhất, so với các sản phẩm tự chế. Và độ tin cậy của xe cao hơn. Ngoài ra, các mẫu xe xuất xưởng đều được kèm theo chế độ bảo hành của nhà máy, không thể không kể đến các kết cấu lắp ráp trong gara.

Các mô hình nhà máy luôn tập trung vào một lĩnh vực chuyên môn hẹp liên quan đến đánh cá, săn bắn hoặc các dịch vụ đặc biệt. Đối với thủy phi cơ tự chế, chúng cực kỳ hiếm và có lý do cho việc này.

Những lý do này bao gồm:

Chi phí khá cao cũng như chi phí bảo trì tốn kém. Các bộ phận chính của thiết bị bị hao mòn nhanh chóng, cần phải thay thế chúng. Hơn nữa, mỗi lần sửa chữa như vậy sẽ tốn một khoản tiền khá lớn. Chỉ một người giàu mới đủ khả năng mua một thiết bị như vậy, và thậm chí sau đó anh ta sẽ suy nghĩ lại xem liệu nó có đáng để tham gia vào nó hay không. Thực tế là những xưởng như vậy cũng hiếm như chính chiếc xe đó. Vì vậy, sẽ có lợi hơn nếu mua mô tô nước hoặc ATV để di chuyển trên mặt nước.
Sản phẩm hoạt động tạo ra nhiều tiếng ồn nên bạn chỉ có thể di chuyển bằng tai nghe.
Khi di chuyển ngược gió, tốc độ giảm đáng kể và mức tiêu hao nhiên liệu tăng đáng kể. Vì vậy, thủy phi cơ tự chế là sự thể hiện khả năng chuyên môn của một người nhiều hơn. Bạn không chỉ cần có khả năng vận hành một con tàu mà còn có thể sửa chữa nó mà không phải tốn nhiều kinh phí.

Quy trình sản xuất DIY SVP

Thứ nhất, việc lắp ráp một chiếc thủy phi cơ tốt tại nhà không quá dễ dàng. Để làm được điều này bạn cần có cơ hội, mong muốn và kỹ năng chuyên môn. Một nền giáo dục kỹ thuật cũng sẽ không có hại gì. Nếu không có điều kiện cuối cùng, tốt hơn hết bạn nên từ chối chế tạo bộ máy, nếu không bạn có thể va chạm vào nó trong lần thử nghiệm đầu tiên.

Tất cả công việc bắt đầu bằng các bản phác thảo, sau đó được chuyển thành các bản vẽ làm việc. Khi tạo bản phác thảo, bạn nên nhớ rằng thiết bị này phải được sắp xếp hợp lý nhất có thể để không tạo ra lực cản không đáng có khi di chuyển. Ở giai đoạn này, người ta nên tính đến thực tế rằng đây thực tế là một phương tiện bay, mặc dù nó ở rất thấp so với bề mặt trái đất. Nếu tất cả các điều kiện được tính đến, thì bạn có thể bắt đầu phát triển các bản vẽ.

Hình vẽ minh họa SVP của Cơ quan Cứu hộ Canada.