Крило під водою. Креслення, опис

МОДЕЛЮВАННЯ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / моделювання

Крило під водою. Поради моделісту

моделювання

Здавалося б, що може бути краще гребного гвинта! Він десятиліттями вірно служить людині, рухаючи найрізноманітніші судна, починаючи від простого прогулянкового аквапеда і закінчуючи гігантськими супертанкерами. Добре розроблені теорія і методика розрахунку дозволяють точно підібрати гвинт до будь-якого судна, що проектується.

Але цей настільки поширений і добре досліджений рушій має гідних суперників. Це і водомет, і гвинт повітряний, і крильчатий рушій. А нещодавно французькі винахідники запропонували незвичайний механізм - гідропульсир. Лабораторні досліди показали, що тяга, яку він розвиває, більша, ніж у відповідних за потужністю гребних гвинтів. Поки що немає даних про застосування гідропульсира на високих швидкостях, але автори вважають, що і в цьому він не поступиться "дідусеві" гвинту. На користь нового винаходу говорить і те, що, крім будівництва експериментального катера, на одному з підприємств фірми "Рено" заплановано виготовлення судна з цим пристроєм та двигуном потужністю 300 кВт.

Крило під водою

Що ж являє собою гідропульсір! Це прямокутний канал, в якому шток, що вертикально переміщається, поперемінно притискає то до верхньої, то до нижньої стінки крилоподібну пластину. Вона шарнірно підвішена на одній третині хорди від носка профілю. У задній частині каналу передбачені демпфери, що оберігають від жорсткого удару, а по передній кромці вони розтягнуті по всій довжині, виконуючи таким чином функції ущільнення.

Уявімо собі, що крило, що займає всю площу горизонтального перерізу каналу, притиснуто до його верхньої стінки. Шток починає давити вниз. Внаслідок розбіжності точки підвіски пластини з її серединою спочатку почне відходити від стелі передня кромка. У щілину, що утворюється, засмоктується вода. Після того як і задня кромка відокремиться від верхньої стінки, крило переміщається вниз з постійним кутом атаки щодо потоку, що набігає. Створюється тягове зусилля, що залежить від сили, що додається до штока, і від кута атаки. Потім передня кромка зустрічається з нижньою стінкою каналу, і з відкритої назад щілини, що зменшується, викидається вода. Нарешті вся пластина лягає на нижню поверхню. Шток починає підніматися і повторюється аналогічний цикл.

Крило під водою
Мал. 1. Конструкція рушія: 1 - кожух какалу, 2 - шток приводу крила, 3 - крило, 4 - задній демпфер, 5 - передній стрічковий демпфер

Крило під водою
Мал. 2. Принципова схема роботи гідропульсира: А - початкова фаза, Б - передня кромка крила відходить від стінки каналу, і в щілину, що утворюється, засмоктується вода, В - крило рухається вниз, переганяючи воду назад, Г - крило передньою кромкою лягло на стінку каналу і видавлює із щілини воду, Д - кінцева фаза, одночасно є початком наступного циклу

Як видно з опису, тяга створюється у кожній фазі руху крила. Є дві складові: тяга гідродинамічна, коли набирають чинності ті ж закони, що і при роботі гребного гвинта, і тяга, що отримується при всмоктуванні-викиданні води об'ємним насосом "канал - крило".

Зверніть увагу на висоту та площу каналу в порівнянні з діаметром та площею диска гвинта. Адже висота каналу (діаметр гвинта) визначає важливий параметр - осадку судна. Зрозуміло, що гідропульсир може займати всю ширину корми. При тій же осаді потрібно було б ставити кілька гребних гвинтів, зберігаючи такий же перетин струменя води, що відкидається. Достоїнством нового пристрою є і те, що воно має високу пристосованість, тому що можна змінювати площу крил та їх число без корінних переробок рушія. У корабельних гвинтів даного діаметра можливість зміни їх параметрів значно менше.

А будь-який конструктор чи технолог підтвердить вам, що для виготовлення гідропульсира не знадобиться таких складних і точних верстатів, як для гребних гвинтів.

Та й з точки зору безпеки новий рушій, що зовні представляє собою нерухому коробку, при зустрічі з ним у воді завдасть набагато менше неприємностей, ніж гвинт, що обертається.

При маневруванні для зміни напрямку тяги на зворотне можна використовувати або дефлектор, що опускається, або розворот каналу на 180 або додатковий шток заднього ходу, що притискає при необхідності задню кромку крила до нижньої стінки каналу. Напрямком руху судна можна керувати звичайним кермом або поворотом всього пристрою на необхідний кут навколо вертикальної осі. Треба відзначити, що гідропульсира на відміну від підвісного човнового мотора допускає розворот на 360 °.

Крило під водою
Мал. 3. Два варіанти реверсування тяги: А - за допомогою дефлектора, що опускається, Б - за допомогою додаткового штока

Крило під водою
Мал. 4. Компонування моделі катера з гідропульсиром: 1 - батареї, 2 - вимикач, 3 - електродвигун, 4 редуктор, 5 - кривошипно-шатунний механізм, 6 - гідропульсир, 7 - кермо повороту

На моделях можна рекомендувати привід двигуна внутрішнього згоряння або електричного двигуна за допомогою шатуна, зчепленого зі штоком. За невеликих розмірів крила простіше обійтися без редуктора. Дуже добре компонується установка з поршневою паровою машиною. В цьому випадку відпадає необхідність введення сполучних ланок: поршень парового двигуна жорстко кріпиться до штока.

Тим, кого зацікавить ця стаття, радимо подумати, якого типу судно буде найбільше придатним для встановлення на нього описаного пристрою. Може, катамаран? Тут можна використовувати всю габаритну ширину корабля, та й вхідний отвір каналу не затінюватиметься корпусом, що йде попереду.

Якщо ви збудуєте діючу модель з рушієм типу "гідропульсір", напишіть нам. Всім читачам буде цікаво дізнатися про результати вашого експерименту.

Автор: В.Іванов

Рекомендуємо цікаві статті розділу моделювання:

▪ Швидкісна кордова модель 1,5 куб.

▪ Підводний човен класу ЕЛ-500

▪ Кордова пілотажно-тренувальна модель літака

Дивіться інші статті розділу моделювання.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Принцип пристрою камери – око комахи 11.05.2013

Вчені з університету Іллінойсу створили панорамну цифрову камеру, ідея якої запозичена у живої природи. Точніше кажучи, дослідники постаралися відтворити принцип, що лежить в основі устрою органу зору комах - фасеткового ока.

Камера у вигляді фасеткового ока має такі якості, як дуже широкий кут огляду, низький рівень спотворень, висока здатність до виявлення об'єктів, що рухаються, і дуже велика глибина різко зображуваного простору.

Камера утворена великим масивом мініатюрних об'єктивів та світлочутливих датчиків, розміщених на напівсферичній поверхні. За словами розробників, кут огляду 180° без спотворень можна отримати тільки з використанням датчика у відео напівсфери, що радикально відрізняється від плоских датчиків, що використовуються в камерах, що зараз випускаються. Цікаво, що оптика камери виготовлена з м'якого, гумоподібного матеріалу.

Процес виготовлення камери починається з формування масиву світлочутливих елементів та лінз на плоскій поверхні, якій згодом за допомогою тиску надається напівсферична форма. Щоб з'єднання між окремими фоторецепторами не руйнувалися, вони зроблені у вигляді вузьких доріжок у формі серпантину, що розтягуються у міру деформації листа.

На думку вчених, ідеї та матеріали, що з'явилися та випробувані в ході розробки, знайдуть застосування в інших областях, починаючи від сонячних батарей та фотокамер, та закінчуючи персональними моніторами фізіологічної діяльності та хірургічними інструментами.

Інші цікаві новини:

▪ Безпілотний дроїд S1000

▪ 90-дюймовий лазерний телевізор Hisense 90L5H 4K

▪ Єдиний зарядний пристрій для мобільних телефонів ЄС

▪ Вітрило з підігрівом

▪ Наручні електронні гаджети майже марні

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Шпигунські штучки. Добірка статей

▪ стаття Чудоводушність. Крилатий вислів

▪ стаття Як з'явилися зубні протези? Детальна відповідь

▪ стаття Піретрум великий. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Розрахунок габаритних розмірів трансформатора для напівавтоматичного зварювання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Запобіжник Фенікс, що самовідновлюється. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт