|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
МОДЕЛЮВАННЯ
Крильчатий двигун. Поради моделісту
Довідник / Апаратура радіокерування У сучасному морському порту ви можете побачити дивну на перший погляд картину: судно, що рухається водою... боком. Якщо вода прозора і ви зможете заглянути під корму, то здивуйтеся ще більше, не виявивши біля судна керма. Однак, незважаючи на це, судно вільно маневрує. Перед вами не що інше, як судно з крильчастими рушіями, які замінюють і гребний гвинт і кермо. Крильчатий рушій не схожий на інші знайомі нам рушії - гребний гвинт або гребне колесо. Його лопаті трохи нагадують весла, поставлені вертикально.
Крильчатий рушій (рис. 1) складається з декількох вертикальних лопатей, розташованих на рівних відстанях по колу диска, що обертається. Диск цей встановлений урівень з обшивкою судна а круглому отворі в днище судна. За межі корпусу судна виступають тільки лопаті рушія, що створюють силу упору, а всі допоміжні частини, що приводять в рух диск з лопатями і зв'язують з корпусом судна, знаходяться всередині корпусу. На якому принципі заснована робота крильчатого рушія? Лопаті крильчатого рушія при обертанні диска здійснюють два рухи одночасно: обертаються разом з диском навколо його осі, і кожна лопата повертається навколо своєї вертикальної осі то в . одну, то в іншу сторону, не роблячи повного повороту. Завдяки цьому при обертанні диска навколо своєї осі кожна лопата рушія повертається своєю передньою кромкою назовні в одній половині кола обертання і всередину - в другій половині кола. Так як лопата переміщається у воді весь час однією і тією ж кромкою вперед, для створення більшої сили упору та більшої обтічні її роблять у формі авіаційного крила. Саме тому рушій і називають крильчастим. Щоб лопаті переміщалися у воді весь час однією і тією ж кромкою вперед, всі лопаті крильчастого рушія з'єднані тягою з однією точкою, так званою точкою управління N. Кожна лопата завжди розташована перпендикулярно лінії, що з'єднує точку N і вісь лопаті. Щоб зрозуміти принцип роботи лопатей рушія, цілком достатньо навести таку спрощену схему (рис. 2).
При обертанні диска рушія входить у воду під якимось кутом до дотичної до цієї точки кола диска, і на неї давитиме вода з силою R, яку за правилами паралелограма сил можна розкласти на дві складові сили (рис. 2, I): P – силу упору лопаті, спрямовану назовні від центру диска, та W – силу лобового опору лопаті. Напрямок струменя води, що відкидається рушієм, протилежно силі упору. У точці III (рис. 2) створиться аналогічне положення, тільки кут атаки лопаті буде негативним, а тому сила упору буде спрямована до центру рушія Про і складатиметься з силою упору першої лопаті, створюючи повний упор рушія, що рухає судно і завжди спрямований перпендикулярно відрізку ОN. У точках (рис. 2,II і IV) площині лопаті будуть розташовані паралельно до кола диска і не створять сили упору. Точку управління N за допомогою спеціального пристрою можна встановити в будь-яке положення по відношенню до центру диска рушія О, змінюючи цим напрямок струменя води, що відкидається рушієм, а отже, і упору рушія. Якщо поставити точку N над центром рушія О (рис. 3, 1), то площини всіх лопатей будуть розташовані паралельно до кола диска, проведеним в точках, де проходять осі лопатей. Сила упору в цьому випадку дорівнює нулю, і, незважаючи на те, що диск рушія буде обертатися, судно не зрушить з місця. Перемістивши точку N вліво від центру О (рис. 3, II), ми даємо судну передній хід, перемістивши вправо (рис. 3, IV) - задній хід, а перемістивши точку N вперед від центру рушія, ми змусимо корму судна рухатися вправо ( 3, III) і т. д. Завдяки цьому судно з крильчатим рушієм може рухатися вперед і назад і змінювати напрямок свого руху, не маючи керма, а якщо поставити на судно два рушії, воно зможе переміщатися навіть боком.
Уважно розглядаючи малюнок 3, можна помітити, що рушій постійно обертається в ту саму сторону, а судно переміщається в різні сторони. Користуючись цією властивістю рушія, на суднах можна встановлювати простіші двигуни - нереверсивні, тобто не міняють напрямки обертання. Такі двигуни легші за вагою порівняно з реверсивними, простіше з влаштування та догляду за ними і значно дешевші за реверсивні. Однак у крильчатих рушників є і недоліки, основним з яких є складність передачі обертання від двигуна до рушія, завдяки чому двигуни великих потужностей (понад 5000 к. с.) з крильчатими рушіями використовувати не можна, а це обмежує розміри суден, на яких такі рушії застосовуються . Проте основні властивості суден із крильчатими рушіями - можливість мати бічний хід, повертатися на місці, швидко змінювати напрямок руху - роблять такі судна незамінними при плаванні у "вузькостях": у каналах, на річках та в портах. Крильчаті рушії успішно застосовують на річкових пасажирських суднах, на портових кранах і буксирах; проводяться експерименти із застосування крильчатих рушіїв на рибальських траулерах. На суднах крильчасті рушники встановлюються в місцях, які є найбільш зручними для даного типу судна. На пасажирських суднах рушії встановлюються у кормі, на буксирах - у кормі чи носі, на портових кранах - посередині корпусу. За зразок моделі судна з крильчастим рушієм можна взяти буксир із рушієм, встановленим у носовій частині судна. Такий буксир (теоретичний креслення його наведено на рис. 4) завдовжки 24,6 м, шириною 7,6 м.
мав осадку 3 м (з лопатями рушія 3,8 м) і розвивав швидкість 10,3 вузла (19,9 км/год) при потужності двигуна 552 кет (750 к. с.) з 320 об/хв; число оборотів рушія становило 65 за хвилину, яке діаметр - 3,66 м.
Журнал НДР "Modelbau und Basteln" № 10 за 1960 наводить наступний опис моделі крильчатого рушія. До днища судна (рис. 5) прикріплений круглий кожух 1, усередині якого розташований ротор рушії 2 з верхнім і нижнім дисками 3. Крізь диски ротора 3 пропущені осі 4, до яких прикріплені лопаті 5. Крізь верхній диск ротора пропущений трубчастий гребний вал який за допомогою фланця прикріплений до диска знизу. Далі вал проходить крізь фігурну кришку 6, прикріплену до кожуха 7. Поверх кришки на вал надіто і притиснуте до валу настановне кільце 1, а поверх настановного кільця одягнений і прикріплений до валу провідний шків 8. На шків надягає приводний ремінь 9 10 сидить на валу 11 двигуна 12 (рис. 13). Верхній кінець валу 6 обертається у підшипнику 12. прикріпленому до палуби моделі.
Крізь трубчастий вал гребний 6 пропущений рульовий вал 15, на якому поверх шківа 9 надіто настановне кільце 8а. На верхній кінець рульового валу насаджено черв'ячне колесо 16, що приводиться в обертання черв'ячним приводом від маленького електродвигуна 17. Черв'ячна передача підбирається з таким розрахунком, щоб черв'ячне колесо 16, а з ним і вал 15 могли б робити 8-10 об/хв. Тоді модель зможе змінити хід з повного вперед до повного назад через 6-8 сек. На нижній кінець рульового валу 15 насаджений ексцентрик 18 з пальцем 19. На палець надіті кінці тяг 20, що йдуть до кривошипів 21, що повертає лопаті. На осі 4 лопатей 5 надягають втулки 22, на яких тримаються кривошипи. При такому пристрої ексцентрика 18 (рис. 7) модель переміщатиметься вперед і повертатиме в заданому напрямку. Змінювати швидкість руху і зупиняти судно можна, тільки змінюючи число оборотів двигуна або зупиняючи його.
Це тому, що величина OA (у разі відстань від осі 15 до пальця 19) залишається постійно постійної. Змінювати величину упору, пересуваючи точку N ближче до центру або ж у центр О, і тим самим зупиняти рух судна (рис. 3, I) неможливо. Величину ON у цій моделі беруть у межах 1/6 – 1/3,5 радіуса диска рушія. При більшій або меншій величині ексцентрицитету кут атаки буде занадто великий, або занадто малий, тому лопаті не створять необхідної сили упору. Лопаті рушія роблять з тонкого металу (рис. 8), причому передній валик, на якому загинають метал, беруть вдвічі товщі осі лопаті.
В описі цієї моделі жодних рекомендацій щодо кількості лопатей, їх розмірів та форми не дається, тому краще звернутися до розрахунків справжніх рушіїв. Для простоти моделі число лопатей найкраще прийняти рівним 4, так як у справжніх рушників число лопатей змінюється в межах від 4 до 8. Довжину лопаті визначають за розмірами діаметра диска рушія (близько 0,7 цього діаметра), а ширину лопаті беруть у межах 0,3 XNUMX її довжини. Ця ширина приймається у верхній частині лопаті, так як форму лопаті приймають за половину еліпса з півосями, рівними довжині лопаті і половині її найбільшої ширини (ширини біля кореня). Величина повного упору двигуна T виражається формулою: T=F*D2*n2, де: F - загальна площа лопатей, D - діаметр ротора рушія, n - число оборотів рушія Звідси видно, що найвигідніше приймати можливо більший діаметр ротора, оскільки з його збільшенням зростає і площа лопатей. Наприклад, на буксирі, наведеному малюнку 4, діаметр ротора рушія дорівнює майже половині ширини буксира. У технічному гуртку ви цілком зможете виготовити моделі рушія з повним регулюванням управління, подібною до застосовуваних у справжніх рушіях.
У такій моделі (рис. 9) для переміщення пальця 19 в положення над центром рушія (тобто для того, щоб у лопат не було упору і судно зупинялося) або для переміщення в якесь проміжне положення між крайнім і центральним (щоб змінити кут атаки лопатей і величину упору), кермовий вал 15 також роблять трубчастим і крізь нього пропускають регулювальний вал 23, на верхньому кінці якого насаджено черв'ячне колесо 24, що приводиться в обертання другим невеликим електродвигуном 25 за допомогою черв'яка 26 (рис 10). На нижньому кінці регулювального валу 23 кріплять кронштейн 28, в якому палець ексцентрика 19 переміщається за допомогою повзунка 29. Ексцентрик 18 робиться складовим. Рульовий вал 15 повертає ексцентрик разом з кронштейном 28, а при повороті регулювального валу 23 ексцентрик 18а починає повертатися і переміщати повзунок 29 з пальцем 19 по кронштейну 28, встановлюючи його в потрібне положення (рис. 11, 1-4). Для спрощення ексцентрик 18 можна зробити не складним, а як виделки (рис. 11, 5).
У зв'язку з тим, що палець 19 повинен переміщатися і тягами 20, ці тяги роблять у вигляді виделок (рис. 12).
Модель судна з крильчатим рушієм повинна мати або програмне управління, або управління радіо, оскільки інакше буде неможливим виявити на ходу всі якості крильчатого рушія. Спробуйте у своєму гуртку побудувати модель судна з крильчастим рушієм і напишіть нам до редакції, що ви з цього вийшло. Автор: Н.Григор'єв
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Серйозний недолік геотермальної енергетики ▪ SAA6734AHL - контролер для рідкокристалічних дисплеїв ▪ Квантові точки зменшили розміри терагерцових пристроїв ▪ Apple створює 3D-інтерфейс для iPhone та iPad
▪ розділ сайту Світлодіоди. Добірка статей ▪ стаття Скільки коштує квадратний кілометр Землі? Детальна відповідь ▪ стаття Гречка розширена. Легенди, вирощування, способи застосування
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page