Бесплатная техническая библиотека

Быстроходный аквапед. Личный транспорт

Справочник / Личный транспорт: наземный, водный, воздушный

 Комментарии к статье

Суда, использующие для движения мускульную силу человека, никогда не относились к разряду скоростных. Исключение составляют разве что гоночные лодки для академической гребли, являющиеся наиболее быстроходными из судов-мускулоходов. Благодаря их удачной конфигурации и наиболее полному использованию мышечной энергии спортсменов, лодки-"восьмерки" способны на двухкилометровой дистанции развивать скорость до 12 узлов. Но это отнюдь не означает, что такая скорость является пределом возможностей движения человека по водной поверхности. 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 основные задачи: создание эффективного движителя и изготовление корпуса с минимальным сопротивлением движению.

Дальнейшее совершенствование весельного движителя вряд ли может привести к сколько-нибудь заметному росту его эффективности. Цикличность действия весла, проскальзывание его в воде при гребке, аэродинамическое сопротивление при нерабочем (обратном) ходе, потери при входе лопасти в воду в начале гребка и при выходе из воды в конце - все это приводит к тому, что коэффициент полезного действия этого движителя составляет лишь около 65 процентов.

Заметно большим кпд обладает гребной винт. Мало кому известно, что гребным винтом с мускульным приводом еще в начале минувшего века оснащались обычные весельные лодки. Достоинства его очевидны: у него отсутствуют цикличность рабочего хода, а так называемый упор лопастей винта при его вращении постоянен. К тому же при сравнительно небольшой мощности привода и малой частоте вращения можно использовать низкооборотные гребные винты большого диаметра с узкими лопастями - коэффициент полезного действия такого движителя доходит до 90 процентов.

Варианты судов-мускулоходов (нажмите для увеличения): А - педальный катамаран с гребным колесом; Б - быстроходный педальный катамаран с тянущим гребным винтом и гибким дейдвудным валом; В - скоростное педальное проа с поплавком-балансиром; Г - скоростной мускулоход с подводным корпусом и подводными крыльями, не обладающий статической плавучестью; Д - аппарат с подводными крыльями и легким поплавковым шасси для старта и финиша

При создании корпуса с малым сопротивлением движению нужно учитывать, что перемещение его на границе двух сред вызывает большое волновое сопротивление. Избавиться от него можно, переместив корпус полностью в одну из сред - под воду либо в воздух. В первом случае придется создавать аппарат, состоящий из движущегося под водой обтекаемого поплавка с гребным винтом и расположенного над ним, в воздушной среде, сиденья с педальным узлом привода. Во втором - создавать педальный глиссер или аппарат на подводных крыльях. Нужно сказать, что все эти схемы в свое время были реализованы конструкторами, и наиболее скоростные (с подводными крыльями) мускулоходы развивали скорость до 13 узлов!

Впрочем, все эти рекордные аквапеды, сконструированные для достижения наивысшей скорости, вряд ли когда-нибудь смогут найти практическое применение. Дело в том, что они обладают или неудовлетворительной остойчивостью, или недостаточным водоизмещением, и для движения на таком аппарате требуется специальная подготовка. Наша же цель состояла в создании скоростного мускулохода, способного стать настоящим водным велосипедом, управлять которым сможет практически любой человек.

Водоизмещающий корпус аквапеда выполнен предельно удобообтекаемым, с большим соотношением длины к ширине. Для того, чтобы он получился легким, целесообразно сделать его методом выклейки на болване. Сам же болван проще всего изготовить из древесины, цемента и гипса.

Компоновка быстроходного аквапеда (нажмите для увеличения): 1- передний обтекатель; 2 - передний шпангоут (фанера s10); 3 - ведущая звездочка (от велосипеда); 4 - опорная рукоятка (только слева); 5 - сиденье; 6 - задний шпангоут кокпита (фанера sl0); 7 - вал привода рулевого устройства (дюралюминиевая лыжная палка); 8 - опора вала; 9 - рычаг привода рулевого устройства; 10 - перо руля (фанера s8); 11 - гребной винт переменного шага; 12 - дейдвуд; 13 - xoмyт фиксации сиденья; 14 - поворотная рукоятка рулевого устройства (только справа); 15 - мультипликатор (от ручной двухскоростной дрели); 16 - кронштейн мультипликатора (сталь, полоса 50x5); 17 - балка (сталь, труба 30x30); 18 - корпус (выклейка из стеклоткани и эпоксидной смолы); 19 - ведомая звездочка (от велосипеда); 20 - рычаг педального узла; 21 - каретка; 22 - тяга привода рулевого устройства (стальная проволока диаметром 5)

Прежде всего нужно сделать основание для болвана - им может стать участок ровного пола в сарае, а лучше - щит из ровных досок: его длина 4,5 и ширина 0,7 м. В соответствии с теоретическим чертежом на щите изображается ось симметрии (диаметральная плоскость) корпуса и перпендикулярно ей - линии расположения шпангоутов. Последние выпиливаются из фанеры толщиной 6-8 мм; на щите они временно закрепляются с помощью планок-раскосов.

Теоретический чертеж корпуса аквапеда

Последовательность изготовлении болвана корпуса: А - установка шпангоутов; Б - монтаж деревянной обшивки; В - нанесение слоя цементного раствора

Далее на каждом из шпангоутов с обеих сторон закрепляются рейки - они будут основой деревянной обшивки болвана. Учтите, что располагать рейки следует так, чтобы расстояние от поверхности деревянной обшивки до внешнего контура шпангоута составляло не менее 10 мм. Для обшивки можно использовать любые обрезки досок, реек или планок штакетника.

Обшитый болван доводится до нужной формы с помощью цементно-песчаного раствора. Чтобы раствор держался на обшивке, в дощечки желательно забить побольше гвоздей, чтобы головка каждого выступала над поверхностью на 6-8 мм. Раствор сначала набрасывается на обшивку мастерком, а затем разглаживается с помощью ровной доски, как это показано на рисунке. При этом доска должна опираться на торцы фанерных шпангоутов.

Окончательно болван доводится до нужной формы с помощью гипса или алебастра, а также шпаклевки. Завершающая стадия работы - ошкуривание, окрашивание и покрытие поверхности актиадгезийным покрытием (восковой паркетной мастикой). В качестве разделительного слоя можно использовать также пищевую упаковочную пленку - она весьма тонкая и буквально прилипает к любой поверхности.

Для формовки оболочки корпуса потребуется стекло-рогожа (на два-три начальных слоя), более тонкая отделочная стеклоткань для выравнивания поверхности, а также связующее - эпоксидная или полиэфирная смола. Выклейку желательно произвести в один прием с тем, чтобы каждый последующий слой связующего и стеклоткани ложился на еще не до конца отвержденную смолу предыдущего слоя. После завершения выклейки к поверхности корпуса желательно прикатать тонкую полиэтиленовую пленку - она препятствует улетучиванию из эпоксидной смолы отвердителя и пластификатора, что ускоряет полимеризацию, а в итоге улучшает прочность и долговечность оболочки.

Через сутки после выклейки оболочка снимается с болвана, и к ней подгоняются фанерные шпангоуты, образующие кокпит аквапеда, привальный брус, рейки киля и фальшкиля, планширя и стрингеров. Вклеивать их в корпус желательно после изготовления дейдвуда и педального механизма.

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

При изготовлении корпуса необходимо предусмотреть в передней и задней его частях сливные отверстия, заглушенные парой пробок - через них после каждого плавания необходимо сливать попавшую в корпус воду.

Привод гребного винта - педальный, с использованием стандартной велосипедной каретки, звездочки и пары шатунов с педалями. Вращающий момент от звездочки передается с помощью втулочно-роликовой цепи на мультипликатор от ручной дрели, а далее на дейдвудный вал и, соответственно, гребной винт. Мультипликатор желательно использовать от двухскоростной дрели - это позволит подобрать оптимальное передаточное число цепной и зубчатой передач от педалей на движитель.

Перед установкой мультипликатора желательно загерметизировать его корпус с помощью состава "гермесил" или "автогерметик", а его полость заполнить трансмиссионным маслом - это увеличит долговечность механизма и кпд зубчатой передачи. Полной герметичности при этом, скорее всего, не получится (масло все равно будет проникать наружу по зазорам в подшипниках скольжения входного и выходного валов), поэтому под мультипликатором следует установить пластиковое корытце для сбора масла.

Каретка педального узла приварена к балке (стальная труба квадратного сечения), которая, в свою очередь, закреплена на переднем и заднем шпангоутах кокпита. На балке установлено и сиденье аквапедиста. В качестве последнего использован штампованный пластиковый остов небольшого офисного кресла, хотя, в принципе, такое можно сделать самостоятельно. Крепление сиденья к балке - с помощью пары хомутов.

Дейдвуд состоит из дюралюминиевой трубы с двумя подшипниковыми узлами на ее концах - в них вращается стальной вал. В задней части дейдвуда располагается втулка с фиксирующим устройством, позволяющим изменять шаг винта (углы установки лопастей) с тем, чтобы добиться оптимального кпд гребного винта и, соответственно, максимальной скорости аквапеда. Втулка состоит из дюралюминиевого кока и двухдискового зажима, которым и фиксируются ступицы винта.

В технологии изготовления фиксирующего устройства есть одна особенность, которую необходимо учесть. Перед разделкой резьбовых отверстий М10 под ступицы гребного винта между дисками зажимается круглая дюралюминиевая пластина толщиной 0,5 мм. После сверления и нарезания резьбы пластина удаляется - гарантированный зазор в 0,5 мм обеспечит надежную фиксацию ступиц во втулке.

При сборке дейдвуда в полость между дейдвудной трубой и дейдвудным валом необходимо ввести несколько войлочных колец, пропитанных консистентной смазкой "циатим". Это не позволит воде проникать в корпус аквапеда по дейдвудной трубе.

Дейдвуд в сборе со втулкой гребного винта: 1 - дейдвудный вал (сталь, пруток диаметром 14); 2,10 - пружинные упорные кольца; 3,9 - шарикоподшипники № 200; 4 - фиксатор переднего подшипникового корпуса (винт М5); 5 - передний подшипниковый корпус (дюралюминий, диаметром 60); 6 - дейдвудная труба (дюралюминий, труба 20x2): 7 - задний подшипниковый корпус (дюралюминий, диаметром 40); 8 - фиксатор заднего подшипникового корпуса (винт М5); 11 -опорный диск фиксирующего устройства (дюралюминий, диаметром 40); 12- кок (дюралюминий, диаметром 40); 13 -ступица лопасти (дюралюминий, диаметром 20; на виде сверху не показана); 14 - нажимной диск фиксирующего устройства (дюралюминий, диаметром 40); 15 - штифты диаметром 5; А - отверстие под вороток

Теоретический чертеж лопасти гребного винта

На аквапеде выгоднее всего использовать гребной винт диаметром 400 мм с узкими лопастями, вырезанными из листового дюралюминия толщиной 4 мм. Такие винты наиболее эффективны при небольшой передаваемой мощности и малой нагрузке на лопасть и имеют кпд свыше 90 процентов! Заготовка сначала изгибается в соответствии с формой вогнутой части лопасти винта и закручивается, после 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 с помощью шаблона. Оптимальный шаг винта подбирается в пробных заездах.

 Рекомендуем интересные статьи раздела Личный транспорт: наземный, водный, воздушный:

▪ Раздельная смазка двухтактного двигателя

▪ Бумажная лодка

▪ Педали вместо весел

Смотрите другие статьи раздела Личный транспорт: наземный, водный, воздушный.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Нервные клетки все-таки восстанавливаются 15.04.2018 Изучение нейрогенеза (образования новых нервных клеток - нейронов) - относительно новое направление исследований. За последние годы ученые доказали, что новые нейроны на протяжении всей жизни образуются в мозге многих млекопитающих, однако по вопросу о нейрогенезе у человека консенсуса в научном сообществе до сих пор нет. Новые методы визуализации (такие, как конфокальная микроскопия), позволили доказать, что по крайней мере до полового созревания новые нейроны образуются в человеческом гиппокампе - области мозга, участвующей в формировании эмоций и памяти. Полученые данные могут помочь в разработке лекарств от нейродегенеративных заболеваний, таких, как болезнь Альцгеймера, полагают ученые. Маура Болдрини (Maura Boldrini), нейробиолог из Колумбийского университета, и ее коллеги взяли образцы ткани из гиппокампа здоровых при жизни 28 человек, умерших не более чем за несколько часов до того. Возраст этих людей на момент смерти составлял от 14 до 79 лет. Ученые установили, с какой скоростью в организме покойных при жизни образовывались новые клетки крови и нейроны зубчатой фасции гиппокампа - части мозга, где происходит нейрогенез. "Согласно данным исследований, проведенных на мышах, в зубчатой фасции есть плюрипотентные "материнские" стволовые клетки, количество которых, по некоторым данным, ограничено. Рзвитие "дочерних" клеток, образовавшихся в результате деления "материнских", может пойти по пути образования нейронов", - поясняет Болдрини. Болдрини и ее коллеги установили, что количество "материнских" клеток с возрастом уменьшается, а "дочерних" - нет. Ученые обнаружили в зубчатой фасции тысячи молодых, не до конца оформившихся нейронов во всех пробах, вне зависимости от возраста людей, у которых брали образцы. Однако чем старше человек, тем меньше в зубчатой фасции клеток, вырабатывающих вещества, которые связаны со способностью мозга к перестройке существующих нейронных связей и образованию новых (нейропластичности). "Новые нейроны, появляющиеся во взрослом возрасте, возможно, образуют меньше связей друг с другом и другими нейронами, или реже мигрируют в другие отделы мозга", - заключают ученые. Потеря нейропластичности может объяснить эмоциональную уязвимость, появляющуюся у некоторых людей в зрелом возрасте, но новые клетки мозга, в том числе нейроны, все-таки способны противостоять ухудшению когнитивных навыков, считают авторы новой работы. Теперь ученые планируют выяснить, с какой скоростью молодые нейроны образуются у людей, страдающих от болезни Альцгеймера и эмоциональных проблем.

Другие интересные новости:

▪ Новые материалы для термоядерных реакторов

▪ Внешние накопители Transcend StoreJet 35T3 8 Тбайт

▪ Планшеты привлекательнее персональных компьютеров

▪ Робот найдет и обезвредит коллегу-предателя

▪ Поговорите с вашим сейфом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Альфа и омега. Крылатое выражение

▪ статья Как появились горы? Подробный ответ

▪ статья Обслуживание и ремонт фреоновых холодильных установок и оборудования охлаждаемых помещений. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Измерение угла замкнутого состояния контактов (УЗСК). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Поднятие выбранной карты, возвращенной в колоду. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026