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:

▪ Позисторные подогреватели дизельного топлива

▪ Модульный микроавтомобиль Белка

▪ Приспособление для регулировки углов развала-схождения

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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Гравитационные лампы работают без электросети 31.01.2019 "Гравитационная лампа" - детище лондонских изобретателей Джима Ривза и Мартина Риддифорда. В ее устройстве используется несложная система рычагов и грузов для приведения в движение миниатюрного электрического генератора. Новый девайс призван помочь 1,3 миллиардам людей, живущих в отдаленных и бедных регионах без развитой электросети. Особенность устройства заключается в том, что для работы GravityLight не нужны привычные источники энергии. Лампочка горит благодаря грузу весом в 12 кг, который необходимо повесить на специальный крюк. Груз будет постепенно опускаться под собственной тяжестью, обеспечивая лампу энергией на 20 с небольшим минут. После этого необходимо повторить операцию, чтобы лампочка загорелась вновь. Фактически, в устройстве реализован тот же принцип работы, что и в обычных часах с гирями. Разработчики устройства уверены, что оно найдет широкое применение в бедных африканских странах. Первый прототип устройства в минувшем году прошел испытания в 26 разных странах и получил высокую оценку от первых пользователей. По мнению создателей, "гравитационная" лампочка не только принесет свет в дома, но и позволит многим семьям существенно сэкономить на покупке керосина для освещения. Особое внимание авторы проекта уделяют Кении: в этой стране они планируют наладить предприятие по производству ламп GravityLight.

Другие интересные новости:

▪ Новая мембрана удешевит фильтрацию воды

▪ Колонизация Марса не за горами

▪ Золото из герани

▪ Самый крепкий материал

▪ Передача данных через черные дыры

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Загадки для взрослых и детей. Подборка статей

▪ статья Бронза. История изобретения и производства

▪ статья При показе какого фильма зрителей заставляли кричать, используя устройства в креслах? Подробный ответ

▪ статья Помощник генерального директора по корпоративно-правовой работе. Должностная инструкция

▪ статья Сцинтилляционные детекторы ионизирующего излучения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Режекторный фильтр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026