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:

▪ Мотор для летательного аппарата

▪ Транспорт будущего

▪ Ремни-грунтозацепы

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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Разработана альтернатива фуа-гра 27.04.2025 Фуа-гра - это один из самых известных и дорогих деликатесов в мире, ценящийся за свою уникальную текстуру и вкус. Однако метод его производства, который включает принудительное кормление гусей, вызывает жесткую критику со стороны защитников животных и запрещен во многих странах. В ответ на эти опасения группа ученых из научно-исследовательского института общества Макса Планка и Университета Южной Дании предложила альтернативу, которая может изменить подход к производству этого деликатеса. Основной проблемой при разработке заменителей фуа-гра было создание продукта, который бы точно имитировал вкус и текстуру настоящей жировой печени, не прибегая к насильственному кормлению птиц. До недавнего времени все попытки создать такую альтернативу не могли в полной мере воспроизвести ни консистенцию, ни органолептические характеристики оригинала. Однако ученые, возглавляемые профессором Томасом Вильгисом, нашли решение, опираясь на природные процессы, происходящие в организме птиц. Они использовали ферменты, а точнее липазу, которая участвует в пищеварении жиров у птиц, для того чтобы изменить структуру жира в продуктах. Это позволило создать жировые агрегаты, напоминающие те, что находятся в фуа-гра, придавая продукту уникальную текстуру и вкус. Эта инновационная обработка жира стала ключом к созданию более гуманной альтернативы. Ранее ученые пытались воспроизвести текстуру фуа-гра с помощью коллагенового геля, который создавался из вареной животной кожи, в сочетании с печенью и жиром. Однако даже при оптимальных пропорциях этих компонентов результат не удовлетворял их ожиданиям, так как текстура и вкус все еще отличались от оригинала. Новая методика, основанная на использовании липазы, позволила добиться эффекта, схожего с тем, как фуа-гра тает во рту, создавая ощущения, присущие настоящему продукту. Такой подход не только устраняет жестокие практики принудительного кормления, но и открывает новые перспективы для производства деликатесов с минимальным воздействием на животных. Этот прорыв в области пищевых технологий уже патентован, и ученые активно ищут партнеров для коммерциализации своего открытия. Благодаря этому инновационному продукту, любители гастрономических изысков смогут наслаждаться любимым деликатесом без угрызений совести и негативных последствий для животных. Разработка альтернативы фуа-гра стала важным шагом в направлении более гуманного производства продуктов питания. С развитием этой технологии можно ожидать дальнейших прорывов в области создания экологичных и этичных заменителей традиционных деликатесов.

Другие интересные новости:

▪ Кровеносные сосуды динозавра

▪ Материнская плата ASRock H81TM-ITX R2.0

▪ Военные подарили НАСА два космических телескопа

▪ Мини-ПК ASRock Mars 4000U

▪ Видеодомофон TP-Link TL-DB54H

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Требования к освещению помещений и рабочих мест. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какие частицы могут подниматься от ядра Солнца до его поверхности миллион лет? Подробный ответ

▪ статья Приготовитель масс. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усовершенствование видеокарты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Маленькая мышка с большой родней. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026