Игрушка на воздушной подушке своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 09.09.2024
В статье речь пойдет о радиоуправляемой модели судна на воздушной подушке, сделанного с самого начала, имея лишь далекое представление об СВП и немного денег.
Конечно она безумна, но лишь отчасти. В итоге мы хотели получить радиоуправляемую модель СВП, способную перелетать небольшие препятствия(подобно экранопланам класса В или даже С). При этом планировалось установить систему технического зрения, способную определять препятствия и помогать в их преодолении, либо определять себе подобных и следовать за ними. Да, если проект доведем до ума, то это будет группа СВП, где управлять нужно будет только одним из них.
От идеи к действиям
-
пеноплекс — 2(3) штуки 500 р.(750 р.)
Итого: 9940 р. (15070 р.)
В скобках находятся количество штук и сумма, которую мы потратили, хотя, как видно, могли бы значительно сэкономить.
Теперь по каждому пункту отдельно по ходу проделанной работы.
Процесс сборки
Первым делом купили пеноплекс, скотч, клей и заказали 2 двигателя, 2 аккумулятора, 2 комплекта пропеллеров. 6-канальная радиоаппаратура нам досталась в наследство от предыдущих студентов(да, все это мы собирали на кафедре в родном СГТУ). По прибытию двигателей мы первым же делом сожгли первый, подключив напрямую его к аккумулятору. Да, это было большой глупостью, но зато мы поняли, что без регуляторов скорости нам не обойтись. Заказали регуляторы, зарядник для аккумуляторов и приступили к сборке корпуса.
Пеноплекс взяли из-за его прочности, легкости и удобстве в придании ему любой формы, использовали как основной материал для корпуса. Со своей задачей он прекрасно справился, тут мы не прогадали.
Регуляторы скорости пришли быстрее, чем мы думали и решили сразу протестировать работу двигателей.
Такого результата мы не ждали. Думали, что мощности будет поменьше, а он даже без воздушной подушки прекрасно поднимал корпус над поверхностью даже при работе на 50% мощности.
Держатель для двигателя вырезали из корпуса старого блока питания.
Первый раз юбку решили сделать из кусков пленки, предварительно порезав ее, но ничего хорошего у нас не получилось, поэтому второй раз сделали из цельного куска, вырезав в нем середину.
Юбку мы делали вот по такому принципу:
Поэтому далее процесс приклеивания днища юбки:
Наконец-то мы нашли деньги на еще 1 двигатель( уже 3й) и пока он к нам летел из Санкт-Петербурга, мы начали делать хвостовую часть из полистирола.
В итоге получилось вот так:
Из остатков корпуса сделали держатель для второго мотора
Все это прикрутилось к пеноплексу с помощью саморезов длинных. К моему удивлению держится намертво.
Обшивку и рули решили сделать из того же полистирола.
Систему поворота рулей сделали из деталей, оставшихся от старого манипулятора.
На данный момент всё выглядит именно так.
Заметил я, что качество фото на некоторых снимках подвело, но претензии все к HTC Mozart. Именно на него снимались все фото и видео, ибо всегда был под рукой.
Сейчас ожидаем прибытия нового маршевого двигателя взамен сожженного на последнем видео(да, жутко запахло паленым и оказалось, что больше СВП вперед не едет, регулятор не работает, а обмотка двигателя оплавилась). Обязательно добавлю видео с испытаниями в полевых условиях (т.е. на открытом воздухе).
Дальнейшие планы
Теперь мы полностью займемся электроникой. Благо вес получился небольшой и для надува юбки сейчас используется только 35% мощности двигателя. Поэтому планируем установить e-box 3310A и Kinect, для них место и мощность найдутся. Они и будут выполнять роль системы технического зрения. А по поводу крыльев пока ничего сказать не могу, ибо на открытом воздухе сначала надо будет погонять СВП, а там видно будет.
Катер на воздушной подушке – это уникальное транспортное средство, которое нравится многим автомоделистам. Создать модель подобного катера из бумаги просто – важно лишь следовать приведенной ниже инструкции и последовательности действий.
- Как сделать катер на воздушной подушке
- Как сделать воздушную подушку
- Как построить катер на воздушной подушке
- лист бумаги (картон)
- карандаши
- краски
- линейка
- ножницы
- клей
Нарисуйте корпус катераНа листе бумаги (лучше картона, так как он более жесткий, не деформируется и не распадается длительное время) рисуется корпус, надстройка и винты. Каждая деталь вырезается с учетом припусков, которые равны 1 – 2 сантиметрам. Эти припуски пригодятся для склеивания деталей. Если же детали будут соединяться посредством прорезей, то припуски станут неким связующим элементом.Чтобы не пропустить ни одну деталь лучше вырезанные составляющие катера разложить перед собой. Чертежи выполнять рекомендуется в двух экземплярах, чтобы один из них всегда был перед глазами.
Сделайте воздушную подушкуДалее приступают к склеиванию корпуса. Для этого по линии сгиба делаются борта будущего катера. Иными словами создается воздушная подушка – некая основа катера.
Склейте надстройкуПосле сборки корпуса приступают к склеиванию надстройки. После того как надстройка приобрела должный вид, она крепится на основание (воздушную подушку). Для этого на поверхности корпуса делаются прорези длиной не более 0,5 сантиметров. В эти прорези вставляется припусками надстройка. Другой вариант крепления надстройки – это склеивание ее с корпусом.
Сформируйте винтыПосле того как корпус и надстройка сделаны, приступают к формированию винтов. Вырезанные из бумаги рисунки винтов сгибаются по соответствующей линии. Припуски для крепления винтов оставлять обязательно! С помощью них они будут крепиться к колесу.
Все началось с того, что я хотел сделать какой-нибудь проект и вовлечь в него внука. У меня большой инженерный опыт за плечами, поэтому простых проектов я не искал, и вот, как то раз смотря ТВ, я увидел лодку, которая двигалась за счет пропеллера. "Классная штука!" - подумал я, и начал шерстить просторы интернета в поисках хоть какой то информации.
Мотор мы взяли со старой газонокосилки, а саму планировку купили (стоит 30$). Она хороша тем, что требует только одного мотора, большинство же подобных лодок требуют двух движков. В той же компании мы купили пропеллер, пропеллерный хаб, ткань для воздушной подушки, эпоксидную смолу, стекловолокно и шурупы (все это они продают в одном наборе). Остальные материалы довольно банальные и могут быть куплены в любом строительном магазине. Итоговый бюджет немногим превысил 600$.
Шаг 1: Материалы
Из материалов понадобятся: пенопласт, фанера, кит от Universal Hovercraft (~500$). В наборе есть все мелочи, которые понадобятся для выполнения проекта: план, стекловолокно, пропеллер, хаб для пропеллера, ткань для воздушной подушки, клей, эпоксидная смола, втулки и т.д. Как и писал в описании, на все материалы ушло порядка 600$.
Шаг 2: Делаем каркас
Берем пенопласт (толщина 5 см) и вырезаем из него прямоугольник 1.5 на 2 метра. Такие размеры обеспечат плавучесть веса в ~270 кг. Если 270 кг кажется мало, можно взять еще один такой же лист и прикрепить его понизу. Лобзиком вырезаем две дырки: одна для входящего потока воздуха и другая для надува подушки.
Шаг 3: Покрываем стеловолокном
Нижняя часть корпуса должна быть водонепроницаемой, для этого покрываем ее стекловолокном и эпоксидкой. Чтобы все высохло как надо, без неровностей и шероховатостей, нужно избавиться от воздушных пузырей, которые могут возникнуть. Для этого можно использовать промышленный пылесос. Покрываем стекловолокно слоем пленки, затем покрываем одеялом. Покрытие нужно, чтобы одеяло не приклеилось к волокну. Затем одеяло покрываем еще одним слоем пленки и приклеиваем к полу липкой лентой. Делаем небольшой разрез, засовываем в него хобот пылесоса и включаем. В таком положении оставляем на пару часов, когда процедура завершится, пластик можно будет отскрести от стекловолокна без каких либо усилий, он к нему не приклеится.
Шаг 4: Нижняя часть корпуса готова
Шаг 5: Делаем трубу
Труба делается из стирофома, толщиной в 2.5 см. Сложно описать весь процесс, но в плане он расписан подробно, у нас никаких проблем на этом этапе не возникло. Отмечу лишь что диск из фанеры временный, и на последующих шагах будет снят.
Шаг 6: Держатель для мотора
Конструкция не хитрая, сооружается из фанеры и брусков. Размещается точно по центру корпуса лодки. Крепится на клей и шурупы.
Шаг 7: Пропеллер
Пропеллер можно приобрести в двух видах: готовый, и "полуфабрикат". Готовый как правило гораздо дороже, и покупая полуфабрикат можно хорошо сэкономить. Так мы и сделали.
Чем ближе лопасти пропеллера к краям воздухоотвода, тем эффективнее работает последний. Как только вы определились с зазором, можно отшлифовать лопасти. Как только шлифовка закончена, нужно обязательно провести балансировку лопастей, чтобы в будущем не было вибраций. Если одна из лопастей весит больше другой, то вес нужно выровнять, но не урезанием концов, и шлифовкой. Как только баланс найден, можно нанести пару слоев краски чтобы он сохранился. Для безопасности желательно наконечники лопастей покрасить в белый цвет.
Шаг 8: Воздушная камера
Шаг 9: Установка воздушной камеры
Воздушная камера крепится на клей, но можно и на стекловолокно, я предпочитаю всегда использовать волокно.
Шаг 10: Направляющие
Направляющие делаются из 1 мм фанеры. Чтобы придать им прочности, покройте одним слоем стекловолокна. На фото не очень хорошо видно, но все же можно заметить, что оба направляющих соединены вместе по низу алюминиевой планкой, делается это чтобы они работали синхронно.
Шаг 11: Придадим лодке форму, добавим боковые панели
Очертания формы/контура делаются на днище, после чего по очертаниям крепится на шурупы деревянная планка. Фанера в 3 мм гнется хорошо, и ложится прямо по нужной нам форме. Далее крепим и клеим 2 см балку вдоль верхнего края боков из фанеры. Добавляем поперечную балку, и устанавливаем рукоятку, которая будет рулем. К ней крепим тросики отходящие от направляющих лопастей установленных ранее. Теперь можно раскрасить лодку, желательно нанести несколько слоев. Мы выбрали белый цвет, с ним даже при длительных прямых лучах солнца корпус практически не греется.
Поперечная балка нужна не только для прочности, она выполняет роль загрождения, через которое переходить не желательно - одно неосторожное движение руки и она может попасть в пропеллер.
Шаг 12: Подушка
Я не сделал подробных снимков с процесса установки подушки, но в плане этот этап расписан довольно подробно. Сама подушка крепится на 200 шурупов из нержавеющей стали.
Шаг 13: Тест драйв
Внешне лодка удалась, и мы спустили ее на воду чтобы проверить ее рабочие свойства.
Должен сказать, что плывет она резво, и это радует, но удивило меня рулевое управление. На средних скоростях повороты получаются, а вот на большой скорости лодку сначала заносит в бок, а потом еще по инерции некоторое время она движется назад. Хотя немного приноровившись я понял, что наклоняя тело в сторону поворота и немного сбавляя газ можно заметно снизить этот эффект. Точную скорость сказать сложно, т.к на лодке нет спидометра, но по ощущениям она вполне себе хорошая, и после лодки еще остается приличный след и волны.
В день теста лодку опробовало около 10 человек, самый грузный весил около 140 кг, и она его выдержала, хотя выжать скорость которая доступна нам у него конечно же не вышло. С весом до 100 кг лодка идет резво.
Качество дорожной сети в нашей стране оставляет желать лучшего. Строительство транспортной инфраструктуры на некоторых направлениях нецелесообразно по экономическим причинам. С перемещением людей и грузов в таких местностях отлично справятся транспортные средства, работающие на иных физических принципах. Полноразмерные суда на воздушной подушке своими руками в кустарных условиях не построить, а вот масштабные модели - вполне возможно.
Транспортные средства этого вида способны перемещаться по любому относительно ровному покрытию. Это могут быть и чистое поле, и водоем, и даже болото. Стоит заметить, что на таких непригодных для другого транспорта покрытиях СВП способно развивать достаточно высокую скорость. Основным недостатком такого транспорта является необходимость больших энергозатрат на создание воздушной подушки и, как следствие, большой расход топлива.
Физические принципы работы СВП
Высокая проходимость транспортных средств такого типа обеспечивается низким удельным давлением, которое оно оказывает на поверхность. Это объясняется довольно просто: площадь контакта транспортного средства равна или даже превышает площадь самого транспортного средства. В энциклопедических словарях СВП определяются как суда с динамически создаваемой опорной тягой.
Крупные и маломерные суда на воздушной подушке зависают над поверхностью на высоте от 100 до 150 мм. В специальном устройстве под корпусом создается избыточно давление воздуха. Машина отрывается от опоры и теряет с ней механический контакт, в результате чего сопротивление движению становится минимальным. Основные затраты энергии идут на поддержание воздушной подушки и разгон аппарата в горизонтальной плоскости.
Составление проекта: выбор рабочей схемы
Для изготовления действующего макета СВП необходимо выбрать эффективную для заданных условий конструкцию корпуса. Чертежи судов на воздушной подушке можно найти на специализированных ресурсах, где размещены патенты с подробным описанием разных схем и способов их реализации. Практика показывает, что одним из самых удачных вариантов для таких сред, как вода и твердый грунт, является камерный способ формирования воздушной подушки.
В нашей модели будет реализована классическая двухмоторная схема с одним нагнетающим силовым приводом и одним толкающим. Малоразмерные суда на воздушной подушке своими руками изготовленные, по сути, являются игрушками-копиями больших аппаратов. Однако они наглядно демонстрируют преимущества использования таких средств передвижения перед остальными.
Изготовление корпуса судна
При выборе материала для корпуса судна основными критериями являются простота в обработке и невысокий удельный вес. Самодельные суда на воздушной подушке относятся к категории амфибийных, а значит, в случае его несанкционированной остановки не произойдет затопления. Корпус судна выпиливается из фанеры (толщиной 4 мм) по заранее подготовленному лекалу. Для выполнения этой операции используется лобзик.
Самодельное судно на воздушной подушке имеет надстройки, которые для снижения веса лучше сделать из пенополистирола. Для придания им большего внешнего сходства с оригиналом снаружи производится оклеивание деталей пеноплексом и окрашивание. Стекла кабины делаются их прозрачного пластика, а остальные детали вырезаются из полимеров и выгибаются из проволоки. Максимальная детализация – ключ к сходству с прототипом.
Выделка воздушной камеры
При изготовлении юбки используется плотная ткань из полимерного водонепроницаемого волокна. Раскрой осуществляется по чертежу. Если у вас нет опыта переноса эскизов на бумагу вручную, то их можно распечатать на широкоформатном принтере на плотной бумаге, а потом вырезать обычными ножницами. Подготовленные детали сшиваются между собой, швы должны быть двойными и плотными.
Суда на воздушной подушке, своими руками выполненные, до включения нагнетающего двигателя опираются корпусом на грунт. Юбка частично сминается и располагается под ним. Склеивание деталей производится водостойким клеем, стык закрывается корпусом надстройки. Такое соединение обеспечивает высокую надежность и позволяет сделать монтажные стыки незаметными. Из полимерных материалов выполняется и другие внешние детали: ограждение диффузора винта и тому подобное.
Силовая установка
В составе силовой установки присутствует два двигателя: нагнетающий и маршевый. В модели используются бесколлекторные электромоторы и двухлопастные винты. Дистанционное управление ими осуществляется при помощи специального регулятора. Источником питания для силовой установки являются два аккумулятора суммарной емкостью в 3000 mAh. Их заряда достаточно для получасового использования модели.
Самодельные суда на воздушной подушке управляются дистанционно по радиоканалу. Все компоненты системы - радиопередатчик, приемник, сервоприводы - заводского изготовления. Установка, подключение и тестирование их производится в соответствии с инструкцией. После включения питания выполняется пробный прогон двигателей с постепенным увеличением мощности до образования устойчивой воздушной подушки.
Управление моделью СВП
Суда на воздушной подушке, своими руками изготовленные, как уже отмечалось выше, имеют дистанционное управление по УКВ-каналу. На практике это выглядит следующим образом: в руках владельца находится радиопередатчик. Запуск двигателей выполняется нажатием на соответствующую кнопку. Управление скоростью и изменение направления движения производятся джойстиком. Машинка проста в маневрировании и достаточно точно выдерживает курс.
Испытания показали, что СВП уверенно перемещается по относительно ровной поверхности: по воде и по суше с одинаковой легкостью. Игрушка станет любимым развлечением для ребенка в возрасте от 7-8 лет с достаточно развитой мелкой моторикой пальцев рук.
Читайте также: