Вместо паруса — ротор

Наверное, в техническом творчестве показался феномен, что условно возможно назвать бутылочным моделизмом. Дело в том, что моделисты самых разных направлений все чаще применяют… пластиковые бутылки. Из этих легких и одновременно с этим прочных сосудов они изготавливают красивые корпуса катамаранов и моделей яхт, баллоны сжатого воздуха для привода в воздействие пневмодвигателей авиа- и автомоделей.

Узкий прозрачный пластик стал совершенным материалом и для того чтобы к моделям самолетов.

А вот еще одна модель, в конструкции которой употребляются пластиковые сосуды. Это катамаран с уникальным роторным ветряным движителем.

Для начала пара слов о том, как у ротора появляется движущая аэродинамическая сила. В далеком прошлом подмечено, что в случае если поместить поворачивающийся цилиндр в воздушный поток, то на цилиндр будет функционировать сила, перпендикулярная направлению потока. Дело в том, что при вращении цилиндра направление перемещения одной из частей его поверхности сходится с направлением течения воздуха, а вращение противоположной части — ему навстречу.

В соответствии с законом Бернулли, устанавливающим соответствие давления течения и скорости воздуха в нем, при повышении скорости потока давление в нем значительно уменьшается. При обдуве вращающегося цилиндра в зоне со встречным перемещением цилиндрической поверхности и потока давление выясняется меньшим, чем в зоне с попутным перемещением цилиндрической поверхности и воздуха. Появление же разности давлений приводит к образованию силы, направленной перпендикулярно перемещению воздуийо-го потока от территории большего давления к территории меньшего давления.

Иногда предпринимались попытки применения роторов для привода судов. Одним из самых успешных направляться назвать движитель, установленный на исследовательском судне Жака-Ива Кусто «Калипсо». Вращающиеся цилиндры, смонтированные в диаметральной плоскости судна, разрешают на океанских переходах экономить много топлива.

Модель катамарана с роторным ветродвижителем:

1 — поперечина мостика (фанера s15,2 шт.); 2— платформа мостика (сосна, рейка 60×15); 3 — корпуса роторов; 4—передняя часть корпуса модели катамарана; 5 — киль; 6 — задняя часть корпуса модели катамарана; 7 — рулевое устройство; 8— шайбы; 9 — болт М5; 10 — дистанционная шайба (резина); 11 —гайка М5; 12,17,21,22 — широкие шайбы (сталь); 13 — гайка вентиля (2 шт.); 14 — вентиль с золотником (от велосипедной камеры); 15—резьбовая пробка; 16—уплотнительная шайба (резина); 18 — распорная втулка (дюралюминий); 19 — подшипник (2 шт.); 20 — вал ротора (сталь); 23 — гайка М6; 24 — подшипниковый корпус (дюралюминий)

направляться подчернуть, что роторы на «Калипсо» раскручиваются маленьким запасным двигателем. Но хорошие результаты показывают и устройства, приводимые во вращение воздушным потоком.

В предлагаемой модели катамарана роторы кроме этого раскручиваются потоком воздуха. Любой из роторов представляет собой пластиковую бутылку, на поверхности которой имеется множество лопаток — при обдуве такая бутылка, установленная вертикально на подшипниках, приобретает осевое вращение.

Но, изготовление катамарана имеет суть начать с корпусов — для каждого потребуется две полутора- либо двухлитровые бутылки. Пластиковые сосуды в единый корпус стыкуются донышками и соединяются болтом М5, шайбами и гайкой— двумя металлическими и одной резиновой. Такая стыковка получается очень твёрдой и снабжает полностью правильную центровку.

Дело в том, что донные выступы одного сосуда попадают во впадины другого.

Для таковой стыковки требуются особые инструменты — отвертка с удлиненным жалом и долгий торцевой ключ. Дабы ввести крепеж вовнутрь бутылок, болт, шайбу и гайку возможно прилепить к инструментам простым пластилином.

Схема образования аэродинамической силы при обдуве вращающегося ротора

Киль модели катамарана:

1 — накладка (береза, рейка 12×10, 2 шт.); 2 — пластина (фанера s5)

Корпус ротора (база ротора— пластиковая бутылка емкостью 1,5 либо 2 л)

В пробки всех четырех бутылок вставляются вентили от велосипедных камер — с их помощью корпуса крепятся гайками к поперечинам мостиков. К тому же через вентили возможно простым велонасосом создать в корпусов избыточное давление воздуха, значительно повышающее их жесткость.

Подготовленные так корпуса монтируются в единый катамаран посредством мостика, складывающегося из платформы (сосновая дощечка сечением 60×15 мм) и двух поперечин (фанера толщиной 15 мм). Подробности мостика соединяются долгими шурупами диаметром 4 мм. В поперечинах сверлятся отверстия под вентили.

Готовый мостик ошкуривается, окрашивается и покрывается двумя-тремя слоями паркетного лака.

Киль катамарана вырезается из фанеры толщиной 5 мм, в верхней его части эпоксидной смолой приклеиваются два березовых брусочка. Передняя часть киля имеет скругление, задняя сошлифована на клин. Готовый киль ошкуривается и покрывается двумя слоями паркетного лака. При необходимости, в случае если устойчивость катамарана недостаточна, на конец киля возможно навесить свинцовый бульб.

Крепление киля к платформе мостика — четырьмя шурупами диаметром 4 мм.

Рулевое устройство катамарана складывается из оси румпеля и фанерного рулевого-пера. Последний выгибается из 4-мм металлической проволоки и на одном его финише нарезается резьба М4. Рулевое перо имеет симметричный профиль с округлой передней и заостренной задней кромками.

Отделка пера стандартная: шлифовка, покрытие и окраска паркетным лаком.

Соединение пера с осью-румпелем неразъемное — на эпоксидном клее. Но, в случае если нужно иногда разбирать катамаран, то при вклейке в перо оси резьбу на ней направляться покрыть узким слоем консистентной смазки. По окончании отверждения смолы ось будет легко вывинчиваться из пера.

Крепление рулевого устройства на платформе мостика — парой шайб и гаек.

А сейчас главное — изготовление роторного движителя. Как уже упоминалось, любой из роторов представляет собой шарнирно закрепленную на платформе полутора- либо двухлитровую пластиковую бутылку со множеством отогнутых лопаток на поверхности. При обдуве воздушным потоком таковой ротор начинает вращаться.

Дабы лопатки оказались однообразными и аккуратными, в качестве рабочего инструмента для прорезания стены бутылки-ротора нужно применять электровыжигатель либо самодельный электротерморезак.

Самодельный электротсрморезак:

1 — режущая часть (нихром, проволока d0,5); 2 — фарфоровая колодка (от лампового патрона); 3 — ручка (от напильника); 4 — соединительный двухпроводным шнур

Рулевое устройство:

1 —ось-румпель (сталь, проволока d4); 2— платформа мостика; 3 — гайки М4; 4 — рулевое перо (фанера s6); 5 — шайбы

Последний несложно собрать из древесной ручки от напильника, фарфоровой колодки от патрона лампы накаливания и нихромовой проволоки диаметром 0,5 мм. Питается инструмент от ЛАТРа. Напряжение должно снабжать таковой нагрев нихромовой проволоки, дабы пластик только плавился, но ни за что не горел.

Размечать контуры лопаток на поверхности нужно узким фломастером-маркером по шаблону — жестяной пластине с прорезанным в ней окном по размерам лопатки. Перед вырезкой имеет суть проплавить в окне несколько отверстий, а после этого уже делать прорези по контуру лопатки. направляться учесть, что трудиться терморезаком нужно в прекрасно проветриваемом помещении — оптимальнееу открытого окна.

На подготовленном так роторе лопатки отгибаются примерно на 35°.

Шарнирные узлы роторов должны снабжать их предельно легкое вращение — практически, от мельчайшего ветерка. Сделать это возможно лишь посредством шарикоподшипников. Для двухлитровых бутылок в полной мере подойдут подшипники с диаметрами 18 (внешним) и 6 (внутренним) мм и шириной 6 мм.

Для крепления подшипников в горлышке бутылки нужен корпус из дюралюминия; в горлышке он фиксируется штатной бутылочной пробкой с отверстием диаметром 8 мм. Ступенчатый валик, на котором вращаются подшипники и ротор, — стальной, на платформе мостика он крепится гайкой М6. Дабы обеспечить легкость вращения ротора, перед установкой подшипников в корпус из них направляться удалить консистентную смазку (промыть подшипники в керосине) и нанести машинное масло, предназначенное для швейных автомобилей.

На ходовых опробованиях у верно отрегулированного катамарана роторный движитель легко раскручивается, и суденышко, ориентированное боком к ветру, скоро набирает скорость, машинально выдерживая курс относительно направления ветра. В случае если модель приводится либо уваливается то нужно сместить центр бокового сопротивления перестановкой киля вперед либо назад.

направляться подчернуть, что роторный катамаран может ходить не только курсом галфвинд, в то время, когда ветер дует совершенно верно в борт, но и более полными либо более острыми направлениями. Не смотря на то, что, само собой разумеется, катамаран с хорошим парусом способен идти пара круче к ветру.

И. ТЕРЕХОВ

Случайные записи:

• Волчок на корде
• Взлет не состоится

The Bernoulli effect

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Ротор вместо парашюта

  Общий интерес на соревнованиях ракетомоделистов (первый чемпионат России и открытый чемпионат Азии) привела к модели ротошюта (класс S9А) российского…

• Бутылка под парусом

  Количество вариантов «нецелевого» применения пластиковых бутылок из-под газированных напитков превысило, если судить по публикациям в издании…

• Под парусами нового класса

  Супермодернизация модельного яхтостроения, позванная гонкой за спортивными результатами, вынудила интернациональную судомодельную ассоциацию НАВИГА…

• «Ротор» победителей

  Модель ротошюта. На чемпионате России по ракетомодельному спорту первыми призёрами в классе моделей ротошютов стали Лариса Иванова и Алексей Грязев….