Ветротурбоход

6 Октябрь 2010
By


Что такое турбина, вы, конечно, знаете. Она вырабатывает электрический ток на электростанциях. Как первичный двигатель, с успехом применяется в авиа-, судо- и даже автостроении. Знакомы вы и с гребным винтом. Так вот, на нашем ветротурбоходе они работают в паре. Ветер вращает турбину, а она, в свою очередь, гребной винт. А чтобы судно имело меньшее сопротивление, оно поставлено на поплавки. Оригинальное конструкторское решение, не правда ли: и горючего не надо, и с экологией все в порядке. Правда, на море бывает штиль. Как взрослые конструкторы решили эту проблему, мы не знаем. Предлагаем установить аккумуляторы, которые будут питать двигатель гребного     винта    в    безветренную погоду. А подзаряжать их будет та же турбина. Что ж, рассуждения юного кораблестроителя не лишены здравого смысла. Но давайте сначала построим упрощенную модель. Как видите, она без корпуса и палубных надстроек. Главное ведь в ветротурбоходе — узел «турбина — гребной винт». О нем и поговорим.

Работу начнем с турбины 4. Она должна быть легкой, иначе для удержания модели на плаву надо увеличивать размеры поплавков, а стало быть, и сопротивление движению.
Думаем, диаметр 205 мм для турбины вполне достаточный, а барабан выберем толщиной 85 мм.
Турбина собираете я из двух дисков и шести лопаток. Для дисков используйте тонкий картон, а лопатки вырежьте из чертежной бумаги. Прежде чем приклеивать их к нижнему диску, наметьте прорези, как показано на рисунке. Это ответственная операция, от нее зависит работа турбины. Когда клей высохнет и вы убедитесь, что лопатки прочно закреплены, приклеивайте         верхний диск. Шилом проколите отверстия под вал, укрепите эти места жестяными шайбами, приклеив их клеем  БФ-2  или «Момент».

Теперь займемся кожухом 3. Он сделан в виде флюгера. Догадались почему? Чтобы лопатки турбины всегда располагались по ветру.   Проще   всего   кожух   спаять из тонкой проволоки (нижние перемычки пока не спаивайте — они понадобятся, чтобы насадить кожух при сборке на втулку). Цилиндрическую и хвостовую части обклейте тонкой бумагой или фольгой, как показано на рисунке. Примерьте кожух на турбину, наметьте отверстия под вал 5. Им может быть ровная стальная спица.
Надводный корпус модели 7 и поплавки 9 проще всего сделать из пенопласта. Они соединены между собой проволочными раскосами 2, укрепленными на жестяных хомутах 6. Чтобы те надежнее держались на корпусе, сделайте в нем неглубокую проточку (см. рис.).
Теперь приступим к изготовлению гребного винта. Как известно, число и профиль сечения его лопастей зависят от типа и назначения судна. Для нашей модели подойдет двух- или трехлопастный выпуклый винт. Расскажем,   как  сделать   трехлопастный.

На листе жести или тонкой латуни проведите циркулем окружность диаметром 50—65 мм. Не меняя раствора циркуля, разделите ее на три равные части. Полученные точки соедините с центром. Затем вырежьте заготовку по окружности и сделайте по радиальной разметке прорези, не доходя до центра 3— 4 мм. Это будущие лопасти. Крылья их заовальте. Из велосипедной спицы сделайте вал. Один его конец длиной 3 мм согните под прямым углом. В центре заготовки винта просверлите отверстие. Наденьте его на отогнутый конец вала и припаяйте. Место пайки хорошенько зачистите напильником и мелкой наждачной бумагой. Чтобы винт лучше отбрасывал воду, отогните лопасти в сторону на 30—35°. Еще лучше, если вы сумеете придать им выпуклый профиль. Теперь подбери,  по диаметру вала муфту-держатель, припаяйте к ней раскосы.

Остается вырезать из пенопласта рули 10. Вы спросите: почему они такие сложные? Не проще ли воспользоваться полосками жести, прикрепив их к поплавкам? Конечно, можно поступить и так. Но пенопластовые рули-самолетики  увеличивают плавучесть модели и благодаря горизонтальному оперению улучшают ее остойчивость. Так что лучше потрудиться. А кроме того, размеры и рулей, и поплавков придется подобрать экспериментальным путем, поскольку они зависят  от веса  надводной  части.

Несколько слов о сборке. Установите турбину 4 с кожухом 3 на валу 5 так, чтобы верхний конец вала слегка возвышался над кожухом. Снимите кожух и по отметкам закрепите пайкой вал на турбине. На свободный его конец наденьте целлулоидную шайбу — она будет выполнять роль подшипника. Затем, оставив зазор 1—1,5 мм, припаяйте к валу опорную  шайбу   11.

Из кусочка пластмассы сделайте втулку 12 и установите в ее проточке опорное кольцо кожуха. Чтобы кожух свободно вращался, набейте паз втулки густой смазкой. Теперь можно устанавливать на вал корпус 7 в сборе с поплавками и рулями (раскосы 2 крепятся к поплавкам гайками 8). Заклейте бумагой верхнюю поверхность кожуха и спускайте модель на  воду.

«А гребной винт?!» — спросите вы. Его установкой мы сейчас и займемся. Соедините ниппельной резиновой трубкой валы турбины и винта. Спустите винт в воду так, чтобы лопасти полностью погрузились, и зафиксируйте гребной вал пайкой в этом положении.
Теперь можно испытывать модель на ходу. Дождавшись ветра, отпускайте ее в плавание. Независимо от его направления ваш ветротурбоход всегда будет идти вперед  (см.  позиции  А  и Б).

Tags:

Оставить комментарий


Ссылки: