Ветромобиль

29 Ноябрь 2011
By

Резкий рост парка машин ускоряет опустошение запасов нефти и газа, все активнее вредит природе. Но без транспорта ведь тоже нельзя. Как быть?
Прежде всего, строить более экономичные двигатели и использовать альтернативные виды энергии — солнца, ветра. Но солнце светит не всегда, да и ветер: то есть, то нет. Так что транспорт со временем, скорей всего, станет «всеядным» — что имеется в данный момент, то и послужит источником энергии. А вот для того чтобы создать подобные машины, нужно испытать все виды энергии.


Автомобили бензиновые, работающие на газе, электричестве — видели все, некоторые из вас любовались даже солнечными электромобилями, но вот вет-ромобиль не встречали наверняка. Между тем некоторым моделистам известна кинематическая схема такой машины, и были попытки построить действующую модель, но материалы были тяжелыми и эффективность модели оказалась очень мала. В самом слове «ветромобиль» есть объяснение принципа действия. Самым распространенным движителем такого вида транспорта является, наверное, парус. Он проверен временем, но неудобен в управлении, очень зависит от направления ветра, а габариты его совершенно неприемлемы для такой модели. Еще один ветродвижитель — винт, но он тоже нас не устроит. Размером винты значительно меньше, чем паруса, но работают только с подветренной стороны. Остается ротор. Он работает независимо от того, откуда дует ветер, силу ветра преобразует в крутящий момент, обладает небольшими размерами, прост по конструкции и легок в исполнении. С ротором модель сможет двигаться против ветра, есть возможность привода на ведущие колеса.
Мощность машины будет зависеть от силы ветра, а скорость — от передаточного числа редуктора. Крутящий момент на валу ротора, в любом случае, будет настолько мал, что, если отношение в редукторе будет равно 1:1, модель сможет тронуться только при довольно сильном ветре, равном 4 — 5 м/сек. И конечно, не против ветра, поэтому самым оптимальным, видимо, будет передаточное отношение редуктора 1:5 или 1:6; скорость при этом упадет, зато значительно возрастет крутящий момент на колесах. Данные цифры относятся только к той модели, которая представлена на наших чертежах. Если вы построите модель другой формы, с другими отношениями площади кузова и размерами ротора, то и передаточное число редуктора придется сделать другим.


Теперь несколько слов о редукторах. Наилучшим для модели был бы редуктор с коническими шестернями (рис. 2), но подобрать пару с определенным отношением непросто, да и конструкция кронштейна для осей шестерен потребует высокой точности. Угловую шестеренчатую передачу можно сделать, используя только одну заводскую деталь — цилиндрическую шестерню, а ведомую изготовить самостоятельно (рис. 3). С такими шестернями кронштейн осей сделать значительно проще, но и в первом, и во втором варианте для передачи крутящего момента на колеса потребуется дополнительная шкивная связь, а это лишние потери на трение в системе.
Доступнее всего вариант с использованием ведущего цилиндра, пассика и шкива на валу колес (рис. 4), где до минимума сведено количество деталей, да и конструкция кронштейна ведущего цилиндра очень проста.

 

Воздушный ротор нашей модели спрятан в кабине и не нарушает ее общий вид. Изготовить его можно из тонкого картона и двух слоев ватмана. Осью ротора послужит любой металлический стержень Ø 2…2,5 мм. Стержень лучше взять стальной или латунный. Для прочной связи ротора с осью следует припаять оловом тонкие отрезки проволоки Ø 0,2…0,25 мм на расстоянии немногим меньше высоты ротора (см. рис. 8). Концы проволоки вклейте между двумя слоями ватмана, из которого вырезаны лопасти ротора. Собранный таким способом ротор не будет проворачиваться на оси. Нижний конец оси заточите под конус (см. рис. 8).
Ротор устанавливается на несущей пластине, в отверстии диаметром, равным диаметру оси. С нижней стороны пластины закреплен кронштейн. В нижней части кронштейна находится опорная втулка, которая может регулироваться по высоте (см. рис. 4). Пластину и кронштейн лучше изготовить из алюминия (пластину — из твердого сплава типа ДТ-3, а кронштейн — из мягкого). В качестве опорной втулки можно подобрать небольшой винт и просверлить в нем глухое отверстие. Кронштейн закрепите на пластине так, чтобы отверстие на ней было соосно отверстию во втулке.
Ротор установите нижней частью оси в отверстие пластины. На уровне кронштейна наденьте на ось резиновую трубочку (внатяг), чтобы внешний диаметр ее составил 3,5…4 мм. Обрежьте резиновую трубочку на расстоянии 4…5 мм от края оси. Зазор от резиновой трубки до несущей пластины должен быть 1 мм.
Итак, ось ротора опирается заостренным концом в «донышко» отверстия втулки. Трение во втулке минимальное. Резиновая трубка, надетая на ось ротора, не позволяет оси выскочить из нижней опорной втулки и играет роль ведущего цилиндра модели.
Задний ведущий мост модели (рис. 7) — это тонкая металлическая ось с закрепленными посередине шкивом и колесами на концах. Шкив выполнен из круглых пластин органического стекла, скленных между собой. Втулку шкива можно сделать из обрезка корпуса шариковой ручки. Колеса — из легких материалов (дерево, жесткий пенопласт). Пассик сделайте из резиновой нити, а концы скрепите швейной ниткой наподобие «бандажа» (см. рис. 4).
Нижнюю часть корпуса модели — она тоже должна быть легкой — можно вырезать из бруска пенопласта. Сначала ножом придайте корпусу общие очертания, а затем напильниками доведите форму кузова до готовности. Внутри корпуса вырежьте необходимые пазы и углубления для установки скоб крепления переднего и заднего моста, а также вырежьте колесные ниши (рис. 5).
Крышу и стойки вырежьте из тонкого картона, согните, как показано на рисунке. Затем вырежьте из пенопласта заготовку для крыши и боковых сторон верхней части кузова (см. рис. 6). Придайте им необходимую форму и подгоните крышу с боковыми сторонами, чтобы в месте соединения не было щелей. Готовые детали верхней части кузова скрепляются с нижней после установки ветродвигателя.
При необходимости нижнюю и верхнюю части кузова можно сделать полностью из тонкого картона или скленного в несколько слоев ватмана, правда, внешне модель будет значительно скромней. Корпус модели из бумаги лучше красить аэрографом, чтобы кузов не покоробился. Модель из пенопласта можно красить кистью, но предварительно зашпаклюйте поры водоэмульсионной шпат левкой.

 

 


Скобы для крепления переднего и заднего мостов (рис. 9) вырежьте из жестяной банки от газировки и приклейте к кузову водоэмульсионным клеем.
Разница между скобами лишь в том, что ведущая ось держится в пазах только на натяжении резинового пассика. Это сделано для того, чтобы можно было в любой момент снять или надеть пассик.
Перед установкой пассика внимательно изучите рисунок 4. Сначала отверните опорную втулку оси ротора. Затем накиньте на ведущий цилиндр виток пассика, строго следуя рисунку, и заверните опорную втулку. В заключение наденьте петлю пассика на шкив ведущего моста и вставьте оси колес в пазы крепежной скобы на кузове.
Готовую модель поставьте на колеса и осторожно покрутите ротор. Если ведущие колеса не крутятся, значит, ведущий цилиндр проворачивается в витках пассика, и последний необходимо укоротить. Но слишком короткий пассик, хоть и обеспечит хорошую передачу, в то же время создаст большое трение, и ротору тяжело будет двигать модель. Поэтому длину пассика подберите опытным путем.
Ю. Скопкин, Журнал Левша №3-07г.

Статьи по теме: Музей на столе

Tags: , ,

Оставить комментарий


Ссылки: