Разработки

АМФИБИЯ НА «ПОДУШКЕ»

05.04.2012

АМФИБИЯ НА «ПОДУШКЕ»Прототипом представляемой амфибийной машины стал аппарат на воздушной подушке (АВП) под названием «Аэроджип», публикация о котором была в журнале «Моделист-конструктор» № 7 за 2007 год. Как и предшествующий аппарат, новая машина - одномоторная, одновинтовая с распределённым воздушным потоком. Эта модель тоже трёхместная, с расположением пилота и пассажиров по Т-образной схеме: пилот впереди посередине, а пассажиры - по бокам, сзади. Хотя ничто не мешает и четвёртому пассажиру расположиться за спиной водителя - длины сиденья и мощности винтомоторной установки вполне хватает.


Новая машина, кроме улучшенных технических характеристик, имеет ряд конструктивных особенностей и даже нововведений, повышающих её надёжность в эксплуатации и живучесть - всё-таки амфибия - «птица» водоплавающая. А «птицей» её называю потому, что и над водой, и над землёй передвигается она всё же по воздуху.

Конструктивно новая машина состоит из четырёх основных частей: стеклопластикового корпуса, пневмобаллона, гибкого ограждения (юбки) и винтомоторной установки.

Ведя рассказ о новой машине, неизбежно придётся повторяться - ведь конструкции во многом схожи.

Корпус амфибии идентичен прототипу как по размерам, так и по конструкции - стеклопластиковый, двойной, объёмный, состоит из внутренней и наружной оболочек. Здесь же стоит отметить, что отверстия во внутренней оболочке в новом аппарате расположены теперь не у верхней кромки бортов, а примерно посередине между ней и днищевой кромкой, что обеспечивает более быстрое и стабильное создание воздушной подушки. Сами отверстия теперь не продолговатые, а круглые, диаметром 90 мм. Их около 40 штук и расположены они равномерно по бортам и спереди.

Каждая оболочка выклеивалась в своей матрице (использованы от предыдущей конструкции) из двух-трёх слоёв стеклоткани (а днище - из четырёх слоёв) на полиэфирном связующем. Конечно, эти смолы уступают винил-эфирным и эпоксидным по адгезии, уровню фильтрации, усадке, а также выделению вредных веществ при высыхании, но имеют неоспоримое преимущество в цене - они значительно дешевле, что немаловажно. Для тех, кто намеревается использовать такие смолы, напомню, что помещение, где проводятся работы, должно иметь хорошую вентиляцию и температуру не менее +22°С.

Рис. 1. Аэроамфибия

Рис. 1. Аэроамфибия:

1 - сегмент (комплект 60 шт.); 2 - баллон; 3 - швартовная утка (3 шт.); 4 - ветровой козырёк; 5 - поручень (2 шт.); 6 - сетчатое ограждение воздушного винта; 7 - наружная часть кольцевого канала; 8 - руль направления (2 шт.); 9 - рычаг управления рулями; 10 - лючок в тоннеле для доступа к топливному баку и аккумулятору; 11 - сиденье пилота; 12 - пассажирский диван; 13 - кожух двигателя; 14 - весло (2 шт.); 15 - глушитель; 16 - наполнитель (пенопласт); 17 - внутренняя часть кольцевого канала; 18 - фонарь ходового огня; 19 - воздушный винт; 20 - втулка воздушного винта; 21 - приводной зубчатый ремень; 22 - узел крепления баллона к корпусу; 23 - узел крепления сегмента к корпусу; 24 - двигатель на мотораме; 25 - внутренняя оболочка корпуса; 26 - наполнитель (пенопласт); 27 - наружная оболочка корпуса; 28 - разделительная панель нагнетаемого воздушного потока

 

Матрицы изготавливались заранее по мастер-модели из таких же стекломатов на той же полиэфирной смоле, только толщина их стенок была побольше и составляла 7 -8 мм (у оболочек корпуса - около 4 мм). Перед выкпейкой элементов с рабочей поверхности матрицы были тщательно убраны все шероховатости и задиры, и она трижды покрывалась разбавленным в скипидаре воском и полировалась. После этого на поверхность распылителем (или валиком) был нанесён тонкий слой (до 0,5 мм) гелькоута (цветного лака) красного цвета.

После его высыхания начался процесс выклейки оболочки по следующей технологии. Вначале с помощью валика восковая поверхность матрицы и одна сторона стекпомата (с более мелкими порами) промазываются смолой, и затем мат укладывается на матрицу и прикатывается до полного удаления воздуха из-под слоя (при необходимости можно сделать и небольшую прорезь в мате). Таким же образом укладываются и последующие слои стекломатов до требуемой толщины (3-4 мм), с установкой, где необходимо, закладных деталей (металлических и деревянных). Излишние лоскуты по краям обрезались при вы-клейке «по-мокрому».

Рис. 2. Оболочки корпуса амфибии

Рис. 2. Оболочки корпуса амфибии:

 

а - внешняя оболочка;

б - внутренняя оболочка;

1 - лыжа(дерево);

2 - подмоторная плита (дерево)

После изготовления по отдельности наружной и внутренней оболочек они состыковывались, скреплялись струбцинами и саморезами, а затем склеивались по периметру полосками промазанного полиэфирной смолой того же стекломата шириной 40 -50 мм, из которого были изготовлены сами оболочки. После присоединения оболочек к кромке лепестковыми заклёпками прикреплялась по периметру вертикальная бортовая планка из 2-мм дюралюминиевой полосы шириной не менее 35 мм.

Дополнительно кусочками пропитанной смолой стеклоткани следует аккуратно проклеить все углы и места вворачивания крепёжных деталей. Наружная оболочка сверху покрыта гелькоутом - полиэфирной смолой с акриловыми добавками и воском, придающими блеск и водостойкость.

 

Стоит отметить, что по такой же технологии (по ней изготавливались наружная и внутренняя оболочки) выклеивались и более мелкие элементы: внутренняя и наружная оболочки диффузора, рули поворота, кожух двигателя, ветроотбойник, тоннель и сиденье водителя. Бензобак (промышленный из Италии) на 12,5 л вставляется внутрь корпуса, в консоль, перед скреплением нижней и верхней части корпусов.

Днище амфибии

Днище амфибии:

 

внутренний оболочка корпуса с выпускными воздушными отверстиями для создания воздушной подушки; выше отверстий - ряд тросовых клипс для зацепления концов платка сегмента юбки; к днищу приклеены две деревянные лыжи

Тем, кто только начинает работать со стеклопластиком, рекомендую начинать изготовление катера именно с этих мелких элементов. Полная масса стеклопластикового корпуса вместе с лыжами и полосой из алюминиевого сплава, диффузором и рулями направления - от 80 до 95 кг.

Готовый стеклопластиковый корпус «Аэроамфибии»Пространство между оболочками служит воздуховодом по периметру аппарата от кормы по обоим бортам к носу. Верхняя и нижняя части этого пространства заполнены строительным пенопластом, который обеспечивает оптимальное сечение воздушных каналов и дополнительную плавучесть (а соответственно и живучесть) аппарату. Куски пенопласта склеивались между собой всё тем же полиэфирным связующим, а к оболочкам приклеивались полосами стеклоткани, тоже пропитанной смолой. Далее из воздушных каналов воздух выходит наружу через равномерно расположенные отверстия диаметром 90 мм в наружной оболочке, «упирается» в сегменты юбки и создаёт под аппаратом воздушную подушку.

К днищу наружной оболочки корпуса для защиты от повреждений приклеены снаружи пара продольных лыж из деревянных брусков, а в кормовой части кокпита (то есть изнутри) - под-моторная деревянная плита.

 

Баллон. Новая модель катера на воздушной подушке имеет чуть ли не вдвое большее водоизмещение (350 - 370 кг), чем прежняя. Этого удалось добиться за счёт установки надувного баллона между корпусом и сегментами гибкого ограждения (юбкой). Баллон выклеен из плёночного на лавсановой основе ПХВ материала Уіпуріап финского производства плотностью 750 г/м2 по форме корпуса в плане. Материал прошёл испытания на больших промышленных судах на воздушной подушке, таких как «Хиус», «Пегас», «Марс». Для повышения живучести баллон может состоять из нескольких отсеков (в данном случае - из трёх, каждый имеет свой клапан наполнения). Отсеки в свою очередь могут разделяться и вдоль пополам продольными перегородками (но такой их вариант исполнения пока ещё только в проекте). При такой конструкции пробитый отсек (или даже два) позволит продолжить движение по маршруту, а тем более добраться до берега для ремонта. Для экономного раскроя материала баллон разделён на четыре секции: носовая, две боркормовая. Каждая секция, в свою очередь, склеивается из двух частей (половинок) оболочки: нижней и верхней - их выкройки зеркально отображённые. В данном варианте баллона отсеки и секции не совпадают.

Рис. 3. Баллон

Рис. 3. Баллон:

а - внешняя оболочка; б - внутренняя оболочка;
1 - носовая секция; 2 - бортовая секция (2 шт.); 3 - кормовая секция; 4 - перегородка (3 шт.); 5 - клапаны (3 шт.); 6 - ликтрос; 7 - фартук

 

По верху баллона приклеен «ликтрос» - полоса из сложенного вдвое материала Vinyplan 6545 «Арктик», с вложенным по сгибу плетёным капроновым шнуром, пропитанным клеем «900И». «Ликтрос» прикладывается к бортовой планке, и с помощью пластмассовых болтов баллон крепится к алюминиевой полосе, закреплённой на корпусе. Такая же полоса (только без вложенного шнура) приклеена к баллону и снизу-спереди («на полвосьмого»), так называемый «фартук» - к которому привязываются верхние части сегментов (язычки) гибкого ограждения. Позднее к передней части баллона был приклеен резиновый бампер-отбойник.

Готовый стеклопластиковый корпус «Аэроамфибии»Мягкое эластичное ограждение «Аэроджипа» (юбка) состоит из отдельных, но одинаковых элементов -сегментов, выкроенных и сшитых из плотной лёгкой ткани или плёночного материала. Желательно, чтобы ткань была водоотталкивающей, не твердела на морозе и не пропускала воздух.

 

Я использовал опять же материал Vinyplan 4126, только плотностью поменьше (240 г/м2), но вполне подойдёт отечественная ткань типа перкаль.

Сегменты имеют несколько меньший размер, чем на «безбаллонной» модели. Выкройка сегмента несложная, и сшить его можно самому даже вручную, либо сварить токами высокой частоты (ТВС).

Сегменты привязываются язычком крышки к ликпазу баллона (два - одним концом, при этом узелки находятся внутри под юбкой) по всему периметру «Аэроамфибии». Два же нижних угла сегмента с помощью капроновых строительных хомутиков подвешиваются свободно к стальному тросику диаметром 2 - 2,5 мм, обхватывающим нижнюю часть внутренней оболочки корпуса. Всего в юбке размещается до 60 сегментов. Стальной трос диаметром 2,5 мм крепится к корпусу посредством клипс, которые в свою очередь притягиваются к внутренней оболочке лепестковыми заклёпками.

Рис. 4. Сегмент

 

Рис. 4. Сегмент

Рис. 4. Сегмент:

1 - платок (материал «Виниплан 4126»); 2 - язычок (материал «Виниплан 4126»); 3 - накладка (ткань «Арктик»)

 

Такое крепление сегментов юбки не намного превышает время замены вышедшего из строя элемента гибкого ограждения, по сравнению с предыдущей конструкцией, когда каждый крепился по отдельности. Но как показала практика, юбка оказывается работоспособной даже при выходе из строя до 10% сегментов и частой замены их и не требуется.

Рис.5 Схеммы крепления баллона и сегментов к оболочкам корпуса

Рис.5 Схеммы крепления баллона и сегментов к оболочкам корпуса:

1 - наружная оболочка корпуса; 2 - внутренняя оболочка корпуса; 3- накладка (стеклопластик) 4 — планка (дюралюминий, полоса 30х2); 5 - шуруп-саморез; 6 - ликтрос баллона; 7 - пластмассовый болт; 8 - баллон; 9 - фартук баллона; 10 - сегмент; 11 - шнуровка; 12 - клипса; 13-хомут(пластмассовый); 14-трос d2,5; 15-вытяжнаязаклёпка; 16-люверс

Винтомоторная установка состоит из двигателя, шестилопастного воздушного винта (вентилятора) и трансмиссии.

 

Двигатель - РМЗ-500 (аналог «Ротакс 503») от снегохода «Тайга». Выпускается ОАО «Русская механика» по лицензии австрийской фирмы Rotax. Мотор двухтактный, с лепестковым впускным клапаном и принудительным воздушным охлаждением. Зарекомендовал себя как надёжный, достаточно мощный (около 50 л.с.) и не тяжёлый (около 37 кг), а главное -сравнительно недорогой агрегат. Топливо - бензин марки АИ-92 в смеси с маслом для двухтактных двигателей (например, отечественное МГД-14М). Средний расход топлива - 9 - 10 л/ч. Смонтирован двигатель в кормовой части аппарата, на мотораме, прикреплённой к днищу корпуса (а точнее -к подмоторной деревянной плите). Моторама стала выше. Это сделано для удобства очистки кормовой части кокпита от снега и льда, которые попадают туда через борта и скапливаются там, и замерзают при остановке.

Рис. 6. Трансмиссия и узлы крепления винтомоторной установки

Рис. 6. Трансмиссия и узлы крепления винтомоторной установки:

1 - выходной вал двигателя; 2 - ведущий зубчатый шкив (32 зуба); 3 - зубчатый ремень; 4 - ведомый зубчатый шкив; 5 - гайка М20 крепления оси; 6 - дистанционные втулки (3 шт.); 7 - подшипник (2 шт.); 8 - ось; 9 - втулка винта; 10 - задняя подкосная опора; 11 - передняя надмоторная опора; 12 — передняя подкосная опора-двунога (на чертеже не показана, см. фото); 13 - наружная щёчка; 14 - внутренняя щёчка

Воздушный винт - шестилопастный, фиксированного шага, диаметром 900 мм. (Была попытка установить два пятилопастных соосных винта, но она оказалась неудачной). Втулка винта -дюралюминиевая, литая. Лопасти - стеклопластиковые, с напылением гелькоутом. Ось втулки винта была удлинена, хотя на ней остались прежние подшипники 6304. Смонтирована ось на стойке над двигателем и закреплена здесь двумя распорками: двухлучевой - спереди и трёхлучевой - сзади. Перед винтом расположена сетчатая решётка ограждения, а сзади - перья воздушного руля.

Передача крутящего момента (вращения) с выходного вала двигателя на втулку воздушного винта осуществляется через зубчатый ремень с передаточным отношением 1:2,25 (ведущий шкив имеет 32 зуба, а ведомый - 72).

Воздушный поток от винта распределён перегородкой в кольцевом канале на две неравные части (примерно 1:3). Меньшая его часть идёт под днище корпуса на создание воздушной подушки, а большая - на образование пропульсивной силы (тяги) для передвижения. Несколько слов об особенностях вождения амфибии, конкретно - о начале движения. При работе двигателя на холостом ходу аппарат остаётся неподвижным. При увеличении числа его оборотов, амфибия сначала приподнимается над опорной поверхностью, а затем начинает движение вперёд при оборотах от 3200 - 3500 в минуту. В этот момент важно, особенно при трогании с грунта, чтобы пилот сначала приподнял заднюю часть аппарата: тогда кормовые сегменты ни за что не зацепятся, а передние проскользят по неровностям и препятствиям.

Рис. 7. Подмоторная рама

 

Рис. 7. Подмоторная рама

Рис. 7. Подмоторная рама:

1 - основание (стальной лист s6, 2 шт.); 2 - портальная стойка (стальной лист s4,2 шт.); 3 - перемычка (стальной лист s10, 2 шт.)

Управление «Аэроджипом» (изменение направления движения) осуществляется аэродинамическими рулями направления, закреплёнными шарнирно за кольцевым каналом. Отклонение руля производится посредством двухплечего рычага (руля мотоциклетного типа) через итальянский боуденовский трос, идущий к одной из плоскостей аэродинамического руля. Другая плоскость соединена с первой жёсткой тягой. На левой рукоятке рычага закреплена манетка управления дроссельной заслонкой карбюратора или «курок» от снегохода «Тайга».

Рис. 8. Схема рулевого управления


Рис. 8. Схема рулевого управления:

1 - руль; 2 - боуденовский трос; 3 - узел крепления оплётки к корпусу (2 шт.); 4 - боуденовская оплётка троса; 5 - рулевая панель; 6 - рычаг; 7 - тяга (качалка условно не показана); 8 - подшипник (4 шт.)

 

Торможение осуществляется «сбросом газа». При этом пропадает воздушная подушка и аппарат корпусом ложится на воду (или лыжами - на снег или грунт) и останавливается за счёт трения.

Электрооборудование и приборы. Аппарат снабжён аккумуляторной батареей, тахометром со счётчиком моточасов, вольтметром, индикатором температуры головки двигателя, галогенными фарами, кнопкой и чекой выключения зажигания на руле и др. Двигатель запускается электростартёром. Возможна установка любых других приборов.

Амфибийный катер получил название «Рыбак-360». Он прошёл ходовые испытания на Волге: в 2010 г. на слёте компании «Велход» в посёлке Эммаус под Тверью, в Нижнем Новгороде. Участвовал по просьбе Москомспорта в показательных выступлениях на празднике, посвящённом дню ВМФ в Москве на Гребном канале.

 

Технические данные «Аэроамфибии»:

Габаритные размеры, мм:
длина................................................................................3950
ширина.............................................................................2400
высота...............................................................................1380
Мощность двигателя, л.с.......................................................52
Масса, кг...............................................................................150
Грузоподъёмность, кг..........................................................370
Запас топлива, л......................................................................12
Расход топлива, л/ч........................................................9 — 10
Преодолеваемые препятствия:
подъём, град.........................................................................20
волна, м..............................................................................0,5
Крейсерская скорость, км/ч:
по воде..................................................................................50
по грунту..............................................................................54
по льду..................................................................................60

 

М. ЯГУБОВ Почётный изобретатель г. Москвы





Рекомендуем почитать
  • СНЕГОХОД «МОРЖОНОК»
    СНЕГОХОД «МОРЖОНОК»Эта машина спроектирована и построена юными умельцами и ДЮТ Горьковского авиазавода им. С. Орджоникидзе под руководством педагога Л. Н. Писаревского. Ребята поставили перед собой задачу — создать снегоход с обычным мопедным двигателем и высокой проходимостью по рыхлому снегу.

Комментарии 

 
0 #1 Александр 28.12.2012 19:18
Машинка класная.купил бы но ...., дурная голова рукам покоя не дает. Посмотрел в интернете.Вариантов всего два. Есть варианты сделать проще. Скорее всего Вы эти варианты пробовали.Не хочется наступать на те же грабли.У меня своя мастерская со станками,можно черта сделать, но мне 57. Если можете, помогите.
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.