Skrzydło pod wodą. Rysunek, opis

MODELOWANIE
Darmowa biblioteka / Katalog / Modelowanie

Skrzydło pod wodą. Wskazówki dla modelarza

Modelowanie

Katalog / Sprzęt do sterowania radiowego

Wydawałoby się, co może być lepszego niż śmigło! Od dziesięcioleci wiernie służy człowiekowi, przewożąc szeroką gamę statków, od prostych statków wycieczkowych po gigantyczne supertankowce. Dobrze rozwinięta teoria i metody obliczeniowe pozwalają na dokładne dobranie śruby napędowej do każdego projektowanego statku.

Ale ten szeroko stosowany i dobrze zbadany pojazd ma godnych rywali. To armata wodna, śmigło i śmigło łopatkowe. Niedawno francuscy wynalazcy zaproponowali niezwykły mechanizm - hydropuls. Eksperymenty laboratoryjne wykazały, że wytwarzany przez niego ciąg jest większy niż w przypadku śmigieł o tej samej mocy. Jak dotąd nie ma danych na temat wykorzystania hydropulsu przy dużych prędkościach, ale autorzy uważają, że w tym przypadku nie ustąpi on śmigle „dziadka”. Za nowym wynalazkiem przemawia fakt, że oprócz budowy łodzi eksperymentalnej jedno z przedsiębiorstw firmy Renault planuje produkcję jednostki pływającej z tym urządzeniem i silnikiem o mocy 300 kW.

Skrzydło pod wodą

Co to jest hydropuls? Jest to kanał prostokątny, w którym poruszający się pionowo pręt naprzemiennie dociska płytkę w kształcie skrzydła do górnej lub dolnej ściany. Zawieszony jest obrotowo na jednej trzeciej cięciwy od czubka profilu. W tylnej części kanału zastosowano amortyzatory chroniące przed mocnymi uderzeniami, a wzdłuż krawędzi natarcia są one „rozciągnięte” na całej długości, pełniąc tym samym funkcję uszczelki.

Wyobraźmy sobie teraz, że skrzydło, które zajmuje całą powierzchnię poziomego odcinka kanału, jest dociśnięte do jego górnej ściany. Pręt zaczyna naciskać w dół. Ze względu na rozbieżność między punktem zawieszenia płyty a jej środkiem, krawędź natarcia najpierw zacznie się oddalać od „sufitu”. Do powstałej szczeliny zasysana jest woda. Po oddzieleniu krawędzi spływu od ściany górnej skrzydło przesuwa się w dół ze stałym kątem natarcia względem nadpływającego strumienia. Siła rozciągająca wytwarzana jest w zależności od siły przyłożonej do pręta i kąta natarcia. Następnie krawędź natarcia styka się z dolną ścianą kanału, a woda zostaje wyrzucona ze szczeliny, która jest otwarta do tyłu. Ostatecznie cała płyta spoczywa na dolnej powierzchni. Łodyga zaczyna się unosić i ten sam cykl się powtarza.

Skrzydło pod wodą
Ryż. 1. Konstrukcja śmigła: 1 - obudowa kakala, 2 - drążek napędowy skrzydła, 3 - skrzydło, 4 - amortyzator tylny, 5 - amortyzator przedni pasowy

Skrzydło pod wodą
Ryż. Rys. 2. Schemat działania hydropulsu: A – faza początkowa, B – krawędź natarcia skrzydła odsuwa się od ściany kanału, a do utworzonej szczeliny zasysana jest woda, C – skrzydło porusza się w dół, odpychanie wody, D - skrzydło krawędzią natarcia opiera się o ścianę kanału i wyciska wodę ze szczeliny, D to faza końcowa, jednocześnie początek kolejnego cyklu

Jak widać z opisu, ciąg generowany jest w każdej fazie ruchu skrzydła. Wyróżnia się dwie składowe: ciąg hydrodynamiczny, gdy obowiązują te same prawa, co podczas pracy śmigła, oraz ciąg uzyskiwany podczas zasysania i wyrzucania wody przez pompę objętościową „kanałowo-skrzydłową”.

Zwróć uwagę na wysokość i powierzchnię kanału w porównaniu ze średnicą i powierzchnią tarczy śrubowej. Przecież wysokość kanału (średnica śruby) określa ważny parametr - zanurzenie statku. Oczywiste jest, że hydropuls może zajmować całą szerokość rufy. Przy takim samym zanurzeniu konieczne byłoby zamontowanie kilku śmigieł, zachowując przy tym ten sam przekrój wyrzucanego strumienia wody. Zaletą nowego urządzenia jest to, że ma duże możliwości adaptacyjne, ponieważ możliwa jest zmiana powierzchni skrzydeł i ich liczby bez radykalnych zmian w napędzie. W przypadku śrub okrętowych o tej średnicy możliwość zmiany ich parametrów jest znacznie mniejsza.

A każdy projektant czy technolog potwierdzi Ci, że do produkcji hydropulsu nie potrzeba tak skomplikowanych i precyzyjnych maszyn jak do śmigieł.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa nowy napęd, na zewnątrz przypominający nieruchomą skrzynkę, sprawi znacznie mniej problemów podczas spotkania z nim w wodzie niż obracające się śmigło.

Podczas manewrowania w celu zmiany kierunku ciągu na przeciwny można zastosować deflektor opadający, obrót kanału o 180 lub dodatkowy drążek zwrotny, który w razie potrzeby dociska krawędź spływu skrzydła do dolnej ściany kanału. Kierunek ruchu statku można kontrolować za pomocą konwencjonalnego koła sterowego lub poprzez obrót całego urządzenia o wymagany kąt wokół osi pionowej. Należy zaznaczyć, że hydropuls w odróżnieniu od silnika zaburtowego umożliwia obrót o 360°.

Skrzydło pod wodą
Ryż. 3. Dwie możliwości odwrócenia ciągu: A - za pomocą deflektora opadającego, B - za pomocą dodatkowego drążka

Skrzydło pod wodą
Ryż. 4. Układ modelu łodzi z hydropulsem: 1 - akumulatory, 2 - wyłącznik, 3 - silnik elektryczny, 4 skrzynia biegów, 5 - mechanizm korbowy, 6 - hydropuls, 7 - ster

W modelach można zalecić napęd z silnika spalinowego lub silnika elektrycznego za pomocą korbowodu sprzęgniętego z korbowodem. Przy małych rozmiarach skrzydeł łatwiej jest obejść się bez skrzyni biegów. Instalacja jest bardzo dobrze zmontowana z silnikiem parowym tłokowym. W tym przypadku nie ma potrzeby wprowadzania ogniw łączących: tłok silnika parowego jest sztywno połączony z tłoczyskiem.

Osobom zainteresowanym tym artykułem radzimy zastanowić się, jaki rodzaj statku będzie najodpowiedniejszy do zainstalowania na nim opisywanego urządzenia. Może katamaran? Tutaj możesz wykorzystać całą szerokość statku, a wlot kanału nie będzie zasłonięty przez kadłub jadący dalej.

Jeżeli zbudujesz działający model z urządzeniem napędowym typu „hydropuls” napisz do nas. Wszyscy czytelnicy będą zainteresowani wynikami Twojego eksperymentu.

Autor: W.Iwanow

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Modelowanie:

▪ Produkcja Caterpillar

▪ Walka z zakłóceniami radiowymi

▪ Produkcja bandaży

Zobacz inne artykuły Sekcja Modelowanie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Elektryczna łódź podwodna dla turystów 28.10.2021

U-Boat Worx z Holandii zaprezentował elektryczną łódź podwodną, która dzięki dużej prędkości i łatwej obsłudze jest w stanie konkurować szybkością z aktywnym organizmem morskim i produktami konkurencji. Model Super Sub jest trzykrotnie szybszy niż przeciętna turystyczna łódź podwodna.

Na przykład komercyjny okręt podwodny Triton 3300/6 rozwija pod wodą tylko 3 węzły (5,5 km/h), a superopływowy model DeepFlight Dragon – 4 węzły (7,4 km/h). To czasami nie wystarczy, aby podziwiać życie morskie - na widok „dużej ryby” mieszkańcy morza wolą uciekać z dużą prędkością.

Możesz dogonić podwodną faunę i dobrze się przyjrzeć tylko na szybkiej łodzi podwodnej. Super Sub rozwija się fantastycznie jak na tę klasę urządzeń 8 węzłów (14,8 km/h). Jednak wielkie białe rekiny potrafią poruszać się pod wodą trzy razy szybciej, nie mówiąc już o prawdziwych „mistrzach”, takich jak żaglica.

Oprócz układu napędowego o mocy 60 kW i hydrodynamicznej konstrukcji, Super Sub może pochwalić się trzymiejscową kabiną bąbelkową z doskonałą widocznością, automatyczną kontrolą kursu i głębokości oraz innymi inteligentnymi funkcjami. Akumulator o pojemności 62 kWh jest w stanie pracować do 8 godzin pod wodą bez doładowywania, a jeśli coś pójdzie nie tak, zgodnie z planem, system podtrzymywania życia utrzyma akceptowalne warunki do życia przez 96 godzin. Jednocześnie głębokość zanurzenia łodzi podwodnej nie przekracza 300 m.

Model Super Sub będzie dostępny od 2023 roku i stanie się główną platformą do tworzenia łodzi podwodnych – planowanych jest kilka wariantów.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Biodegradowalny materiał z pestek oliwek

▪ Lepiej, żeby syrena syknęła niż wyła

▪ Globalna mapa satelitarna lasu deszczowego

▪ LT5522 - mikser przenoszenia sygnału częstotliwości

▪ Dyski twarde HGST Ultrastar He 6 TB z helem

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Uziemienie i uziemienie. Wybór artykułu

▪ artykuł Rabindranatha Tagore. Słynne aforyzmy

▪ Artykuł Jakiego słowa nie powinni wypowiadać posłowie do parlamentu Australii Południowej? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Elektryk do naprawy i konserwacji sieci oświetleniowych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Otrzymywanie olejków eterycznych przez destylację. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Wykorzystanie konwencjonalnych kondensatorów w montażu powierzchniowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn