Вездеход — шнекоход

on

Фамилия, имя: Рыбин Степан

Образовательное учреждение: МБОУ "Лицей №87 имени Л.И.Новиковой"

Московский район

3 класс

Руководитель: , Галатонова Татьяна Евгеньевна, учитель технологии

Номинация: Транспортные средства

Видео вездехода-шнекохода находится на канале

https://www.youtube.com/watch?v=jHd0zWoIv-g

 

1. Вступление
С каждым годом все интенсивнее идет освоение труднодоступных районов нашей страны, хранящих в своих недрах запасы полезных ископаемых. Разыскивают такие места геологи, которым приходится преодолевать сотни и тысячи километров непроходимой тундры, форсировать болота и топи, не замерзающие даже в суровые зимы реки и глубокие снега.
В этом им помогают различные транспортные машины — гусеничные вездеходы-амфибии, автомобили высокой проходимости, вертолеты и самолеты. И тем не менее в особо сложных условиях даже эта техника часто оказывается бессильной. Даже гусеничные вездеходы не могут пройти по болотной топи. А воздушный транспорт (вертолёт) сильно зависит от погодных условий и не может использоваться, когда погода нелётная. Тогда приходится использовать вьючных животных, оленьи упряжки, а порой пробираться пешком, надев охотничьи лыжи или снегоступы.
Поэтому понятно стремление изобретателей разработать конструкцию вездехода с двигателем, который обеспечивал бы самую высокую проходимость в любых погодных условиях. И такой двигатель существует – это шнековый или винтовой двигатель.
Что же представляет собой сам шнек? Внешне он напоминает винт в мясорубке: труба или баллон, на которую навито спиральное ребро. Вездеход оборудуется двумя или более шнеками. При вращении они отталкиваются от кашеобразной или жидкой субстанции, по которой движется вездеход, и продвигают его вперед.
Шнекоходу не страшно ничего! Там, где вязнет болотоход, где из-за неровностей рельефа не может пройти судно на воздушной подушке, шнекоход будет медленно, но верно продираться вперед. Для спасательных операций в условиях, северных болот, он может стать незаменимым помощником. Кроме того, полые роторы-шнеки могут служить поплавками, превращая вездеход в плавающую амфибию.
У этого шнекового двигателя есть своя довольно долгая история. Его появление относят к 1900 г., когда русскому изобретателю Ф. Дергинту был выдан патент на сани, приводимые в движение шнеком.
Наиболее известным и эксплуатирующимся по сей день шнекоходом является советский шнекоход — ЗИЛ-2906. С 1980 по 1991 год на заводе имени Лихачева было построено 20 таких поисково-спасательных комплексов повышенной проходимости под названием «Синяя птица». Заказчиком «Синей птицы» выступило конструкторское бюро им. С.П.Королева, которое занималось разработкой советских космических кораблей. Основным назначением комплекса было спасение космонавтов после приземления. В состав комплекса входили пассажирский автомобиль ЗиЛ-49061, грузовой вездеход ЗиЛ-4906 и собственно снегоболотоход-шнекоход. Последний помещался в кузов грузовика и выгружался в случае необходимости.
К сожалению, помимо неоспоримых преимуществ, у шнекохода есть единственный но очень существенный недостаток — это полная неспособность шнекохода передвигаться по хотя бы чуть-чуть твердой поверхности. Как только шнек «чувствует» землю, машину начинает сносить в сторону и трясти. Именно по этой причине шнекоходы так и не получили широкого распространения.

2. Цель
Целью данной работы является постройка и испытание вездехода-шнекохода с дистанционным управлением. Мне хочется построить действующую модель шнекохода и проверить на практике его сильные и слабые стороны.

3. Описание модели шнекохода.
Рассмотрим чертёж будущего шнекохода. Основа конструкции это два шнека – газового баллона с навитыми ребрами , которые вращаются одновременно. При вращении валов шнекоходу передаётся поступательное движение вперёд или назад, в зависимости от направления вращения валов.

4. Постройка шнекохода.
Корпус и кабина шнекохода сделаны из трёхслойной фанеры. Детали выпиливались лобзиком и обрабатывались наждачной бумагой (шкуркой). Между собой детали склеены термоклеем, при помощи термопистолета.

Стойки для крепления шнеков и моторов к корпусу тоже выпилены из фанеры и крепятся к корпусу при помощи отрезков алюминиевого профиля квадратного сечения.

Крепление несъемных деталей выполнялось при помощи вытяжных заклёпок. Детали, которые необходимо снимать крепились при помощи винтов с гайками.

Шнеки модели изготовлены из аэрозольного баллончика от освежителя воздуха. После того как из баллона был выпущен весь газ, в нем были просверлены два отверстия, через которые закреплена ось вращения баллонов – металлическая шпилька диаметром 4 мм.

Главная часть шнека — винтовая спираль сделана из медного изолированного провода. Сначала провод изгибался в виде пружины. Затем полученная спираль закреплялась на поверхности баллонов при помощи суперклея. Для закрепления концов спирали на баллоне просверлены два отверстия: одно в передней части, а другое в задней. В эти отверстия вставлены и заклеены концы спирали.
Всего было сделано две пары шнеков, с одной и двумя спиралями. На шнеках использовалась проволока различного сечения.

5. Электрооборудование шнекохода.
Самая главная часть шнекохода это электродвигатель с мощным металлическим редуктором. Этот металлический редуктор был заказан в интернет-магазине. Напряжение питания электро-двигателя составляет 6 В, скорость вращения эл. двигателя несколько тысяч оборотов в минуту. Вращение от вала двигателя поступает на редуктор, который замедляет скорость, но увеличивает силу вращения. Выходной вал редуктора вращается с частотой 90 оборотов в минуту.

Питание шнекохода осуществляется от литий-полимерного аккумулятора напряжением 12 В, который находится в дистанционном пульте управления.

Для подключения аккумулятора используется стандартный переключатель – тумблер.

В цепи аккумулятора установлен предохранитель, который защищает аккумулятор и провода от перегрева в случае короткого замыкания.

В качестве фар шнекохода используются светодиоды. Передние фары зажигаются при движении вперёд, а задние стоп-сигналы при движении назад.

Управление движением шнекохода осуществляется при помощи четырёх кнопок, установленных на пульте дистанционного управления. Две кнопки служат для управления левым шнеком и две для управления правым. Принцип управления шнекоходом напоминает управление гусеничным трактором. Только имеется одна особенность. Повороты надо осуществлять путём останова одного из шнеков. Если подать команду на движение левого и правого шнеков в разные стороны то вместо разворота шнекоход начинает двигаться вбок, получается эффект параллельной парковки. Две кнопки для подачи команды на движение «вперёд» или «назад». И две
Схема, по которой осуществляется пуск двигателя в одну или в другую сторону называется схема реверса.
Всё электрооборудование устанавливается в корпус шнекохода и пульта управления.

6. Проведение испытаний шнекохода.

Испытания шнекохода прошли успешно. Модель показала уверенное движение по самым труднопроходимым поверхностям, по песку и по грязи.
В тоже время, действительно, на твёрдой поверхности шнекоход передвигается крайне нестабильно.

7. Выводы
Постройка и испытание действующей модели шнекохода прошли успешно.
Модель показала очень хорошую проходимость и подтвердила, что шнеки могут успешно использоваться в реальной жизни.
Главный вывод моей работы в том, что идея использования шнекового двигателя не должна забываться. Учёные и изобретатели должны продолжать использовать данный принцип движения используя новые технические решения и новые материалы.

8. Используемая литература
1. Архивные номера журнала «Юный Техник»;
2. Ермаков А. М. «Простейшие авиамодели: Кн. для учащихся 5-8 кл. сред.шк.», издание 2, Издательство: Просвещение, 1989 г.
3. Проспекты и инструкции фирм: HobbyKing и Turnigy., доступны на сайте http://www.parkflyer.ru.

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (4 оценок, среднее: 3,25 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *