Видеозащита проекта «Амфибия «Тритон»
1. Введение
На реках, озерах, морях используется водный транспорт. Основное его предназначение — это передвижение по воде. Но иногда бывает необходимо его вынимать на берег. Например, для ремонта, погрузки в мелких местах где невозможно подойти близко к берегу, для преодоления мелководья и небольших песчаных кос, разделяющих русло реки, когда надо далеко идти в обход.
Поэтому удобно иметь такой транспорт, который мог бы самостоятельно выехать на берег или преодолеть мелководье.
Цель – спроектировать и изготовить водный транспорт, способный перемещаться по воде и иметь возможность передвигаться по суше.
2. Разработка модели
2.1. Выбор принципа движения
Одна из основных частей судна – это движитель. Я посмотрел какие движители существуют для водного транспорта. Самый простейший – это весло, требующее приложения мускульной силы. Более прогрессивный – это парус, использующий энергию ветра.
Первым движителем, преобразующим работу механического двигателя в движение судна, стало гребное колесо. Но если по реке, где вода сравнительно спокойна, гребные весла применялись вплоть до последнего времени, то на море, при сильном волнении, они оказались малопригодными. Гребной винт, пришедший на смену гребному колесу, сейчас устанавливают почти на всех самоходных суднах, морских и речных. Гребной винт, у которого лопасти поворачиваются вокруг собственной оси, может двигать судно не только в перед, как парус, но и назад, при этом направление вращения главного двигателя менять не надо. Существуют движители и других типов. Например, наиболее удобен для судов, плавающих по мелководью, водометный движитель. Это насос создающий струю, сила отдачи которой и движет судно. А крыльчатый движитель, расположенный на днище горизонтальный диск с вертикальными лопастями, – позволяет судну двигаться не только вперед, но и вбок: для этого надо повернуть лопатки.
Из всего разнообразия движителей для судов мне подходит гребное колесо, ведь оно сочетает в себе две вещи: лопасти, которые толкают судно в воде и собственно колесо – при помощи которого перемещаются большинство наземных транспортных средств.
2.2. Выбор конструкции
Большинство судов, использующих гребное колесо, имеют их две штуки. Для нас этот вариант не подходит, т.к. надо еще передвигаться по суше и при этом сохранять устойчивость. Значит колес должно быть четыре, как у наземного транспорта.
Гребные колеса позволят нашему судну двигаться вперед или назад. Но надо еще иметь возможность поворачивать. Для этого на судах устанавливают руль, который поворачиваясь вправо/влево позволяет повернуть судно. Но киль работает только в воде, и мы не сможем поворачивать при помощи него на суше. Но нам этого и не надо. Так как для того чтобы преодолеть мелководье или выехать на сушу будет достаточно задать направление движения с воды.
Так как большую часть времени моё судно будет двигаться по воде, то оно должно иметь форму похожую на обычные суда. Тогда у него должен быть острый нос, чтобы раздвигать воду при движении и уменьшать сопротивление.
Так как гребное колесо плохо работает на море, то применять наше судно мы сможем только на реках и озерах, где нет волнения. Тогда дно нашего судна можно сделать плоским. Такие суда действительно бывают, например, паромы.
Для того, чтобы держаться на воде судно должно быть сделано из материала легче воды или иметь борта.
2.3. Выбор принципа управления
Для управления моделью необходим пульт в котором бы были следующие элементы:
• рычаг газа и заднего хода
• рычаг или руль для поворотов направо или налево
Пульт может быть соединен с судном или при помощи проводов, или при помощи радиоуправления. Я выбрал радиоуправление, т.к. судно плавает по воде и ходить за ним по воде не получится. Кроме этого это удобно, т.к. не мешаются провода и дальность действия не ограничивается длинной проводов.
2.4. Выбор материалов и элементов
Основной материал – пеноплекс. Из него у меня сделан корпус и кабина. Преимущества пеноплекса в том, что он лёгкий (это дает возможность судну не тонуть), дешёвый и легко поддаётся обработке. Недостатки его в том, что он легко деформируется.
Для жестких частей судна я использовал пластик толщиной 2мм. Он хорош тем, что он не деформируется и достаточно прост в обработке. Так, например, лопасти, руль и некоторые крепежные детали я сделал из пластика.
Так как гребных колес у судна 4 штуки, то и двигателей я решил поставить 4. Это сделает устройство двигающей части проще и увеличит манёвренность и проходимость. Но тут есть и недостаток, это будет дороже. В качестве двигателя я выбрал мотор постоянного тока с редуктором. Он очень распространен и дешевый.
В качестве пульта управления я выбрал пульт с рулевым колесом так как с помощью него более удобно управлять моделью. Модель пульта — Dumbo RC x6. Он недорогой и в нем есть шесть каналов. Один канал – это рычаг газа и заднего хода, второй канал – это руль, для поворотов направо или налево. Остальные каналы можно использовать для фар, сигнала или ещё чего ни будь в будущем.
3. Создание модели
Корпус я сделал с закрытым отсеком, куда разместил двигатели и другое электрическое оборудование, чтобы при вращении гребных колес вода не попадала на эти детали. Крышку этого отсека я сделал на магнитах для того что бы можно было быстро и просто попасть внутрь. Например, для того чтобы поменять батарейку. Все элементы корпуса склеены водостойким клеем «Мастер».
Все четыре гребных колеса одинаковые. Основа гребного колеса — это круг из пеноплекса. К нему по кругу, используя пазы, крепятся восемь лопастей из пластмассы. Которые прикреплены клеем пистолетом.
Чтобы вращение от мотора передавалось к гребному колесу нужна ось. В качестве оси я использую палочку для суш. К центру колеса она прикреплена с помощью клея. А к двигателю с помощью трубки для капельницы, которая насажена на вал двигателя.
Руль — основной элемент корабельного рулевого устройства. Это вертикальная пластина (перо руля), поворачивающаяся на оси в кормовой подводной части судна. Руль я сделал в виде прямоугольной пластины из пластика. Для его вращения я использую сервопривод. Сервопривод позволяет поворачивать руль на такой же угол, на какой поворачивается рулевое колесо на пульте управления.
Модель успешно прошла испытания на воде. Для передвижения по суше необходимо укоротить оси, чтобы избежать прогибание под тяжестью корпуса.
Работа получилась интересной. Цель достигнута.