Катамаран на воздушной подушке

Партнер проекта: Детский мобильный технопарк КГАУ ДО «Приморского края».

Организация: МБОУ СОШ №1 пгт. Славянка.

Участник: Бараков Егор.

Наставник: Бондаренко Никита Сергеевич.

Описание проекта: Катамаран на  воздушной подушке.

Актуальность.

Актуальность разработки заключается в создании для проведения мониторинга, фото/видео фиксации, доставки легких грузов (корреспонденции, документов) в акватории Японского моря необходим переносной самоходный аппарат.

Проблема большинство мелководных бухт и заливов Японского моря подвержены на протяжении зимнего периода образованию льда, в том числе с выпадением на лед снега; неустойчивой гидрологической и метео обстановке в теплое время года, поэтому данный самоходный аппарат должен сохранять устойчивость (в том числе плавучесть) для успешного выполнения поставленных задач.

Цель проекта.

Cоздание оригинальной конфигурации двигателей и электроники переносного судна на воздушной подушке, способного сохранить устойчивость (в том числе плавучесть) на морской воде, льду (в том числе со снегом), на земле (в том числе на песке, гальке) и управляемость.

Задачи:

Создание:

1. палубы,
2. кольцевого канала, руля,
3. сборка и монтаж вентиляторов и двигателей,
4. оснастка электроникой.

Показатели:

1. Длина: 670 мм, от носа до 1 отверстия 210 мм, до 2 отверстия 340 мм;
2. Ширина: 250 мм, носа 130 мм / Высота 95 мм;
3. Диаметр отверстий: 120 мм;
4. Давление в подушке: Pп=0,8/0,16=5кгс/м2;
5. Расход воздуха в подушку: Q=0.062*0,16*√5= 0,02218м3/с.

Потенциальные заказчики/потребители/пользователи :

1. Министерство обороны;
2. Министерство по чрезвычайным ситуациям;
3. Пограничная служба ФСБ России;
4. Федеральная таможенная служб:
5. судовладельцы,
6. стивидоры.

Основная часть.

Типы вентиляторов судов на воздушной подушке:

1. подъемный вентилятор,
2. тяговый вентилятор.

Типы двигателей судов на воздушной подушке:

1. подъемный двигатель,
2. тяговый двигатель.

Традиционная схема расположения вентиляторов и двигателей в судах на воздушной подушке:

1. 1 подъемный вентилятор* 2 тяговых вентилятора,
2. 1 подъемный двигатель * 2 тяговых двигателя.

 Обусловлена необходимостью максимизировать мощность тяги относительно тяжелого судна вместе с грузом.

Так как наше судно не предназначено для перевозки тяжелых грузов, имеет легкий корпус, то достаточной схемой может быть: 1 подъемный * 1 тяговый.

Однако в связи с тем, что выбрана конструкция катамарана скегового типа с одновременно обхватывающей скеги юбкой, требуется дополнительная мощность подъема, так как скеги должны подняться над поверхностью.

Предлагаемое решение оригинальная конфигурация двигателей (нерпа):

1. 2 подъемных вентилятора * 1 тяговый вентилятор,
2. 2 подъемных двигателя * 1 тяговый двигатель.

План работы:

1. Подготовка палубы:
1.1. Подбор материала (пластик ПВХ),
1.2. Придание формы палубе,
1.3. Выпиливание отверстий под подъемные вентиляторы и двигатели.
2. Подготовка кольцевого канала и руля направления:
2.1. Создание виртуальной 3D модели,
2.2. Печать на 3D принтере,
2.3. Установка на палубу.
3. Установка вентиляторов и двигателей:
3.1. Сборка тягового вентилятора и монтаж двигателя,
3.2. Сборка подъемных вентиляторов и монтаж двигателей,
4. Оснастка электроникой:
4.1. Подключение подъемных двигателей,
4.2. Подключение тягового двигателя,
4.3. Подключение приемника,
4.4. Подключение аккумулятора.

Многороторный бесщеточный двигатель: KV2300 Макс. подъемная сила:980г Размер:27.7x18.5 Вес:27г Максимальный Непрерывный ток:24.1A Максимальная непрерывная мощность:356.7

Передатчик: Кол-во каналов: 6 шт Частотный диапазон: 2,400 - 2,485 ГГц Ширина канала: 500 кГц Кол-во диапазонов: 160 2.4G система: AFHDS Питание: 12V Размер: 191х93х302 мм Работает на дальности около 1км Приёмник: Количество каналов: 6 шт Частотный диапазон: 2,40 - 2,48 ГГц Ширина канала: 500 кГц Кол-во диапазонов: 160 2.4G система: AFHDS2 Рабочее напряжение: 4.0В - 8.4 В Вес: 13 г Размеры: 45х23х9 мм

Результат

Создана оригинальная конфигурация двигателей и электроники переносного судна на воздушной подушке, способного сохранить устойчивость (в том числе плавучесть) на морской воде, льду (в том числе со снегом), на земле (в том числе на песке, гальке).

Программа испытаний:

1.  на льду,
2.  на снегу,
3.  на бетоне (асфальте),
4.  на воде.

Методика испытаний:

1. заезды на средней скорости
2. заезды на максимальной скорости
3. отработка поворотов,
4. руление и маневрирование.

В ходе испытаний судно продемонстрировало устойчивость и управляемость, в том числе на скорости.
Полученные в ходе испытаний показатели назначения в полной мере соответствуют заявленным.

Заключение

Создана оригинальная конфигурация двигателей и электроники переносного судна на воздушной подушке, способного сохранить устойчивость (в том числе плавучесть) на морской воде, льду (в том числе со снегом), на земле (в том числе на песке, гальке).

В ходе испытаний судно продемонстрировало устойчивость и управляемость, в том числе на скорости.

Полученные в ходе испытаний показатели назначения в полной мере соответствуют заявленным.