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PERSÖNLICHER TRANSPORT: BODEN, WASSER, LUFT
Schnelles Aquaped. Persönlicher Transport
Verzeichnis / Personenverkehr: Land, Wasser, Luft Gefäße, die die Muskelkraft eines Menschen zur Fortbewegung nutzen, wurden nie als Hochgeschwindigkeitsgefäße eingestuft. Die einzige Ausnahme bilden Rennboote zum Rudern, die die schnellsten Muskelschiffe sind. Dank ihrer gelungenen Konfiguration und der größtmöglichen Nutzung der Muskelenergie der Sportler sind die G12-Boote in der Lage, auf einer Distanz von zwei Kilometern Geschwindigkeiten von bis zu 20 Knoten zu erreichen. Dies bedeutet jedoch keineswegs, dass eine solche Geschwindigkeit die Grenze der menschlichen Bewegungsmöglichkeiten auf der Wasseroberfläche darstellt. Wenn wir uns von den kanonischen Designs von Ruderbooten entfernen, die für offizielle Wettkämpfe gedacht sind, wird es möglich, Muskellaufgeräte zu entwickeln, die Geschwindigkeiten von bis zu XNUMX Knoten erreichen! Beim Entwurf nichtmotorisierter Hochgeschwindigkeitsschiffe muss der Konstrukteur zwei Hauptaufgaben lösen: die Schaffung eines effizienten Antriebsgeräts und die Herstellung eines Rumpfes mit minimalem Bewegungswiderstand. Eine weitere Verbesserung des Ruderpropellers wird voraussichtlich nicht zu einer nennenswerten Effizienzsteigerung führen. Die Zyklizität der Ruderbewegung, ihr Rutschen im Wasser während des Ruderschlags, der aerodynamische Widerstand während des Ruhekurses (Rückwärtsgang), die Verluste, wenn das Ruderblatt zu Beginn des Ruderschlags ins Wasser eintritt und wenn es das Wasser verlässt Fazit: All dies führt dazu, dass der Wirkungsgrad dieser Antriebseinheit nur etwa 65 Prozent beträgt. Der Propeller hat einen spürbar höheren Wirkungsgrad. Nur wenige Menschen wissen, dass gewöhnliche Ruderboote zu Beginn des letzten Jahrhunderts mit einem muskelbetriebenen Propeller ausgestattet waren. Seine Vorteile liegen auf der Hand: Es gibt keinen zyklischen Hub und der sogenannte Schub der Propellerblätter ist während seiner Drehung konstant. Darüber hinaus können bei relativ geringer Antriebsleistung und niedriger Drehzahl langsamlaufende Propeller mit großem Durchmesser und schmalen Flügeln eingesetzt werden – der Wirkungsgrad einer solchen Antriebseinheit erreicht 90 Prozent.
Bei der Schaffung eines Körpers mit geringem Bewegungswiderstand muss berücksichtigt werden, dass seine Bewegung an der Grenze zweier Medien einen großen Wellenwiderstand verursacht. Sie können es loswerden, indem Sie den Körper vollständig in eine der Umgebungen bewegen – unter Wasser oder in der Luft. Im ersten Fall muss ein Gerät geschaffen werden, das aus einem stromlinienförmigen Schwimmer besteht, der sich unter Wasser mit einem Propeller bewegt, und einem Sitz mit einer darüber in der Luft befindlichen Pedalantriebseinheit. Im zweiten Schritt geht es darum, einen Tretgleiter oder ein Tragflügelboot zu bauen. Es muss gesagt werden, dass alle diese Pläne einst von Designern umgesetzt wurden und die schnellsten (mit Tragflügelbooten) Muskelhebezeuge Geschwindigkeiten von bis zu 13 Knoten entwickelten! Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass all diese rekordverdächtigen Aquapeds, die auf höchste Geschwindigkeit ausgelegt sind, jemals eine praktische Anwendung finden werden. Tatsache ist, dass sie entweder eine unbefriedigende Stabilität oder eine unzureichende Verschiebung aufweisen und eine spezielle Schulung erforderlich ist, um sich auf einem solchen Gerät fortzubewegen. Unser Ziel war es, einen Hochgeschwindigkeits-Muscle-Walker zu entwickeln, der sich in ein echtes Wasserfahrrad verwandeln lässt, das von fast jeder Person gesteuert werden kann. Der Verdrängungskörper des Aquapeds ist äußerst stromlinienförmig gestaltet, mit einem großen Verhältnis von Länge zu Breite. Um es einfacher zu machen, empfiehlt es sich, es durch Aufkleben eines Blocks herzustellen. Der Dummkopf selbst lässt sich am einfachsten aus Holz, Zement und Gips herstellen.
Zunächst müssen Sie eine Basis für einen Dummkopf schaffen – es kann sich um eine ebene Bodenfläche in einer Scheune oder besser um einen Schild aus ebenen Brettern handeln: Seine Länge beträgt 4,5 und seine Breite 0,7 m. Gemäß der In der theoretischen Zeichnung ist die Symmetrieachse auf dem Schild (diametrale Ebene) des Rumpfes und senkrecht dazu die Positionslinie der Spanten dargestellt. Letztere sind aus 6-8 mm dickem Sperrholz geschnitten; Am Schild werden sie mit Hilfe von Klammern provisorisch fixiert.
Darüber hinaus sind an jedem der Rahmen auf beiden Seiten Schienen befestigt, die die Grundlage für die Holzummantelung des Blockkopfes bilden. Bitte beachten Sie, dass die Schienen so positioniert werden sollten, dass der Abstand von der Oberfläche der Holzverkleidung bis zur Außenkontur des Rahmens mindestens 10 mm beträgt. Zur Beplankung können Sie beliebige Besäumbretter, Latten oder Lattenzaunstreifen verwenden. Der ummantelte Blockkopf wird mit einem Zement-Sand-Mörtel in die gewünschte Form gebracht. Um die Lösung auf der Haut zu halten, empfiehlt es sich, mehrere Nägel so in die Bretter einzuschlagen, dass der Kopf jedes einzelnen Nagels 6-8 mm über die Oberfläche hinausragt. Die Lösung wird zunächst mit einer Kelle auf die Auskleidung aufgetragen und anschließend mit einem flachen Brett geglättet, wie in der Abbildung dargestellt. In diesem Fall sollte die Platte auf den Enden der Sperrholzrahmen aufliegen. Abschließend wird der Klotzkopf mit Hilfe von Gips oder Alabaster sowie Spachtelmasse in die gewünschte Form gebracht. Der letzte Arbeitsschritt ist das Schleifen, Streichen und Beschichten der Oberfläche mit einer Actiadge-Beschichtung (Wachsparkettmastix). Lebensmittelverpackungsfolie kann auch als Trennschicht verwendet werden – sie ist sehr dünn und haftet buchstäblich auf jeder Oberfläche. Um die Karosserie zu formen, benötigen Sie eine Glasmatte (für zwei oder drei Anfangsschichten), ein dünneres Abschlussglasgewebe zum Nivellieren der Oberfläche sowie ein Bindemittel – Epoxid- oder Polyesterharz. Es ist wünschenswert, in einem Schritt so zu kleben, dass jede weitere Schicht aus Bindemittel und Glasfaser auf dem noch nicht vollständig ausgehärteten Harz der vorherigen Schicht liegt. Nach Abschluss des Klebevorgangs empfiehlt es sich, eine dünne Polyethylenfolie auf die Gehäuseoberfläche aufzurollen – sie verhindert, dass sich Härter und Weichmacher aus dem Epoxidharz verflüchtigen, was die Polymerisation beschleunigt und dadurch die Festigkeit und Haltbarkeit der Hülle verbessert . Einen Tag nach dem Kleben wird die Schale vom Blockkopf entfernt und daran werden Sperrholzrahmen angebracht, die das Aquaped-Cockpit, den Fender, den Kiel und die falschen Kiellatten, das Dollbord und die Stringer bilden. Es ist wünschenswert, sie nach der Herstellung des Totholzes und des Pedalmechanismus in den Korpus einzukleben. Der obere Teil des Rumpfes (Deck und Verkleidung) besteht aus 3 mm dickem Sperrholz; Nach der Montage wird es mit einer Schicht Glasfaser mit Epoxidharz überklebt. Bei der Herstellung des Rumpfes ist es notwendig, im Vorder- und Hinterteil Abflusslöcher vorzusehen, die mit einem Paar Stopfen verschlossen werden. Durch diese muss nach jedem Schwimmen das in den Rumpf eingedrungene Wasser abgelassen werden. Der Propellerantrieb erfolgt über Pedale mit einem Standard-Fahrrad-Tretlager, einem Kettenrad und einem Paar Kurbeln mit Pedalen. Das Drehmoment vom Kettenrad wird über eine Buchsen-Rollenkette von einer Handbohrmaschine auf den Multiplikator und dann auf die Heckwelle und damit auf den Propeller übertragen. Es empfiehlt sich, den Multiplikator einer Zweigang-Bohrmaschine zu verwenden – so können Sie das optimale Übersetzungsverhältnis der Ketten- und Zahnradantriebe von den Pedalen zum Mover wählen. Vor dem Einbau des Multiplikators empfiehlt es sich, seinen Körper mit Hilfe der „Hermesil“- oder „Auto-Dichtungs“-Zusammensetzung abzudichten und seinen Hohlraum mit Getriebeöl zu füllen – dies erhöht die Haltbarkeit des Mechanismus und die Effizienz des Getriebes . In diesem Fall wird die vollständige Dichtheit höchstwahrscheinlich nicht funktionieren (das Öl dringt immer noch durch die Lücken in den Gleitlagern der Antriebs- und Abtriebswelle ein), daher sollte eine Kunststoffwanne unter dem Vervielfacher installiert werden, um das Öl aufzufangen. Der Pedalschlitten ist an einen Träger (Stahlrohr mit quadratischem Querschnitt) geschweißt, der wiederum am vorderen und hinteren Cockpitrahmen befestigt ist. Auf dem Balken ist auch der Sitz des Aquapedisten montiert. Als letzteres wurde ein gestanztes Kunststoffgestell eines kleinen Bürostuhls verwendet, obwohl dies grundsätzlich auch unabhängig davon erfolgen kann. Befestigung des Sitzes am Balken – mit einem Paar Klammern. Deadwood besteht aus einem Duraluminiumrohr mit zwei Lagereinheiten an seinen Enden, in denen sich eine Stahlwelle dreht. An der Rückseite des Totholzes befindet sich eine Nabe mit einer Verriegelung, mit der Sie die Propellersteigung (Blattwinkel) ändern können, um eine optimale Propellereffizienz und dementsprechend die maximale Geschwindigkeit des Aquapeds zu erreichen. Die Buchse besteht aus einem Duraluminium-Spinner und einer Zweischeibenklemme, mit der die Schraubennaben fixiert werden. Bei der Herstellungstechnologie der Befestigungsvorrichtung gibt es eine Besonderheit, die berücksichtigt werden muss. Vor dem Schneiden der M10-Gewindelöcher für die Propellernaben wird eine runde Duraluminiumplatte mit einer Dicke von 0,5 mm zwischen die Scheiben geklemmt. Nach dem Bohren und Gewindeschneiden wird die Platte entfernt – ein garantierter Spalt von 0,5 mm sorgt für eine sichere Fixierung der Naben in der Buchse. Bei der Montage des Stevenrohrs in den Hohlraum zwischen Stevenrohr und Heckwelle ist es notwendig, mehrere mit „Cyatim“-Fett getränkte Filzringe einzuführen. Dadurch wird verhindert, dass Wasser durch das Stevenrohr in den Körper des Aquapeds eindringt.
Bei einem Aquapede ist es am vorteilhaftesten, einen Propeller mit einem Durchmesser von 400 mm und schmalen Flügeln zu verwenden, die aus 4 mm dickem Duraluminiumblech geschnitten sind. Diese Propeller sind bei geringer Kraftübertragung und geringer Blattbelastung am effizientesten und haben einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent! Das Werkstück wird zunächst entsprechend der Form des konkaven Teils des Propellerblatts gebogen und verdreht, anschließend wird sein konvexer Teil entsprechend der theoretischen Zeichnung des Propellers profiliert. Die fertigen Blätter werden mit Aluminiumnieten an den Naben befestigt und beim Einstellen der Propellersteigung mithilfe einer Schablone streng in einem Winkel zur Nabenachse montiert. In Probeläufen wird die optimale Propellersteigung ausgewählt.
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