Școala Oscar Paret Freiberg a
Școala Oscar Paret Freiberg a.n. Lucrări tehnice Hovercraft Science and Technology Hovercraft Construirea unui model și explicație Autor: Jonathan Dietrich și Ralph Homm Clasa: 10aG Anul școlar: 2012/13 Trimis la: Dna Bertsch Începutul proiectului: noiembrie 2012 Data depunerii: 05.02.2013 Notă Jonathan Dietrich: Notă Ralph Homm: Data: Semnătura:
2 Cuprins 1. Introducere și motivație. 4 I. Principii teoretice 2. Explicarea termenilor. 4 3. Dezvoltare și context istoric. 4 3.1. Istoria hovercraft-ului: istorie. 4 3.2. Istoria hovercraft-ului: Sir Christopher Cockerell 5 4. Domenii de aplicare 5 5. Accidente 6 5.1. Cauze de accidente sau probleme cu hovercrafts.7 6. Principii fizice generale: forțe. 9 6.1. Cauzele și efectele forțelor. 9 6.2. Unitate de forță Newton. 9 6.3. Legea inerției. 9 7. Tehnologie. 10 7.1. Principiul funcțional al unui hovercraft . 10 7.2. Modelul principiului funcțional 10 II.Planificarea proiectului 8. Formule și calcule pentru construcția unui hovercraft 10 8.1. Calcule: ventilator de ridicare. 10 8.2. Calcule: ridicați parametrii ventilatorului. 11 8.3. Calcule: ridicarea presiunii ventilatorului. 12 8.4. Calcule: ridicarea debitului de masă al aerului ventilatorului. 12 8.5. Calcule: pernă de aer/podea de ridicare a ventilatorului. 12 8.6. Calcule: puterea efectivă a ventilatorului de ridicare.12 8.7. Calcule: greutatea ventilatorului de ridicare/masa totală. 13 8.8. Impingere sau acționare 13 8.9. Calcul: puterea totală a ventilatorului de tracțiune. 14 9. Studiul de fezabilitate (costul) calculului diferitelor modele. 14 10. Forța de ridicare a modelului de bază 15
3 III. Implementare și reflecție 11. Construirea modelului de hovercraft.15 11.1. Achizitii materiale. 15 11.2. Descrierea procedurii și construcției 15 11.2.1. Corp și șorț 15 11.2.2. Placă de acoperire cu lift (butuc) 17 11.2.3. Transmisie/suflantă de aer 17 11.2.4. Conductă. 18 11.2.5. Instalații electrice (pentru telecomandă) și direcție. 19 11.2.6. Încercări.19 11.27. Optimizare. 19 12. Construcția planorului de ridicare. 20 12.1. Funcționalitate 20 12.2. Achizitii materiale. 20 12.3. Procedura 21 12.4. Construcția planorului cu pernă de aer. 21 12.4.1. Tăierea căptușelii iazului. 21 12.4.2. Găurirea unei găuri în placa de lemn pentru conducta de intrare 22 12.4.3. Fixarea finală a căptușelii iazului 22 12.4.4. Formarea fustei în formă de anvelopă.23 12.4.5. Încercări.23 12.4.6. Optimizare.23 13. Concluzie. 24 Mulțumiri Surse Internet Surse suplimentare Imagini Explicație (J) Texte și conținut de Jonathan Dietrich (R) Texte și conținut de Ralph Homm Anexă - plan de construcție
11 Am adunat aici formulele necesare, dar în principal pe baza construcției modelului de mașină și am asumat valori similare sau am ajustat componentele în consecință prin încercare și eroare, deoarece nici măcar nu știam multe valori la început și multe dintre formule erau foarte complicate și lucrări științifice cu indicatoare. 8.2. Calcul: Ventilator de ridicare Parametri Dimensiune Semnificație Unitate AAQUD mv max Suprafața pernei de aer Suprafața secțiunii transversale în direcția de deplasare Circumferința pernei de aer Diametrul ventilatorului Masa aeronavei Viteza maximă de deplasare [m²] [m²] [m] [m] [kg] [m/s] Model: Dimensiune Semnificație Unitate Valoare standard v on v de la spi ρ ip 0 ρ 0 g Viteza de intrare a aerului Viteza de ieșire a aerului Decalajul dintre perna de aer și sol Presiunea în perna de aer Densitatea aerului în perna de aer Presiunea ambiantă Densitatea aerului în împrejurimi Accelerarea greutății [m/s] [m] [[] N/m²] [kg/m³] [N/m²] [kg/m³] [m/s²] - - - - - 1,013 10 5 1,204 9,81
21 11.3. Procedură La început a fost planificat în așa fel încât placa rotundă din lemn să fie inițial așezată numai pe căptușeala iazului pentru a determina câtă suprafață a căptușelii iazului este necesară. Ar trebui să alegeți o zonă care nu este prea mică, dar nici prea mare. Apoi este planificat un experiment în care se folosește numai bandă de țesătură (vezi experimentele). Acest lucru a fost necesar pentru a putea fi stabilit dacă tăierea căptușelii iazului a fost selectată și atașată corect. Pentru fluxul de aer, se găsește o gaură în placa rotundă din lemn, prin care se introduce apoi conducta de intrare a suflantei de frunze. După ce au fost atașate capse, a trebuit să se facă o altă încercare pentru a vedea dacă suflantul frunzelor poate produce suficientă putere pentru a ține o persoană la distanță
23 de încercări În total, a trebuit să efectuăm 2 încercări cu glisorul de ridicare pentru a observa și a corecta orice erori care au apărut, pentru a evita posibilele erori sau pentru a optimiza ceva care nu rulează încă exact conform planului sau care nu funcționează încă în mod optim. Prima încercare a fost să vedem dacă tăierea căptușelii iazului era optimă și dacă ceva ar trebui schimbat. Așa că am lipit acest lucru de placa de lemn și am atașat conducta de intrare pe o parte. Știam că va colecta și aerul între suprafața superioară a plăcii de lemn și căptușeala iazului și, prin urmare, nu este garantată o ridicare perfectă. Cu toate acestea, am efectuat experimentul și am observat că nu trebuie să schimbăm nimic la tăierea căptușelii iazului. Cu toate acestea, a trebuit să schimbăm locația conductei de intrare, deoarece aerul ar putea scăpa din spațiul dintre țeavă, placă și fustă, iar presiunea din interior nu ar putea fi creată în mod optim. După cum sa menționat deja, am forat apoi o gaură între centru și margine în panoul de lemn și apoi am prins conducta de admisie. Deci, a fost stabil într-un loc perfect. Am efectuat al doilea experiment pentru a vedea dacă suflantul nostru de frunze ar putea face treaba pe care trebuia să o facă unei persoane
25 Proiectul a consumat destul de mult timp, dar foarte interesant. Aplicarea fizicii în direct și aplicarea la un scop cu dexteritate manuală a fost interesant și foarte distractiv! Iată câteva imagini ale modelului hovercraft finit: Și aici o fotografie a planorului nostru de ridicare: