Самодельный пневмоход с приставкой "аэро"

Аватар пользователя PIPL

Просто история:

Что такое аэросани, знает каждый. Как правило, это нечто голенастое, неустойчивое, напоминающее скорее не наземное транспортное средство, а летательный аппарат, потерявший крылья. Каких только аэросаней не появлялось в мире за их более чем столетний срок существования! Но, тем не менее, большая часть конструкций выполнялась подобной самолетному фюзеляжу, оснащенному двигателем с толкающим винтом. В свое время в журнале «Моделист-конструктор» очень верно было сказано про такие машины - «обреченные на вечный разбег...» 

Анализ конструкции аэросаней, описания которых удалось раздобыть, оказался для меня неутешительным - ни один из проектов не смог удовлетворить уже сложившимся у меня к тому времени требованиям, которым должны отвечать идеальные аэросани.

Прежде всего, представлялось чрезвычайно нелепым делать односезонную машину. Да, конечно, приятно разок-другой за зиму выбраться на рыбалку или охоту, но делать для этого специальное транспортное средство?.. Между тем, достаточно заменить у аэросаней лыжи колесами с пневматиками сверхнизкого давления - и получится всесезонный автомобиль-аэроход.

Пришлось вновь перетряхнуть подшивки «Моделиста-конструктора». Действительно, такие аэроходы изредка встречались на страницах журнала - их разрабатывали и конструкторы-любители, и профессионалы. Однако практически на любом из них я не рискнул бы выехать даже на проселочную дорогу. Причиной тому и сугубо «неавтомобильный» внешний вид, и повышенный уровень шума двигателя, и постоянная угроза для окружающих со стороны вращающегося воздушного винта, несмотря на всевозможные устройства ограждения. Словом, ни одна из существовавших схем ни в коей мере не отвечала моим задумкам.

 

 

Впрочем, а почему бы не начать с... начала? Относительно внешнего вида аэрохода сомнений не было - это должен быть экипаж с закрытым кузовом автомобильного типа. За столетнюю историю этого транспортного средства его форма доведена практически до идеального состояния. Хорошо зарекомендовала себя и четырехколесная схема - по устойчивости, проходимости (две колеи!), по удобству размещения груза и экипажа. Оставалось лишь вписать в автомобильный кузов силовую установку - двигатель с воздушным винтом. Здесь-то пришлось сразу же взяться за некоторые расчеты. Если брать за основу силовой установки двигатель, который весьма популярен у конструкторов самодельных летательных аппаратов, - тридцатисильный подвесной лодочный мотор «Нептун», то статическая тяга воздушного винта диаметром 1 м и составит около 70 кг. Это позволяет - опять-таки в соответствии с аэродинамическими расчетами - аппарату с максимальным миделем около 2 м2 развивать скорость до 95 км/ч. Совсем неплохо для машины с тридцатисильным мотором! Что же касается подъемов, то 70-килограммовая тяга позволяет аппарату массой до 300 кг преодолевать подъемы крутизной до 20 процентов. Если же говорить о динамике машины, то скорости 50 км/ч она при тех же условиях сможет достичь всего лишь за 10 с.

Таким образом, энергетическая сторона проектирования сомнений не вызывала. Оставалось воплотить все это в оптимальную конструкцию, обеспечив минимальные потери в аэродинамической компоновке аэропневмохода.

Анализируя десятки конструкций аэросаней и аэромобилей, можно заметить, что практически все они имеют открытую винтомоторную установку. Может быть, и в данном случае не следует отходить от традиций? Установить силовой агрегат у кормовой части аппарата, оградить винт решеткой... Однако даже сугубо приблизительные прорисовки показали, что такая компоновка не обеспечит удовлетворительной аэродинамики аэропневмоходу, спроектированному по «автомобильной» схеме.

Где же выход? Он оказался неподалеку - в прикладной гидродинамике. Судостроителям давно уже известен привод, не выходящий за габариты корпуса - это так называемый водометный движитель, который называют еще и гидрореактивным. У таких силовых агрегатов гребной винт располагается внутри корпуса, а вода к нему подается по гладкому плавно изогнутому каналу с водозаборником на днищевой части корпуса. А почему бы не перенести эту схему на аэропневмоход? Принципиальных отличий у воздушной среды от водной нет, видимо, столь же работоспособным будет и движитель, построенный по схеме гидрореактивного.

Подобные установки с движителем, расположенным внутри корпуса, известны и в авиации. Они носят название импеллерных. И работают они не менее эффективно, чем с открытым винтом. Правда, воздух к ним, как правило, подводится по прямому каналу.

Итак, решено: движитель моего аэропневмохода будет гибридным - в его устройстве найдут отражение конструкции и импеллера, и водомета.

И снова - за карандаш. На миллиметровке вырисовывается «обитаемое пространство» - в оптимальном случае оно занимает зону с размерами 1 м от спинки сиденья вперед и 1 м - от подушки сиденья вверх. Приятно, что в аэропневмоходе ноги водителя могут располагаться чуть ли не на оси передних колес - ведь двигателя-то впереди нет, место для силовой установки и воздушного канала - в кормовой части машины.

Диаметр винта, как уже упоминалось, составляет 1 м, и этот параметр является определяющим при прорисовке кормовой части аэропневмохода. Ведь желательно, чтобы донная часть кузова, а к ней относится площадь задней панели кузова за вычетом площади воздушного канала, была как можно меньше - это уменьшает аэродинамическое сопротивление аэропневмохода. Как оказалось, вполне возможно сделать «дно» небольшим - причем без значительных ухудшений внешнего вида аппарата.

Теперь прорисовка воздушного канала. Желательно, чтобы он был возможно более гладким, плавно изогнутым, без резких перегибов и острых углов, в которых образуются застойные зоны, являющиеся, как правило, источниками турбулентных возмущений. Чтобы реализовать все эти требования, пришлось организовать забор воздуха и со стороны крыши корпуса, и с его боковых сторон. Отверстия-воздухозаборники пришлось оснастить профилированными жалюзи, обеспечивающими разворот набегающего потока и снижение тем самым аэродинамического сопротивления канала.

Двигатель «Нептун», к сожалению, найти не удалось, и вместо него пришлось использовать мотор от холодильной установки «Шкода» мощностью 30 л.с. На аэропневмоходе он расположился в нормальном положении - цилиндрами вверх. Картерная часть двигателя совместно с магнето и карбюратором заключена в удобообтекаемый кожух, плавно переходящий в кок воздушного винта.

На этом принципиальная проработка компоновки была закончена, надо было попытаться реализовать ее и применительно к реальным материалам, и к упрощенной технологии самодеятельного конструирования.

Наверное, не имеет смыла подробно описывать нюансы конструирования аэропневмохода, лучше подробнее рассказать об особенностях его устройства.

Итак, универсальный аэропневмоход. Назначение - всесезонное транспортное средство с единым аэродинамическим движителем, способное с одинаковым успехом передвигаться на пневматиках сверхнизкого давления как зимой, так и летом.

Кроме того, пневматики обеспечивают плавучесть аэропневмоходу и он может передвигаться и по воде, причем значительно более уверенно, нежели машины с приводом на колеса.

Конструктивная схема - рамная. Рама - из стальных тонкостенных труб. Чтобы она получилась возможно более легкой, в ее конструкции используется центральный лонжерон с хвостовой частью в виде буквы «V», шарнирно соединенный с передней поперечно качающейся балкой. Труба заднего моста жестко закреплена в задней части рамы. Подмоторные кронштейны образуют вместе с рамой и балкой заднего моста жесткую пространственную фигуру - тетраэдр.

Аэропневмоход амортизаторов не имеет - их роль выполняют шины-пневматики большого диаметра. Облегченная рама на кручение не работает, поскольку балка переднего моста крепится на раме шарнирно. Сама же передняя балка с помощью сварки собирается из трубы диаметром 60 мм, пары подкосов из трубы диаметром 22 мм и трубчатого подшипникового корпуса: внешний его диаметр 50 мм, толщина стенки 2,5 мм. Внутри корпуса - пара подшипников скольжения (втулок) из текстолита или фторопласта.

Ответные части шарнира передней балки представляют собой приваренные к лонжерону рамы стальные пластины толщиной 8 мм, в которых имеются отверстия под оси подвески - их диаметр 10 мм.

Рулевой механизм аэропневмохода - от мотоколяски СЗД. причем реечный механизм смонтирован на передней балке. Ступицы колес - от мотоцикла типа ИЖ. Колесные диски сборные: каждый состоит из пары алюминиевых тазов, соединенных с помощью болтов и дистанционных дюралюминиевых втулок. Тормозными являются только задние колеса. Привод - тросовый, от педали. В тормозную систему включен уравнитель рычажного типа.

Корпус аэропневмохода каркасный, с обшивкой из фанеры и оргалита. Каркас деревянный, упрощенной конструкции. Для его изготовления использовались сосновые рейки сечением 20x20 и 20x30 мм. Элементы каркаса, имеющие кривизну, заготавливались заранее: распаривались в горячей воде и фиксировались в простейшем стапеле, где и оставались до полного высыхания. Соединение элементов каркаса - встык, с подкреплением косынками из фанеры толщиной 5-6 мм. Клеился каркас эпоксидным клеем.

Обшивка каркаса - фанера и оргалит толщиной около 4 мм. К каркасу она крепится эпоксидным клеем и шурупами. Крепление кузова к раме производится в трех точках: спереди к пластине, приваренной в передней части рамы, и с боков, в районе порожков дверей. На кузове для этого вклеиваются подкрепления - сделать их можно из толстой фанеры или буковых дощечек. В каждой из зон кузов и рама стыкуются с помощью десятимиллиметровых болтов.

Двери кузова (на машине их две) также имеют деревянный каркас и фанерную обшивку. Боковые стекла - неподъемные, из органического стекла.

Вентиляция салона производится за счет прокачивания воздуха через кабину: он забирается в передней части кузова и отсасывается через регулируемую отклоняющуюся заслонку в воздушном тракте силовой установки.

Достаточно сложным элементом конструкции аэропневмохода является собственно воздушный тракт. Чтобы форма его получилась достаточно гладкой и удобообтекаемой, имеет смысл выклеить его из стеклоткани и эпоксидной смолы. Болван для этой цели проще всего сделать из глины, гипса или цементного раствора, нанесенных на деревянный каркас из обрезков досок. Толщина выклеенной оболочки должна составлять 3-4 мм - для этого понадобится 6-8 слоев ткани, либо 2-3 слоя стеклорогожки. После выклейки воздуховод разрезается по диаметральной плоскости и к нему приформовываются стыковочные фланцы - их можно также выклеить из стеклорогожки либо вырезать из 6-8-мм фанеры. В заключение работы внутренняя поверхность канала шкурится, шпаклюется, вновь шкурится и окрашивается несколькими слоями нитрокраски.

Устанавливать воздуховод в корпус следует так, чтобы обеспечивался свободный демонтаж двигателя. Стыковка воздуховода и корпуса должна быть разъемной, на фланцах и болтах, причем желательна установка резиновых прокладок между стенками кузова и фланцами воздуховода.

Кузов изнутри и воздуховод снаружи желательно оклеить строительным или упаковочным пенопластом. Это не только повысит прочность корпуса, но и существенно снизит вибрацию стенок кузова и, как следствие, «шумность» аэропневмохода.

Если предполагается достаточно часто использовать машину на пневматиках для форсирования водных преград, днище кузова лучше все же герметизировать. В принципе, это несложно, поскольку практически никаких движущихся элементов сквозь днище не проходит - лишь тросы тормозной системы. В принципе, управляемые передние колеса машины неплохо выполняют свою роль и на воде, однако желательно задействовать и воздушные рули - обеспечить синхронный поворот жалюзи, установленных на выходе из воздушного канала. Привод их - самостоятельный, тросовый, от отдельной рукоятки.

В систему управления двигателем входит педаль «газа», а также манетка обогатителя топливной смеси. Запуск двигателя - с помощью шнура - под него на коке винта имеются проточка и паз, в котором фиксируется шнур и который обеспечивает соскальзывание узла на конце шнура в момент «схватывания» мотора.

Вот, собственно, и весь аэропневмоход. Думается, что некоторая «контурность» его описания и не совсем полная конструкторская проработка ни в коей мере не должны отвратить энтузиастов самодельной транспортной техники от этой машины. Ведь у этого универсального вездехода - большое будущее.

 

Аэропневмоход - транспортное средство на пневматиках сверхнизкого давления с аэродвижителем.

 

Компоновка аэропневмохода:

1 - бампер (брус); 2 - шарнир передней балки (стальная полоса s8); 3 - косынка (стальной лист s8); 4 - перегородка передняя (фанера s8); 5 - жалюзи воздуховода боковые; 6 - жалюзи воздуховода верхние; 7 - стойки моторамы задние (стальная труба 22x3); 8 - двигатель (от холодильной установки "Шкода" мощностью 30 л.с. при частоте вращения воздушного винта 3550 об/мин.); 9 - воздуховод (выклейка из стеклоткани s3...4); 10 - перегородка задняя (фанера s10); 11 - лонжерон рамы, задний (стальная труба 50x2); 12 - стойка моторамы передняя (стальная труба 30x2,5); 13 - накладки усиливающие (стальной лист s5); 14 - кузов аэропневмохода; 15 - дверь; 16 - шина-пневматик (камера грузового автомобиля); 17 -ступица колеса (от мотоцикла ИЖ); 18 - болт с гайкой и шайбой; 19 - втулка дистанционная; 20 - диск колеса (алюминиевые тазы, 8 шт.); 21 - рычаг поворотного кулака рулевого шарнира; 22 - балка рамы, передняя; 23 - ось шарнира передней балки (шпилька М12); 24 - механизм рулевой (реечный, от мотоколяски СЗД); 25 - тяга рулевая, короткая; 26 - лонжерон рамы, передний (стальная труба 60x2); 27 - вал рулевой; 28 - колесо рулевое; 29 - сиденье водителя; 30 - косынка (стальной лист s3); 31 - моторама (стальная труба 30x30x2,5); 32 - сиденье пассажира; 33 - раскос передней балки, усиливающий (стальная труба 22x3); 34 - тяга рулевая, длинная; 35 - балка заднего моста (стальная труба 50x3).

 

Воздуховод.

 

Ходовая тележка аэропневмохода.

 

Источник: Моделист конструктор  №7 2000

 

Авторство: 
Копия чужих материалов
Комментарий автора: 

Предыдущие статьи по теме:

1 мая 1972 года построен шнекоход ЗИЛ-4904 – Самый большой https://aftershock.news/?q=node/305349

Вездеход «Шерп» - лучший транспорт на случай апокалипсиса https://aftershock.news/?q=node/374899

МАЗ-541: гигантский седан из СССР https://aftershock.news/?q=node/412947

Автомобиль-амфибия ПЭУ-1 и модификации https://aftershock.news/?q=node/429723

Комплекс 490 «Синяя птица» https://aftershock.news/?q=node/431834

Супервездеходы: две истории https://aftershock.news/?q=node/435675

«Пингвин» из Ленинграда https://aftershock.news/?q=node/446305

«Харьковчанка» в Антарктиде https://aftershock.news/?q=node/447624

«Снежные коты» Такера (вездеходы из США) https://aftershock.news/?q=node/451257

Вездеход  ДТ “Витязь“ https://aftershock.news/?q=node/459328

ГАЗ-66 «Шишига» https://aftershock.news/?q=node/494713

Ярославль автомобильный  https://aftershock.news/?q=node/497181

17 апреля 1941 года на испытания вышел ГАЗ-64 https://aftershock.news/?q=node/510851

ГАЗ-СГ3 «Стрела» – первый в мире турбореактивный автомобиль https://aftershock.news/?q=node/513126

В России «Мурашки» не только бегают, но и плавают https://aftershock.news/?q=node/552089

Наш пароход вперёд… езжай https://aftershock.news/?q=node/571852

Луаз 967 (ТПК) легкий колесный транспортер амфибия https://aftershock.news/?q=node/572644

С движком «от самолета»: бешеные машины СССР https://aftershock.news/?q=node/666964

 

Комментарии

Аватар пользователя PIPL
PIPL(7 лет 1 месяц)

Козоход - экологически чистый транспорт нового поколения! wink

 

Аватар пользователя Системник
Системник(5 лет 11 месяцев)

В пост-<подставь-что-хочешь> мире пригодится. smiley Тем кто будет помнить, что такое двигатель.

А так - кожух в задней части - чистейшее снижение КПД движетеля собственной дурной головой.

Аватар пользователя Andrey.ron
Andrey.ron(5 лет 3 месяца)

Если брать за основу силовой установки двигатель, который весьма популярен у конструкторов самодельных летательных аппаратов, - тридцатисильный подвесной лодочный мотор «Нептун», то статическая тяга воздушного винта диаметром 1 м и составит около 70 кг.

Хотелось бы расшифровки конечно. Хотя бы краткой. Уж слишком не очевидно. Интересны подробности "чёй-то?"

преодолевать подъемы крутизной до 20 процентов

Ну совсем прям беда..

Где же выход?.......У таких силовых агрегатов гребной винт располагается внутри корпуса, а вода к нему подается по гладкому плавно изогнутому каналу с водозаборником на днищевой части корпуса. А почему бы не перенести эту схему на аэропневмоход? Принципиальных отличий у воздушной среды от водной нет, видимо, столь же работоспособным будет и движитель, построенный по схеме гидрореактивного.

Товарищ просто наверно не очень в курсе, что расположение винта в аэродинамическом кожухе к 2000 году давным - давно совершенно обыденная и обсосанная тема со своими преимуществами и недостатками.

Когда-то (в далёких 80-х) баловался расчётами СнВП (но особую гордость испытывал к разработанному эскизу и расчётам по мини - вертолёту). Там это схема применяется повсеместно. Кстати и таблицы были, позволяющие понять потери на каждом изгибе.)))

Спасибо за мини-путешествие на машине времени.

Именно эта машина оказалось прекрасно работающей, что прекрасно продемонстрировал камрад PIPL

 

 

Аватар пользователя PIPL
PIPL(7 лет 1 месяц)

blush 

 

Аватар пользователя Vldd
Vldd(3 года 11 месяцев)

В чём конечная идея по сравнению с традиционной схемой двигатель-КПП-редуктор?

Аватар пользователя Ёлка-ёлка
Ёлка-ёлка(5 лет 11 месяцев)

1. Вес. Кпп, раздатка и мосты штука тяжелая.

2. Не надо париться сцеплением с грунтом для движения. Делать хитрые подвески, стабилизаторы, переломные рамы и т.д. Так как отталкиваемся от воздуха, который везде одинаковый, в отличии от поверхности. Да и пофиг на чем и сколько колес прямо сейчас стоят.

Аватар пользователя Vldd
Vldd(3 года 11 месяцев)

1. Вес. Кпп, раздатка и мосты штука тяжелая.

Это да. Но получили то мы весьма утилитарную вещь. Два места, грузового отсека нет. С удочками на рыбалку по бездорожью прокатиться, не более того. Причём, до бездорожья его нужно транспортировать.

2. Не надо париться сцеплением с грунтом для движения. Делать хитрые подвески, стабилизаторы, переломные рамы и т.д.

Не "не надо париться", а "не стали париться". Взамен - прощай управляемость. 

Аватар пользователя Ёлка-ёлка
Ёлка-ёлка(5 лет 11 месяцев)

ну да, и вагончик тоже не прицепишь.

а по поводу дороги до бездорожья, такие пепелацы обычно в деревне держат у кого-нибудь на территории. Потому что за классический болотоход на дороге гайцы так отдерут...

Аватар пользователя mmx
mmx(5 лет 3 месяца)

Уши "конечной идеи" торчат из советских времен, когда автомобиль был не средством передвижения а роскошью. Отсюда все эти лодочные, мотоциклетные моторы и тракторные пускачи на 90% поделок из журнала "Моделист-Конструктор". Мало кто мог позволить себе пустить на такое баловство запчасти от настоящего автомобиля, пусть даже "автомобиля" в кавычках, типа запорожца. Увлечение аэротягой тоже оттуда: березовый винт можно было самому выстругать, а даже самую убитую КПП было бы жалко переводить на эти самоделки.

Скрытый комментарий Повелитель Ботов (без обсуждения)
Аватар пользователя Повелитель Ботов

Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.

Комментарий администрации:  
*** Это легальный, годный бот ***
Аватар пользователя Влад_мир
Влад_мир(5 лет 3 недели)

Двигатель вынесен за заднюю ось. Крайне неустойчивая конструкция, плюс эпицентр вибрации на крайней точке рамы. Развесовка по осям то же вызывает вопросы, задняя ось будет перегружена, соответственно абсолютно разное поведение управляемости при езде одного и двух ( плюс пассажир) человек, ни в горку подняться не спуститься с откоса.Не ясно где будет бензобак? Куда не поставь везде плохо. Посадка в такой аэромобиль то еще занятие. Углубленного пола нет, клиренс 350мм плюс рамка под дверью, около 420 мм набегает, надо быть молодым и подвижным акробатом что бы залезать в кузов. Про краш тесты лучше вообще не заикаться, не дай бог лобовое столкновение со смещением, центральная балка 60мм лопнет и проткнет одного из ( или пассажира или водителя). Ну и судя по схеме аппетит потребления топлива такого аэромобиля может приближаться к мотодельтоплану и то и поболее. Шум само собой. Тупиковая ветка автостроения.

Аватар пользователя Просто Владимир
Просто Владимир(3 года 12 месяцев)

Я думал, думал....  так и не понял. Если есть колёса, зачем движитель пропеллер ?

Проще ведь  привод на колёса и кинуть. 

дурдом - а не повозкаwink

Аватар пользователя Влад_мир
Влад_мир(5 лет 3 недели)

 и изобретать ничего не надо. Вездеход "Лесник"

 

Аватар пользователя AlexandrBCN
AlexandrBCN(3 года 7 месяцев)

Абсолютный косяк таких колёс,-их жёсткость. Лучше мягкой камеры, ещё с зари возникновения 3х опорных пневмоходов Лаухина, не придумано.

Аватар пользователя HepBo-Xupypr
HepBo-Xupypr(3 года 8 месяцев)

Ннни взлитит! Аппарат чисто по-фану по ровному где-нибудь прохватить и то без управления, что конечно еще больше фана доставит.

Аватар пользователя Вячеслав Чешский

Пытливый ум у людей. У других не получилось, так я вам покажу, как надо делать! wink

Спасибо! )

Аватар пользователя AlexandrBCN
AlexandrBCN(3 года 7 месяцев)

Рисунок забавный, в юности такие рисовал.  Мотор Нептун, мы называди "непрУн 23",-крайне ненадёжен. Сам перебирал их не раз: шатун-коленвал,-там игольчатые подшипники,-клинят и вылазят в цилиндры  задирая поршни и ломая компрессионые кольца. Нептун 23"-для студентов хорош, чтоб изучали железо и как оно работает в виде мотора 😅😂😂. Зажигание механическое ....  Короче не тот мотор для серьезных поделок.

Винт у вас абсолютно затенён и корпусом и шторками. Вода,-в отличии от воздуха,-практически несжимаема! Зря берёте пример с водного привода. 

Диаметр винта для аэросаней, мне кажется как минимум должен быть в пределах от 1600 мм до 2000мм.Здесь важна ометаемая площадь, чем бОльше тем лучше.  Или если маленький диаметр, то применить многолопастной вентилятор. 

Может просто взять аэромобиль, который ещё на параплан подвешивают и он летает, и егО поставить на пневматики? Там отлично всё расчитано и винтомоторная группа отличная.

Аватар пользователя Оранжевая Россия

Только вперёд..., задний ход придумали трУсыlaugh.

Комментарий администрации:  
*** Однажды в студеную летнюю пору, я вышел на митинг, был сильный психоз ***
Аватар пользователя A Lex 07
A Lex 07(3 года 6 месяцев)

прежде чем обсуждать саму конструкцию, хотелось бы узнать-ЗАЧЕМ делать эту конструкцию.

Аватар пользователя Производственник

А щас люди турбореактивные движки ставит, да турбовальные:

Сначала он в багажник этот движок устанавливал. А до того, на велосипеде с турбореактивным движком с тягой 18 кг рассекал.

Аватар пользователя dil62
dil62(3 года 11 месяцев)

Так забавно читать "вот ещё в 70-е изобрели супервездеход, а эти придурки до сих пор колёсники строят!!" от человека, который даже не понимает почему не используют винт в наземной технике.