Аэроглиссер «Научная лаборатория»

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Аэроглиссер «Научная лаборатория»

Ларионов А.О. 1
1ГБОУ «Школа № 1000»
Гаврюшин Р.С. 1
1Студия юных техников
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В наше время большинство различных задач и проблем решают программированные компьютеры, роботы, машины. Но все еще остались профессии, которые требуют человеческого вмешательства. Выполняя разного рода действия, человек рискует собственным здоровьем, а иногда и жизнью. Я обратил на это свое внимание и решил разработать устройство, которое поможет решить данную проблему, а именно – аэроглиссер «Аэро лайд».

Что такое аэроглиссер? Это плоскодонное водное судно с твердым или надувным корпусом, приводимое в движение авиационным или автомобильным двигателем.

Целью моего проекта является создание инновационного, дистанционно-управляемого устройства, которое сможет легко и быстро передвигаться по водной и снежной местности с отслеживанием его местоположения и окружающей среды с помощью FPV системы. Данное устройство будет служить помощником поисково-спасательных групп, министерства чрезвычайных ситуаций (МЧС), гидрографам, военных и участников Специальной Военной Операции (СВО).

Главной и основной задачей моего проекта является создание устройства, которое будет иметь низкую себестоимость, доступные компоненты, легкий корпус и большую полезную нагрузку, будет способно свободно и быстро передвигаться как по снегу, так и по воде, заряжать аккумулятор от солнечной батареи. Устройство будет иметь вращающеюся камеру, что позволит видеть все, что происходит вокруг и управляться дистанционно с пульта управления, дальность запуска которого будет составлять примерно 15-25 километров.

Основная часть

Данный проект создавался с помощью новейших технологий:

  • Чертеж создавался в системе автоматизированного проектирования

  • ЧПУ технологии лазерной резки

  • Технологии 3D печати

Это позволяет снизить себестоимость проекта.

Аэрослайд — это отличная альтернатива БПЛА.

Создание аэроглиссера с создания в система автоматизированного проектирования CorelDRAW

Рис.1 Чертеж корпуса аэроглиссера

Модель аэроглиссера с электромотором имеет следующие измерения:

- длина наибольшая L = 360 мм

- ширина наибольшая В = 175 мм

- высота наибольшая H = 200 мм

Для облегчения веса я решил сделать глиссер из пенопласта толщиной 5 мм с усилением нескольких деталей из фанеры 3мм. На рисунке 2 представлены детали, которые выполнены из фанеры.

Рис. 2. Детали выполнение из фанеры

С помощью станка с числовым программным управлением, работающим на CO2 лазере, был создан корпус будущего аэроглиссера.

Для крепления силовой установки и рулей направления были созданы 3D модели. Которые в дальнейшем и использованием технологии 3D печати были реализованы.

Рис.3 3D-модель крепления силовой установки и рулей направления

В качестве силовой установки использован электрический двигатель: А2208\1T 1400 KV

Управление электродвигателем осуществляется с помощью бесколектороного регулятора оборотов на 30A.

В движение аэроглиссер приводит винт с шагом 7*5.

Управлением рулей направления служит сервопривод SG90. Поворотное устройство для камеры так же используем сервоприводы SG90.

Для отслеживания перемещения используется FPV камера с С800Т и видео передатчик на 5.8. Ггц.

На рисунке 4 и 5 представлен вид с слева и справа.

Рис. 4. Вид слева

Рис.5. Вид справа

Суммарный вес полностью снаряженного аэроглиссера составил 769 грамм:

Рис.6. Вес снаряженного аэроглиссера

Суммарная тяга вооружённость в данной комплектации на максимальных оборотах составила 1452 грамма.

Рис. 9. Тяга вооружённость

Так как максимальная тяга вооруженность составил 1452 – 769 = 683 грамма. Полезная нагрузка составляет 683 грамма. Для различного научного оборудования.

Рис. 6. Готовый проект аэроглиссера

Экономическое обоснование проекта
Себестоимость изделия

Расходный материал

Себестоимость корпуса:

  • Пенопласт: 1 лист подложки – 57 рублей

  • Фанера: 1 лист фанера а3 – 91 рубль

Себестоимость силовой установки:

  • Крепление двигателя: 55g пластика -55 рублей

  • Крепление рулей направления: 29g пластика – 29 рублей

  • Рули направления: 10g пластика – 10 рублей

Итого: 242 рубля

Себестоимость электроники:

  • Электромотор 1 шт. – 737 рублей

  • Регулятор оборотов 1 шт. – 750 рублей

  • Сервопривод 1 шт. – 210 рублей

  • Приемник 1шт. – 1000 рублей

Итого: 2697 рублей

Дополнительное оборудование:

Камера 1шт. – 300 рублей.

Видеопередатчик 1шт. – 500 рублей.

Поворотное устройство 1 шт. – 50 рублей.

Сервоприводы для поворотного устройства 2 шт. – 420 рублей.

Пульт-передатчик 1шт. – 2500 рублей.

Солнечная батарея 1шт. – 500 рублей

Итого: 4270 рублей

Итого без дополнительного оборудования: 2939 рублей

Заключение

Устройство иметь низкую себестоимость, доступные компоненты, легкий корпус и большую полезную нагрузку. В перспективе планируется установка солнечной батареи для подзарядки аккумулятора.

Камера позволяет видеть все, что происходит вокруг и управляться дистанционно с пульта управления, дальность запуска которого составляет до 20 километров.

После проведенных испытаний можно отметить то, что аэроглиссер демонстрирует хорошие характеристики скорости и маневренности. Немного неустойчив на водной поверхности, но это будет доработано в дальнейшем. Устойчивость на снежной поверхности отличная.

Список использованных источников

  1. Моделист-конструктор, №11 Москва, АО «Молодая наука», 1993г.

  2. Ювенальев И.Н., Лофенфельд Е. Аэроглиссер., Москва : Трудрезервиздат, 1953, 4 с.

Просмотров работы: 25