Budujemy wyścigowe modele „dragsterów” z napędem sprężynowym
Nasz model, choć nie będzie demonem prędkości ani przyspieszenia, może sprawić wiele frajdy, szczególnie emocjonujące będą wyścigi modeli przeprowadzone na wzór prawdziwych zawodów, można je przeprowadzić na szkolnym korytarzu czy w sali gimnastycznej. W moim przypadku wyścigi odbywały się w modelarni na dystansie ośmiu metrów. Model można też wykorzystać jako pomoc naukową na lekcji fizyki, np. do zademonstrowania zamiany energii potencjalnej w kinetyczną czy zobrazowania ruchu jednostajnie przyśpieszonego.
Model został zaprojektowany przy użyciu darmowego programu Free CAD i jest możliwy do wydrukowania na najprostszej, niskobudżetowej drukarce 3D.
Budujemy model
Budowę modelu rozpoczynamy od wydrukowania głównych części. Do druku można użyć dowolnego filamentu, np. PLA lub PETG, projekt przygotowany jest pod dyszę o średnicy 0,4 mm, trzeba też zwrócić uwagę na precyzyjne wypoziomowanie stołu i grubość warstw, dla modeli, które drukowałem, grubość pierwszej warstwy była ustawiona na 0,3 mm, a pozostałe warstwy na 0,2 mm.
Otwory w ramie na osie kół oraz otwory w kołach należy rozwiercić do wymaganej średnicy, w wydrukach są tylko otwory pilotujące, do wiercenia nie należy używać wiertarek szybkoobrotowych, najlepiej rozwiercać ręcznie, używając wiertła zamocowanego w uchwycie. Ramę skręcamy za pomocą wkrętów do tworzyw sztucznych, trudno je będzie zakupić, ale można je odzyskać ze zużytych zabawek czy plastikowych obudów elektroniki, ostatecznie można zastosować małe wkręty do drewna lub śrubki 3 mm. Przednią oś należy wykonać z drutu stalowego o średnicy 0,8…1,5 mm i długości 14…16 cm. Tylną oś wykonamy z drutu 1,5…2 mm, jej długość to 7 cm. Otwory w kołach i szpulce napędowej rozwiercamy tak, żeby pasowały na wcisk, natomiast otwory w ramie muszą zapewnić swobodny obrót osi kół. Przednią oś zabezpieczmy przed przesuwaniem dwoma odcinkami rurki termokurczliwej, natomiast koła i szpulkę przyklejamy kropelkami kleju cyjanoakrylowego.
Tak jak w prawdziwym dragsterze, żeby zapewnić wymaganą przyczepność kół, potrzebne są dobre opony, które w naszym modelu wykonane są z gumowych uszczelek (oringów), w przypadku przednich kół są to uszczelki śrubunku 1 cal, natomiast opony tylnych kół to uszczelki filtra wody. Takie uszczelki są dostępne w sklepach hydraulicznych lub marketach budowlanych na stoiskach z armaturą hydrauliczną.
Jako napęd modelu zastosowano element sprężysty, analogicznie jak w łuku lub kuszy, z tym że w naszym przypadku naprężona cięciwa nie wystrzeliwuje strzały, a rozwija się ze szpulki, napędzając koła modelu. Od zastosowanej sprężyny będą zależeć osiągi modelu, sprężyna napędowa w moim przypadku wykonana jest z dwu drutów stalowych („fortepianowych”) o średnicy 1,2 mm i długości 30…35 cm. Można ją wykonać też z pojedynczego drutu o średnicy 1,5 mm lub pręcika z włókna szklanego o średnicy 2 mm, wykonanie tego elementu pozostawiam Waszej pomysłowości i kreatywności. Sprężynę należy zamontować w otworze znajdującym się z przodu modelu, wcześniej go rozwiercając tak, żeby uzyskać pasowanie na wcisk i zabezpieczyć klejem, do górnego końca sprężyny przywiązujemy mocną nitkę zakończoną pętelką, którą założymy na zaczep szpulki napędowej, następnie naciągamy sprężynę, kręcąc tylnymi kołami. Model stawiamy na podłodze i puszczamy. Napęd poprawnie wykonanego modelu powinien wystarczyć na przejechanie około czterech metrów, dalszą część dystansu model pokonuje, jadąc siłą bezwładności.
Gotowy model można ozdobić banerkiem z numerem startowym – propozycje numerów startowych z logo MT i AVT lub do projektu według własnego pomysłu dołączone są do plików, należy je wydrukować na kartce z bloku technicznego, wyciąć i nakleić na model.
Wyścigi najlepiej przeprowadzić na wzór prawdziwych, wyznaczając dystans 5 do 10 metrów, natomiast jeśli mamy jeden model, można mierzyć czas przejazdu na określonym dystansie znając długość dystansu i czas przejazdu, możemy obliczyć średnią prędkość modelu.
Moim podopiecznym w modelarni na dystansie ośmiu metrów udało się uzyskać czas 2,8 sekundy, ale sądzę, że bez problemu uda się go Wam poprawić.
Mariusz Wrona
