Budujemy poduszkowiec
Poduszkowiec to fascynujący pojazd, który pozwala nam na szybkie poruszanie się zarówno po lądzie, nierzadko w trudno dostępnym terenie i po wodzie. Pierwsze teoretyczne rozważania na temat takiego rodzaju pojazdu pojawiły się w XIX wieku. Jednak dopiero w połowie lat pięćdziesiątych XX wieku brytyjski inżynier Christopher Cockerell zbudował pierwsze działające modele, a w konsekwencji funkcjonalny pojazd, wtedy nastąpił przełom. Jego wynalazek, nazwany „Hovercraft”, odbył swój pierwszy lot w 1959 roku nad wyspą Wight. To wydarzenie zapoczątkowało rozwój tej nowej technologii. Jednakże poza wieloma zaletami poduszkowce mają szereg wad, które nie pozwoliły, mimo początkowej fascynacji tego typu pojazdami, na masowe rozpowszechnienie się wynalazku. Poduszkowce okazały się trudne do sterowania i kosztowne w eksploatacji, poza tym są wrażliwe na uszkodzenia i nie są w stanie pokonywać dużych wzniesień. Współcześnie pojazdy wykorzystujące zjawisko poduszki powietrznej są używane głównie w wojsku, jako pojazdy desantowe, oraz w służbach ratowniczych na trudno dostępnych terenach.
Zasada działania poduszkowca
Zjawisko zwane poduszką powietrzną polega na wytworzeniu siły nośnej unoszącej pojazd na skutek wytworzenia podwyższonego ciśnienia statycznego lub dynamicznego pomiędzy dnem pojazdu a podłożem. Istnieje kilka sposobów uzyskania poduszki powietrznej (1).
A. Skrzydło o profilu lotniczym poruszające się bardzo nisko nad ziemią powoduje kompresję powietrza, skutkuje to postaniem dodatkowej siły nośnej, pojazdy wykorzystujące to zjawisko nazywamy ekranoplanami.
B. Film powietrzny wtłaczając powietrze pod dużym ciśnieniem pod płaską powierzchnię: uzyskamy bardzo cienką warstwę powietrza oddzielającego pojazd od podłoża. To zjawisko ma zastosowanie w przemyśle w łożyskach powietrznych.
C. Komora wyrównawcza: najczęściej stosowany układ poduszkowca. Powietrze jest wtłaczane do pustej komory stanowiącej spód pojazdu, boki komory w pojazdach użytkowych wykonane są jako elastyczne fartuchy.
D. Dysza pierścieniowa to najbardziej efektywny sposób uzyskania poduszki powietrznej. Układ wykorzystuje dyszę powietrzną na obwodzie kadłuba skierowaną pod kątem 35°…50° do środka pojazdu.
Model poduszkowca
Model został wykonany z tektury falistej, do jego budowy będziemy potrzebować kawałka grubszej pięciowarstwowej tektury (podwójna fala), do wykonania pokładu i cieńszej trójwarstwowej do pozostałych części modelu. Do klejenia najlepiej użyć małego pistoletu z klejem termotopliwym.
Budowę rozpoczynamy od narysowania i wycięcia pokładu, następnie wycinamy paski o szerokości 15 mm i przyklejamy na obwodzie pokładu. Wycinamy i sklejamy kanał powietrza, jego średnica wewnętrzna powinna być większa o ok. 2 mm od średnicy zastosowanego śmigła. W środku pokładu rysujemy i wycinamy otwór pasujący do zewnętrznej średnicy kanału powietrza i wklejamy. Sklejamy kabinkę i stateczniki; ich wymiary nie są kluczowe, kabinkę należy wykonać tak, aby pomieściła akumulator, natomiast stateczniki w naszym modelu będą raczej ozdobą, nasz model będzie się poruszał zbyt wolno, żeby mogły efektywnie działać.
Do napędu modelu można użyć mikrosilnika elektrycznego o napięciu znamionowym 3,7 V wraz ze śmigłem o średnicy 40…50 mm i akumulatora Li-Po o pojemności 100…200 mA/h. Są stosowane w latających zabawkach i minidronach, można je kupić jako części zamienne. Ja poszedłem po linii najmniejszego oporu i wykorzystałem wyposażenie z chińskiej zabawki kupionej za kilkanaście zł. Silnik wklejamy pomiędzy dwie deseczki (drewniane mieszadełka do napojów) i montujemy w kanale powietrznym, akumulator umieszczamy w kabince, należy pamiętać o układzie zabezpieczającym akumulator przed nadmiernym rozładowaniem. Rozmieszczenie elementów wyposażenia pokazuje przekrój modelu. Bardzo ważną częścią, bez którego nasz model nie będzie poruszał się do przodu, tylko kręcił w kółko, są kierownice strug powietrza, można je wykonać z kartonu lub cienkiej aluminiowej blaszki. Umieszczamy je w wylocie kanału powietrznego. Końcówki kierownic wyginamy w przeciwną stronę do obrotów śmigła, stopień wygięcia ustalamy eksperymentalnie podczas pierwszych prób modelu.
Następną równie ważną czynnością jest prawidłowe wyważenie modelu, wyważamy go przyklejając plastelinę w zależności od potrzeb z przodu lub z tyłu modelu. Jeśli chcemy, żeby poduszkowiec stał w miejscu środek ciężkości, powinien pokrywać się ze środkiem powierzchni modelu, przesuwając środek ciężkości do przodu powodujemy, że model zacznie się poruszać w przód. Jeśli chcemy, aby nasz poduszkowiec poruszał się szybciej, można zastosować dodatkowy napęd poziomy, silnik napędu poziomego łączymy równolegle z silnikiem głównym. Ja wykorzystałem silniczek pochodzący z uszkodzonego mikroserwa. Kolejne etapy budowy modelu pokazane są na zdjęciach.
Model możemy puszczać zarówno w pomieszczeniu, jak i na zewnątrz, prawidłowo wykonany bez problemu poradzi sobie na asfaltowym podłożu czy kostce brukowej. Życzę udanej, kreatywnej zabawy.
Mariusz Wrona
