Model poduszkowca z napędem elektrycznym MT? 2012A

Od publikacji w ?Na warsztacie? artykułu dotyczącego budowy mojego pierwszego modelu poduszkowca minęło już ponad sześć lat. Dziś pora na wersję nieco bardziej rozbudowaną i wzbogaconą o napęd elektryczny. Kilka zdań o wersji wyjściowej ?Podsuszkowiec? ZPM wz. 2002 został opublikowany w numerze 1/2006 ?Młodego Technika?. Ten prosty modelik od kilkunastu lat świetnie spełnia swoją rolę ? pokazuje zasadę działania poduszki powietrznej. Jest tak prosty w wykonaniu i tak wiele wybacza swoim wykonawcom, że wyśmienicie nadaje się do zajęć szkolnych, plenerowych, warsztatów itp. wydarzeń przeznaczonych nawet dla dzieci w starszych grupach przedszkolnych. Jest budowany nie tylko w Polsce. Do popularności tego młodotechnikowego projektu niewątpliwie przyczynił się także niespodziewany sukces w ogłoszonym przez amerykański portal dla majsterkowiczów i artystów konkursie Betacup Coffee Cup Challenge (vide linki pod artykułem).

Wielu młodych konstruktorów prezentowało również inne rozbudowane wersje tego projektu podczas najstarszych polskich zawodów robotyczno-ratowniczych, organizowanych we Wrocławiu. Jednak niewiele było dotąd udanych konstrukcji z własnym napędem.

Wersje elektryczne poduszkowców tackowych

Są zdecydowanie trudniejsze i bardziej pracochłonne niż wyżej wymienione modele. Przetestowaliśmy we Wrocławiu kilka różnych rozwiązań z wykorzystaniem napędu elektrycznego w modelach niesterowanych. Najczęściej używany w nich był jeden silniczek, służący jednocześnie do unoszenia i przemieszczania modelu. Niestety, najbardziej popularny motorek typu Mabuchi FA-130 zazwyczaj miał zbyt małą moc. Sprawdził się natomiast jego niewiele większy brat ? Mabuchi RC 260 RA (vide link pod artykułem). Ten najczęściej stosowany napęd w tego typu modelach jest zasilany z baterii 9 V. Wykonaliśmy kilka udanych modeli w takiej konfiguracji. Rozwiązania z wykorzystaniem wentylatorów komputerowych są nieco trudniejsze w realizacji z powodu małej mocy i wyższego napięcia tych wiatraczków, ale ? stosując szeregowo połączone dwie baterie ? i takie konfiguracje udało nam się unieść nad podłoże. Najczęściej umieszczaliśmy wentylator poziomo, kierując główny strumień powietrza pod kadłub. Niewielką część strumienia przekierowywaliśmy za pomocą różnych sposobów do tyłu i na skos, aby uzyskać siły przeciwdziałające wirowaniu poduszkowca i minimalną prędkość postępową.

httpv://www.youtube.com/watch?v=Ojm0kSYxFes

Model poduszkowca mt-2012

Z założenia jest to model rozwojowy ?podsuszkowca? wz. 2002. Bazuje na takim samym pokładzie z typowej tacki depronowej do żywności o wymiarach ok. 22×13 cm. Silniczek 6 V ? jego obudowa oraz wentylator pozyskiwane są najczęściej z uszkodzonych suszarek do włosów. Zasilanie to 1 bateria 9 V.

Proponuję zacząć od skompletowania i sprawdzenia elementów napędu. Przy demontażu warto zastanowić się nad pozostawieniem lub pozbyciem się dodatkowych osłon. To niełatwy wybór: z jednej strony zwiększają sprawność układu, z drugiej ? zwykle ważą niemało. Pewną alternatywą jest zastąpienie ich lżejszymi obudowami ? z plastiku, a nawet z kartonu.

Przed wykonaniem otworu w pokładzie (tacce) należy uwzględnić również takie rozmieszczenie mas (głównie silnika i baterii), aby ewentualny dodatkowy balast korygujący położenie środka ciężkości był jak najmniejszy.

Po umocowaniu i podłączenia silnika, baterii (najkorzystniej na rzepy samoprzylepne) i dowolnego lekkiego wyłącznika można przystąpić do wstępnego oblotu. Model już powinien wyraźnie chcieć latać! Oczywiście będzie też obracał się wokół swojej osi ? ale to przecież zrozumiałe. Już na tym etapie można usunąć ewentualne usterki, takie jak nieprawidłowe wyważenie (poduszkowce, jak wszystkie obiekty latające, muszą być prawidłowo wyważone) czy nierówny dół tacki.

Jeśli model na tym etapie, mimo prawidłowego wyważenia, równej tacki oraz powierzchni podłoża, nie jest w stanie utrzymać się w powietrzu, należy powtórnie przyjrzeć się napędowi i zasilaniu. Oczywiście bateria musi być bezwzględnie nowa, dobrej jakości ? najlepiej alkaliczna. Układ napędowy może być niekiedy zbyt słaby (można ewentualnie spróbować otunelować strumień powietrza). Przyczyną niepowodzeń może być też mało sprawny aerodynamicznie wentylator.

Jeśli jednak pierwsze próby lotne zakończyły się powodzeniem, można przystąpić do dalszych prac.

Karoserię przedstawioną w pliku PODUSZKOWIEC MT-2012A należy traktować raczej jako propozycję wykonawczą. Powinna być wykonana możliwie lekko (równie dobrze może być zrobiona z kartki bloku technicznego). Jej zadaniem jest osłonięcie (ale nie zasłonięcie!) układu napędowego. Zadaniem sterów kierunku w połączeniu z wylotem powietrza w tylnej części karoserii jest zapobieganie obracaniu się modelu wokół własnej osi.

Karoserię można mocować za pomocą dwóch małych wkrętów do drewna (przód i tył karoserii), małych magnesów neodymowych, ewentualnie przy użyciu bezbarwnej taśmy samoprzylepnej.

Ważną częścią modelu jest układ pozwalający na przekierowanie części strumienia powietrza do tyłu ? na ster lub stery. Muszę przyznać, że rozwiązanie z pierwszego prototypu (zdjęcie nr [13]) było bardziej efektywne. W karoserii modelu szerzej opisywanego w tym artykule należy pominąć pionową ściankę tuż za otworem wlotowym. Stery kierunkowe, o ile to możliwe, powinny dawać możliwość pewnej regulacji ? można je osadzać na szpilkach (jak w pierwszym prototypie, choć nie jest to trwałe rozwiązanie). Innym rozwiązaniem jest wklejenie ich do podstawy za pomocą wąskich (lub nadciętych) pasków aluminiowej blaszki z puszek po napojach gazowanych. Wklejenie sterów nie pozwala niestety na późniejsze korekty?

Jeśli karoserię wykonaliśmy z depronu, zdobienia i imitacje szyb najłatwiej będzie namalować wodoodpornymi markerami. Można też delikatnie zastosować farbę w spreju i naklejki (z umiarem), pamiętając, że żadnemu latającemu modelowi nie służy dodatkowe obciążenie.

Po zamocowaniu karoserii i steru można przystąpić do kolejnego testu lotnego. Należy dążyć do prawidłowego lotu już na tym etapie. Mniej zaawansowanym młodym technikom zalecam nawet pozostawienie modelu w tej konfiguracji ? bez dodatkowego fartucha. Może się zdarzyć, że mimo wcześniejszego powodzenia, z karoserią model lata niechętnie. Nie należy liczyć na to, że fartuch diametralnie poprawi sytuację! Jeśli stwierdzimy, że karoseria jest za ciężka, należy ją wykonać na nowo ? lżejszą.

Fartuch, podobnie jak w przypadku większych modeli, nie wspominając już o prawdziwych poduszkowcach, nie jest wcale łatwy do wykonania ani do bardzo długiego utrzymania w sprawności technicznej ? to chyba największa bolączka wszystkich konstruktorów poduszkowców?

Do modeli tej wielkości najlepszym materiałem na fartuch (typu workowego ? palcowych jeszcze w takich małych modelach nie widziałem) będzie lekka folia polietylenowa (na przykład z worków na śmieci). Dwa arkusze folii (w tym modelu o wymiarach 20×30 cm ? mogą też być nieco większe) zgrzewa się na krawędziach ? choćby lutownicą. W różnych modelach stosuje się różne rozwiązania szczegółów fartucha. W naszym zrobiłem duży otwór pod silnikiem w wierzchniej warstwie folii i dwa małe w dolnej. Ponadto obie warstwy folii zamocowałem do dołu kadłuba poprzez dwa przepalone nacięcia w osi podłużnej modelu.

Do mocowania folii fartucha do brzegów depronowego pokładu najlepiej nadają się paski dwustronnej taśmy klejącej, choć środek fartucha można też zamocować jednostronną taśmą (na zdjęciach jest dwustronna dla lepszego zobrazowania). Niezwykle ważną rzeczą jest odpowiednie rozmieszczenie miejsc mocowania ? nieprawidłowe będą skutkować niekorzystnym napełnieniem fartucha powietrzem, a to z kolei problemami z jego użytkowaniem. Prawidłowo wykonany i zamocowany fartuch powinien podnieść, utrzymać w poziomie i umożliwiać przesuwanie się modelu. Mimo tego nie na każdym podłożu będzie można go używać ? zbyt szorstkie w krótkim czasie spowoduje jego rozszczelnienie, zbyt klejące (elektrostatyczne) niekiedy może uniemożliwić poruszanie się modelu.

Poduszkowcowy program rozwojowy

Zachęcam Czytelników do dalszego eksperymentowania z podobnymi modelami poduszkowców. Jak już wspomniałem, za punkt wyjścia warto przyjąć model z naszego miesięcznika sprzed 6 lat, by następnie go stopniowo coraz bardziej wzbogacać ? o ruchome wirniki (nadal napędzane suszarką), o karoserię, fartuch ? by później przejść do eksperymentów z napędami pokładowymi ? aż do modelu zdalnie sterowanego tej samej wielkości. Będę śledził wszystkie forumowe relacje oraz nadesłane do naszego miesięcznika zdjęcia modeli. Terminy publikacji kolejnych modeli poduszkowców w dziale ?Na warsztacie? ?Młodego Technika? (w tym i naszego Griffona!) w dużej zapewne mierze będą zależały od ilości relacji, jakie zostaną zamieszczone na naszym forum. Tam też tradycyjnie, na miarę swoich możliwości, służę radą i pomocą, wspierany również przez innych (bardzo życzliwych młodotechnikowym konstruktorom) forumowiczów (dziękuję ZIV!).

Na koniec życzę udanych eksperymentów z modelami małych poduszkowców, świetnej zabawy i pouczających ? ale przyjemnych jednocześnie ? doświadczeń.

Warto zobaczyć również:

http://bayourenaissanceman.blogspot.com/2009/06/on-this-day-june-11th-1959-first.html ? pierwsze osobowe poduszkowce Cockerella

http://hovercraftacademy.com/mediacenter/training ? użytkowe

http://www.hovertech.com.pl/PL/produkcja/poduszkowiec_ANACONDA/ ? seryjnie produkowany, polski poduszkowiec z Dolnego Śląska

http://www.mabuchi-motor.co.jp/cgi-bin/catalog/e_catalog.cgi?CAT_ID=rc_260ra ? polecany napęd ? wymiary

http://www.instructables.com/id/Betacup-Coffee-Cup-Challenge-Winners/ ? poduszkowiec z MT zwycięzcą konkursu Betacup Coffee Cup Challenge w Kalifornii!

http://www.modelmaniak.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=5:podsuszkowiec-zpm-wz2002&catid=3:latajce&Itemid=6 ? model (i link do artykułu) z MT 1/2007 na stronie autora

http://www.toposolitario.com/workshop/hovercraft.html ? modele futurystycznych poduszkowców z papieru ? jako ew. inspiracja

http://www.environmentteam.com/concept/volkswagen-aqua-futuristic-all-terrain-vehicle/ ? a tu już coś dla rasowych designerów