Лабораторные работы

 

1. Определения основных параметров модели (в зависимости от класса)
2. Определение основных геометрических параметров автомодели.  Изготовление деталей и узлов модели
3. Определение пересчетных коэффициентов судомодели. Проектирование корпуса судомодели
4. Выбор материалов, инструментов и методов обработки. Разработка узлов и такелажа. Изготовление деталей модели
5. Сборка узлов модели. Сборка и наладка моделей
6. Окраска модели.
7. Установка двигателя и систем управления на модель Испытание двигателя и систем управления
8. Проведение испытаний  деталей и узлов моделей

 

Техника безопасности

1. Работу начинай только с разрешения руководителя.

2. Не работай неисправными и тупыми инструментами, используй инструменты только по назначению.

3. Не пользуйся, инструментами, правила обращения с которыми не изучены.

4. Не носи в кармане инструменты (ножницы, циркуль, шило).

5. Будь внимателен во время работы - не разговаривай, не отвлекайся сам и не отвлекай соседа.

6. Рабочее место содержи в порядке и чистоте. Береги имущество.

7. Бережливо относись к своему и чужому.

 

Правила обращения с ножницами:

1. Пользуйся ножницами с закругленными концами.

2. Клади ножницы на стол, так чтобы они не выступали за край крышки стола.

3. Не работай тупыми ножницами и ножницами с ослабленным шарнирным креплением.

4. При работе следи за линией разреза.

5. Во время резания придерживай материал рукой так, чтобы пальцы были в стороне от лезвия ножниц.

6. Не держи ножницы концами вверх.

7. Не оставляй ножницы в раскрытом виде.

8. Не режь ножницами на ходу.

9. Не мешай товарищу во время резания.

10. Передавай товарищу ножницы только в закрытом виде, держа их за рабочую часть.

 

Правила работы с клеем:

1. Клей хранить в закрытой посуде. Баночка с клеем для устойчивости должна иметь широкое дно.

2. Для нанесения клея используют кисть. Во время работы кисть кладут на подставку. После работы кисть промывают водой.

3. Детали намазывают клеем на подстилке. Лишний клей убирается тряпочкой.

4. Во время работы с клеем не отвлекаться – он быстро высыхает.

5. В случае попадания клея на кожу, промыть теплой водой с мылом.

 

 

Лабораторная работа 8 (2 часа)

Моделирование реактивного движения. Изготовление модели реактивного движителя

Тема: Изготовление модели реактивного движителя.

Цель: Освоить технологии изготовления моделей на реактивной тяге.

Теоретическая часть

Венецианский инженер Джованни ди Фонтана приводил две конструкции в рукописи 1425 г. Одна из них представляла собой реактивный автомобиль на двух роликах, напоминавший летучую мышь. Он должен был приводиться в движение топливом на поро­ховой основе, точный рецепт которого ди Фонтана держал в секрете. Неизвестно, пытался ли какой-нибудь безрассуд­но храбрый инженер построить автомобиль-ракету ди Фон­тана, но водитель, несомненно, никогда не пожелал бы иметь ничего общего с подобным изобретением.

Рис. 8.1. Автомобиль-ракета Джованни ди Фонтана из рукописи 1425 г

Известно, что Ньютон пытался изготовить и запустить тележку на реактивной тяге (Рис.8.3). Как видим, известнейший физик искал возможность применения теоретических данных в жизни. Конечно, уровень развития техники того времени не позволил реализовать многие замыслы ученых, а сегодня их мысли могут и должны быть как источником вдохновения для юных техников, так и замечательным материалом для демонстрации действия физических законов.

Современное понимание потенциала энергии пара является повторением чего-то такого, что было известно 2000 лет назад.

Человеком, сделавшим изобретение, был Герон Александрийский, который детально описал первый рабо­тающий паровой двигатель, названный им "ветряной шар". Его конструкция предельно проста. Широкий свинцовый котел с водой помешали над источником тепла, например горящим древесным углем. По мере закипания воды в две трубы, в центре которых вращался шар, поднимался пар. Струи пара били через два отверстия в шаре, заставляя его вращаться с большой скоростью. Такой же принцип лежит в основе современного реактивного движения.

В предисловии трактата Герона по пневматике некото­рые его изобретения характеризуются как "пригодные для повседневного применения", другие — как имеющие «до­статочно замечательные результаты». Похоже, что паровой двигатель попал у Герона во вторую категорию и характери­зовался, если судить по описанию, как новое изобретение. Однако Герон знал, какое применение могут иметь источ­ники энергии. Например, он сконструировал небольшую ветряную мельницу, заставлявшую звучать музыкальный ор­ган.

Мог ли паровой двигатель использоваться в практиче­ских целях? Чтобы найти ответ на этот вопрос, специалист по античности доктор Дж. Г. Лэнделс из университета в Рединге с помощью специалистов инженерного факультета сде­лал точную рабочую модель устройства Герона. Он обнаружил, что она развивала большую скорость вращения – не менее 1500 оборотов в минуту: «Шар устройства Герона, возможно, был самым быстроврашающимся предметом его времени» (цит. по [4]).

 

Рис. 8.2. “Ветряной шар” Герона – предшественник парового и реактивного двигателей

Тем не менее у Лэнделса возникли трудности при под­гонке соединений между вращающимся шаром и паровой трубой, что не позволяло сделать приспособление эффектив­ным. Свободный шарнир позволял шару быстрее вращать­ся, но тогда быстро улетучивался пар; тугой шарнир означал, что энергия расходовалась на преодоление трения. Пойдя на компромисс, Лэнделс посчитал, что эффективность ме­ханизма Герона, возможно, была ниже одного процента. По­этому, чтобы произвести одну десятую долю лошадиной силы (силу одного человека), понадобился бы довольно боль­шой агрегат, потреблявший огромное количество горючего. Энергии бы тратилось на это больше, чем мог произвести сам механизм.

 

Рис. 8.3. Реактивная тележка Ньютона

 

 

 

 

 

Моделирование движения гидропневматической ракеты  

Цель: Создать модель ракеты на реактивной тяге и пусковой установки для проведения эксперимента.

При моделировании  реактивного движения тела необходимо учитывать множество факторов, влияющих на полёт реальной ракеты и обычно «опускаемых» в школьном курсе физики. Так нельзя пренебрегать сопротивлением окружающей среды, так как при больших скоростях сила полного аэродинамического сопротивления.

Краткое описание принципа действия ракеты:

В ракету наливают воду (1/3 Объема)

Пусковой стол и ракету приводят в вертикальное положение (Рис.8.4).

 

Рис. 8.4. Пусковая установка и «ракета» на ней

В ракету нагнетается давление (6~5 atm).

При срыве затвора, под давлением пусковой стол «отпускает» ракету, и вода под давлением выходит, в связи с чем возникает реактивная сила.

 

Литература

1. Физика. Механика. 10 класс: учебник для углубленного изучения физики, под ред Г.Я. Мякишева, М. Дрофа, 2004, с289  

2. Роджерс Э. Физика для любознательных/ Э. Роджерс, М. Мир, 1967  Т1, с 307

3. Казанджан Э.П. Школьник – абитуриент – студент – инженер: учебное пособите/ М. Издательство МГТУ им. Баумана, 1990. – 80с

4. Джеймс, П. Древние изобретения  / П. Джеймс, Н. Торп. Пер. с англ – Мн.: ООО «Попурри», 1997.– 768 с.:ил.

 

http://class-fizika.narod.ru/paravto.htm

http://filtron-avtovid.biz.ua/rubr/istoriya-avtomobilestroeniya/

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ozcZ65bqUF0#!

 

 

Лабораторная работа 9 (4 часа)

Определение основных геометрических параметров автомодели.  Изготовление деталей и узлов модели.

Тема: Изготовление рамы (шасси) модели.

Цель: Изучить основы создания автомодели класса ЭЛ-5 с электродвигателем

Теоретическая часть.

Рама представляет собой несущий элемент модели автомо­биля. На ней устанавливаются двигатель, аккумуляторы и радиоаппаратура управления (для радиоуправляемых моделей), она несет передний и задний мосты, а также кузов, поэтому испытывает значительные нагрузки. Через подвес­ки колес на нее передаются силы, вызываемые ускорениями, тор­можениями и поворотами и действующие в виде изгибных на­грузок. Неровности трассы заставляют, кроме того, работать ра­му на кручение. Она должна быть такой жесткой, чтобы эти силы не вызывали остаточных деформаций, но в то же время такой упругой (в комбинации с подвесками), чтобы постоянно сохранялся контакт колес с дорожкой. На моделях, выполнен­ных в масштабе 1:12, в большинстве случаев дополнительным подрессориванием пренебрегают, а достигают примерно равно­ценного эффекта за счет упругости рамы. Для этого ее можно изготовить из листа пластмассы (Рис. 9.1). Однако рама из дюр­алюминия также может быть упругой и достаточно жесткой на кручение. Последнее качество можно обеспечить посредством придания ей коробчатого или П-образного поперечного сечения, что удобно для  крепления двигателя  и  аккумуляторов.

Рис. 9.1. Рама из пластмассы для радиоуправляемой модели

Изготовление рамы для автомоделей для юных моделистов представляет некоторую сложность. Ведь она должна быть и точной – чтобы модель ехала прямо (для т. наз. «Прямохода» – класс ЭЛ-5), и прочной – чтобы выдержать как собственный вес, так и столкновения с возможными препятствиями, и простой в изготовлении – ведь простейшие автомодели ребята пробуют делать уже с семи лет. Металлические рамы из профиля еще «не по рукам», оптимальным материалом может быть стеклотекстолит.

Стеклотекстолит относится к стеклопластикам — это вид композиционных материалов — пластические материалы, состоящих из стекловолокнистых наполнителей (стеклянное волокно, волокно из кварца и др.) и связующих веществ (термореактивных и термопластичных полимеров).

На раме, как известно, расположены основные узлы и детали модели автомобиля: двигатель (электрический, внутреннего сгорания или иной), передача (устройство для преобразования движения) или редуктор, оси с колесами, корпус, элементы управления, питания и др.

Практическая часть.

На листе стеклотекстолита размечается контур шасси, исходя из размеров модели и имеющихся деталей (см. Правила проведения соревнований по автомодельному спорту, классы Эл-1 – Эл-5) (Рис. 9.2).

  

Рис. 9.2. Разметка шасси на стеклотекстолите

Удалить лишний материал согласно разметке. Данную операцию выполнить любым изученным способом: с помощью лобзика, ножовки, ножниц по металлу, специального резака, гильотинных ножниц (Рис. 9.3).

Рис. 9.3. Удаление лишнего материала для колес

Изготовить кронштейны для колес и установить их в соответствующих местах, согласно чертежа или рисунка будущей автомодели. Особое внимание уделить взаимной параллельности осей, а также их перпендикулярности главной оси модели (Рис. 9.4).

   

Рис. 9.4. Установка кронштейнов и осей на шасси

Исходя из выбранной схемы передачи вращения (шестеренчатый, ременной или другой редуктор) и имеющегося двигателя, расположить детали и узлы на шасси, предварительно разметив и вырезав необходимые отверстия (Рис. 9.5).

 

Рис. 9.5. Подготовка к установке передачи

Собрать все узлы и детали на шасси, обеспечив необходимые параметры согласно чертежа: клиренс модели, межосевое расстояние и др.

Отчет оформить в форме технологической карты.

 

Литература

Миль Г. Электрические    приводы   для    моделей   /  Пер,  с  нем. В. Н. Пальянова — М.: ДОСААФ. 1986.—221 с, ил.

 

Лабораторная работа 10 (2 часа)

Определение пересчетных коэффициентов судомодели. Проектирование корпуса судомодели

Теоретическая часть

Соотношения главных размерений

При проектировании формы судна (соответственно, и модели, также) учитывают ряд опытных величин – судостроительных характеристик, которые определяют не только различные качества судна, но и его экономичность. Характеристики формы описывают форму судна и тем самым его внешний вид через соотношения между главными размерениями длиной, шириной, высотой борта и осадкой, а также через соотношения площади ватерлиний, площади шпангоутов и водоизмещения с главными размерениями. Характеристики формы соотносятся обычно с конструктивной осадкой. В частности, они оказывают влияние на поведение судна в море, причем при выборе относительных величин учитывают в первую очередь требования к данному типу судна.

Отношение длины к ширине L/B влияет главным образом на скоростные качества судна, на его маневренность и остойчивость. Большие значения L/B (длинные узкие суда) благоприятно сказываются на скорости судна и его устойчивости на курсе. Поэтому пассажирские и быстроходные грузовые суда имеют большие значения L/B. При заданных скорости и водоизмещении при этих условиях уменьшается необходимая мощность двигателя, а устойчивость на курсе улучшается благодаря большей боковой поверхности подводной части судна (площадь проекции).  Верхняя граница отношения L/B определяется необходимой поперечной остойчивостью судов. Кроме указанных преимуществ, большое отношение ИВ позволяет увеличить объем корпуса пассажирских и больших грузовых судов и рационально распределить помещения на них. На экономичность этих судов колебание значений L/B почти не влияет. Малые значения L/B (короткие широкие суда) обеспечивают хорошую маневренность и остойчивость. По этой причине буксиры, которые должны иметь хорошую поворотливость и при боковой тяге троса часто испытывают рывки, влияющие на поперечную остойчивость, имеют особенно малые L/B.

Отношение длины к высоте борта L/H у свободной балки (судно) представляет собой отношение длины балки к ее высоте. Это отношение имеет решающее значение для продольной прочности и изгиба корпуса судна. Малое L/H, т. е. большая высота борта при заданной длине, требует меньших размеров для верхнего и нижнего поясков корпуса судна и дает при продольной нагрузке меньший прогиб, чем большое L/H. Меньшие размеры поясков возможны как результат того, что на моменте сопротивления, требуемом для обеспечения продольной прочности, благоприятно сказывается увеличение высоты балки. По этой причине длинные надстройки в средней части судна включаются в верхний поясок (большая высота борта H) судна. Из соображений прочности, а также в зависимости от района плавания, за максимально допустимые приняты следующие соотношения: при неограниченном плавании L/H = 14; при большом каботажном плавании - L/H = 15; для Северного моря - L/H = 16; для Балтийского моря - L/H = 17; при малом каботажном плавании - L/H = 18. Для судов внутреннего плавания, которые не подвержены значительным нагрузкам от волнения, принимают существенно большие значения L/H (до 30).

Отношение ширины к осадке B/T определяет преимущественно поперечную остойчивость и сопротивление движению судна. Так как остойчивость возрастает пропорционально третьей степени ширины, то суда с небольшим B/T (узкие суда с большой осадкой) имеют меньшую начальную остойчивость, чем суда с большим B/T (широкие суда с малой осадкой); впрочем, последние склонны к резкой качке на волнении. Поскольку, например, буксиры из-за малой высоты надводного борта не отличаются большой остойчивостью при значительных наклонениях, они, как и все другие небольшие суда, имеют обычно большое B/T, в то время как большие суда с высоким бортом имеют меньшие значения B/T. Сопротивление движению у судов с большим B/T больше, чем у судов с малым B/T.

Отношение высоты борта к осадке H/T характеризует запас водоизмещения, т. е. водоизмещение непогруженной водонепроницаемой части корпуса судна, и в значительной мере влияет на угол заката диаграммы статической остойчивости. Чем больше H/T, тем больше надводный борт и, следовательно, запас плавучести судна. Кроме того, угол заката диаграммы статической остойчивости существенно увеличивается благодаря большому надводному борту. Таким образом, суда с большим H/T, например, пассажирские суда, обладают большей остойчивостью, чем суда с малым H/T, так как первые при больших наклонениях судна (60° и больше) имеют еще восстанавливающий момент, что значительно уменьшает опасность опрокидывания.

Если в задании указаны все главные элементы корабля и масштаб модели, то определение главных размерений модели, а также ее водоизмещения и всех других элементов, величина которых для корабля указана в задании, производится на осно­вании закона механического подобия.

Законом   механического   подобия   устанавливается,   что   длина   модели должна быть равна длине корабля, деленной на k, где k носит название масштабного числа:

L_мод=L_кор/k;

Так, при длине корабля L_кор=160м и k=100, длина модели будет равняться L_мод=160/100=1,6м.

Это правило относится к определению не только длины модели, но и всех ее других линейных элементов: ширины, осадки, высоты борта, высоты   мачт и т. д.

Если площадь какого-либо элемента корабля, например площадь палубы или площадь наружной обшивки, равна S_кор, то  соответственная   площадь   для   модели   должна быть равна

S_мод= S_кор/k².

По закону механического подобия весовое или объемное водоизмещение, а также любой вес или объем, относящийся к ко­раблю, пересчитывается на модель путем уменьшения в k³ раз.

Так, при водоизмещении корабля D_кор = 16000т и масштабе модели k = 100 водоизмещение модели должно быть равным

D_мод = 1,6х10⁷/10⁶ = 16 кг.

Закон механического подобия указывает также, что для мощности модельного двигателя можно приближенно принять масштабный коэффициент, равный k^3,5.

Определяя мощность двигателя модели по мощности дви­гателя корабля, надо иметь ввиду, что действительная мощность двигателя модели должна быть иногда значительно больше, чем вычисленная по закону механического подобия, по следующим причинам:

1.  Трение в гребном вале модели всегда бывает непропор­ционально большим,  чем трение вала   на корабле.

2.  Гребной винт модели изготовляется довольно грубо по сравнению с той большой точностью, с которой изготов­ляются гребные винты для кораблей. В силу этого потери в греб­ном винте модели значительно больше потерь в гребном винте действительного корабля.

Для наиболее часто употребляемых масштабов моделей k имеет    следующие значения:

М=1:20   k^3,5 = 35800;  М=1:50   k^3,5 = 8,85х19⁵;   М=1:75   k^3,5 = 3,67х10⁶

М=1:100   k^3,5 = 10⁷;    М=1:150  k^3,5 = 4,13х10⁷; М=200   k^3,5 = 1,13х10⁸

Для определения скорости, которую должна развивать модель, чтобы быть подобной судну-прототипу, необходимо разделить данную скорость  на корень квадратный из k.

v_мод = v_кор /√k

Так, при скорости корабля, равной 20 узлам (37 км/ч) и k=100, скорость модели-копии должна быть равной

v_мод = 20/√100= 2 узла = 1,03 м/с (1 узел = 1,852 км/ч или 0,515 м/с)

Закон механического подобия имеет и обратную силу. Это правило, следовательно, позволяет проектировать корабли, исходя из масштабных коэффициентов модели.

Проектирование обводов корпуса

Теоретический чертеж. После того как главные размерения и водоизмещение определены, приступают к проектиро­ванию обводов модели и вычерчиванию теоретического чертежа. Так как от обводов подводной части судна зависят его главные свойства – сопротивление движению, остойчи­вость, качка и другие, теоретический чертеж является одним из главных судостроительных чертежей. При вычерчивании теоретического чертежа модели необходимо помнить главное условие, а именно: объем подводной части корпуса (от киля до КВЛ) должен быть равен выбранному объемному водоизме­щению модели. Если это условие не будет выполнено, то осадка построенной модели будет отличаться от заранее опре­деленной расчетом осадки.

Теория корабля вместе с многовековым опытом судострое­ния разработала наиболее подходящие для различных судов типы обводов. Поэтому при вычерчивании теоретического чер­тежа модели следует стремиться воспроизводить обводы суще­ствующих   судов, для чего необходимо подобрать подходящие примеры (прототипы).

Теоретический чертеж строится по правилам проекцион­ного черчения и представляет собой три вида, (три про­екции) с сечениями корпуса судна: вид сбоку, вид сверху и вид с кормы (сзади).

Перед тем как начать построение теоретического чертежа, представим себе мысленно пересечение корпуса судна вспомогательными плоскостями, параллельными главным плоскостям, которыми являются: диаметральная плоскость, основная плоскость и плоскость мидель-шпангоута. Линии сечений, получившиеся при этом, образуют как бы каркас корпуса, который дает полное представление о его форме. Проекции этих линий на главные взаимно перпендикулярные плоскости соответственно называются боком, широтою и корпусом.

Линии сечения поверхности корпуса вспомогательными вертикальными плоскостями, параллельными диаметральной плоскости, называются батоксами. На проекции бок батоксы проектируются в истинном виде, а на двух других – в виде прямых линий.

Линии, полученные от пересечения поверхности корпуса горизонтальными плоскостями, параллельными основной плоскости, называются ватерлиниями. На проекции широты ватерлинии проектируются в истинном виде, а на двух других – прямыми линиями.

И, наконец, линии, полученные от пересечения корпуса вертикальными плоскостями, параллельными плоскости мидель-шпангоута, называются теоретическим и шпангоутами. На проекции корпуса линии проектируются в истинном виде, а на двух других – прямыми линиями.

Расстояние между шпангоутами называется шпацией. Совокупность проекций сечения корпуса, имеющих вид прямых линий, образует так называемую сетку теоретического чертежа. При построении этой сетки конструктивная ватерлиния делится на двадцать равных частей – теоретических шпаций и через деления проводятся теоретические шпангоуты. Нумерация шпангоутов производится с носа в корму.

За нулевой шпангоут принимается носовой перпендикуляр, а кормовой перпендикуляр обозначается 20-м шпангоутом. Число равноотстоящих ватерлиний до КВЛ составляет 7-9 (включая ОП и КВЛ). Для построения борта выше КВЛ проводят еще несколько равноотстоящих ватерлиний. Число батоксов на один борт обычно берется 2-3.

Все линии изображения сечений корпуса на теоретическом чертеже должны быть очень строго согласованы между собой на всех трех проекциях.

На рис. 10.1 показано  расположение   проекций   на  теоретическом   чертеже.

Рис. 10.1. Расположение проекций на теоретическом чертеже

Поскольку форма бортов корпуса судна всегда симметрична относительно ДП, то ограничиваются построением ватерлиний и шпангоутов только для одной половины корпуса судна (по одному борту). В этом случае проекция ватерлиний называется полуширотой, а на проекции корпуса только обвод мидель-шпангоута изображается полностью, на оба борта, а остальные шпангоуты половинками: справа от ДП шпангоуты, идущие в нос от миделя, а слева — в корму.

При вычерчивании корпуса судна, имеющего цилиндрическую вставку, на протяжении которой обводы шпангоутов одинаковы (и равны мидель-шпангоуту), на проекции бок теоретического чертежа в районе этой цилиндрической вставки делается разрыв и, с целью сокращения площади всего чертежа, в этом разрыве изображается проекция корпуса, перенесенная с правой части чертежа.

Для наглядной демонстрации формы наружной поверхности корпуса судна по теоретическому чертежу изготовляют в масштабе модель, которая называется блок-моделью.

Теоретический чертеж вычерчивается в масштабах 1 :25, 1 : 50 или 1 : 100 и, в исключительных случаях, 1:200 натуральной величины.

Теоретический чертеж корпуса является одним из основных технических документов, служащих для разработки проекта постройки, как судна, так и судомодели.

Рис. 10.2. Пример теоретического чертежа

Вычерчивание теоретического чертежа начинают с разбивки (вычерчивания) сетки (Рис. 10.2). На горизонтальной линии, называемой основной линией, откладывают в выбранном масштабе рас­четную длину модели L и делят ее на десять равных частей. Пер­пендикулярно к основной линии на вертикали откладывают вели­чину осадки Т и делят ее горизонталями на три-четыре равные части. Выше горизонтальной линии, проведенной на уровне осад­ки Т, надо провести две – три дополнительные горизонтальные линии для вычерчивания надводной части корпуса. Верхняя из них может быть проведена на высоте борта Н. Затем проводят верти­кальные линии через все одиннадцать делений «основной линии» и горизонтальные – через все деления вертикальной линии, чем заканчивают разбивку сетки для вычерчивания проекции «бок».

Для вычерчивания сетки проекции «корпус» расчетную ширину модели делят вертикальными прямыми на четыре или шесть равных частей. По высоте сетку разбивают так же, как и сетку для проекции «бок».

На проекциях теоретического чертежа принимают следующие обозначения.

Батоксы обозначает римскими цифрами. Номера батоксов на проекциях «Корпус» и «Полуширота» проставляются за габаритами сетки, а на проекции «Бок» – над линиями батоксов, перпендикулярно касательным к кривым. Нумерацию батоксов начинают от ДП.

Ватерлинии обозначают арабскими цифрами. На проекциях «Бок» и «Корпус» номера ватерлиний проставляет за габаритными линиями сетки, а на проекции «Полуширота» – над линиями ватерлиний. Нумерацию ватерлиний начинают от основной плоскости. Нумерация ватерлиний ниже основной плоскости должна быть отрицательной.

Шпангоуты обозначают арабскими цифрами. Номера шпангоутов проставляют: на проекции «Бок» – вне обводов; на проекции «Полуширота» – под следом ДП; на проекции «Корпус» – над линиями шпангоутов. Нумерация шпангоутов – нарастающая от носового перпендикуляра, в корму – положительная, а в нос – отрицательная.

Рыбины обозначают прописными буквами русского алфавита, начиная от ближайшей к ДП. Обозначения рыбин на проекции «Корпус» проставляют над следом секущей плоскости, а на проекциях «Бок» или «Полуширота» – над линиями рыбин.

Промежуточные батоксы, ватерлинии и шпангоуты нумеруются дробными числами.

При большой насыщенности чертежей линиями обводов обозначения проставляют на линиях-выносках.

На проекциях теоретического чертежа допускается делать поясняющие надписи отдельных элементов обводов, например: «Верхняя палуба», «Козырек», «Линия слома» и т.п.

На поле теоретического чертежа приводится таблица главных размерений судна, в которой указываются:

– длина наибольшая – L_max;

– длина по конструктивной ватерлинии – L_КВЛ;

– длина между перпендикулярами – L_ПП;

– ширина наибольшая – В_max;

– осадка по конструктивную ватерлинию – d_КВЛ;

– высота борта при мидель-шпангоуте – D;

– водоизмещение объемное – С.

Таблицу главных размерений судна располагают над основной надписью под проекцией «Корпус». Если «Корпус» расположен посредине проекции «Бок», то таблицу выполняют в промежутке между проекциями «Бок» и «Полуширота».

Обводы теоретического чертежа необходимо выполнять тонкими линиями для точного согласования проекций и уменьшения погрешности определения истинных размеров элементов судна.

 

  

 

 

 

Рис. 10.3. Примеры очертаний теоретических шпангоутов

Практическая часть:

спроектировать модель в масштабе М = 1/100 для судна, имеющего следующие размерения:

длина L =50м,

ширина B = 10м,

высота борта Н = 6м,

осадка T =3м,

водоизмещение D = 30 т,

скорость наибольшая v = 30 уз­лов,

мощность   двигателей N = 1250 л. с.

Подобрать подходящую основу для корпуса модели.

Расчертить линии основных размерений модели судна или корабля (предлагается преподавателем).

Обозначить батоксы, ватерлинии и шпангоуты согласно ГОСТ 1062-80

Подготовить шаблоны обводов «Корпуса», «Бока» и «Полушироты» на картоне или плотной бумаге.

Закрепить на заготовке шаблоны.

 

Литература:

ГОСТ 1062-80 Размерения надводных кораблей и судов главные. Термины, определения и буквенные обозначения.

Морской моделизм: пособие для морских моделистов/ под ред. Ю. В. Емельянова.   М.: ДОСААФ – 1955.-337с.

http://flot.com/publications/books/shelf/chainikov/10.htm

http://www.miniflot.ru/Modeli_korabley/Shtan/zShtan2.php

http://vm.msun.ru/Cbornik/Moskal/T_cherch.html

http://seaships.ru/correlations.htm

 

 

 

 

Лабораторная работа 11 (6 часов)

Выбор материалов, инструментов и методов обработки. Разработка узлов и такелажа. Изготовление деталей модели (на примере  изготовления модели шаланды)

Теоретическая часть

Как известно, судомодельный спорт — технический вид спорта, включающий проектирование и постройку моделей кораблей и судов для спортивных соревнований.

Спортивные модели делятся более чем на 30 классов (в основе деления — принцип классификации кораблей военно-морского и торгового флотов). В самоходных моделях могут быть использованч следующие виды микродвигателей: резиномеханические, инерционные, паровые, внутреннего сгорания, электрические, парус.

Различают соревнования стендовые — конкурсы настольных и некоторых действующих моделей (оцениваются изящество изготовления и соответствие чертежам и прототипу) и ходовые (на скорость, устойчивость на курсе, манёвренность и др.) — самоходных моделей надводных судов и кораблей (в том числе и на подводных крыльях) и подводных лодок; скоростных кордовых моделей (произвольной конструкции); управляемых моделей (с помощью беспроволочной связи); классные гонки моделей парусных яхт.

На международном уровне судомодельный спорт курируется Международной организацией судомоделизма и судомодельного спорта, которая устанавливает классификацию, правила и порядок проведения соревнований.

Секция C — стендовые модели

• C1 — стендовые модели парусных кораблей.
• C2 — стендовые модели военных и гражданских судов.
• C3 — фрагменты кораблей и диорамы.
• C4 — микромодели.
• C5 — стендовые модели кораблей в бутылках.
• C6 — стендовые модели кораблей из промышленных пластиковых наборов.
• C7 — стендовые модели кораблей из бумаги.
• С8 — стендовые модели из промышленных деревянных наборов (Woodenkit)

В стендовой оценке имеют значение следующие параметры:

- оценка технического исполнения и качества модели, точность форм, внешний вид поверхности и передача красок.

- Впечатление (максимальная оценка – 10 баллов): оценка общего впечатления и внешнего вида модели.

  Объем (максимальная оценка – 20 баллов): оценка общего объема работы по изготовлению модели. Принятие во внимание времязатратных работ с учетом степени сложности.

- Согласованность  с   конструктивными  документами  (максимальная  оценка  –  20 баллов): проверяется точность соблюдения масштаба с учетом допустимых отклонений. Законченность всех деталей, в соответствии с документами, которые были в распоряжении создателя модели. Проверка правильности выбранного тона окраски, а также впечатление от материалов без покрытий, как то дерево, металл, такелаж и т.п.

Медали вручаются при достижении следующего количества баллов:

- от 95.00 до 100.00 баллов  - золотая медаль

- от 90.00 до 94.67 баллов  - серебряная медаль

- от 85.00 до 89.67 баллов  - бронзовая медаль

Таким образом, качество исполнения отдельных элементов модели является определяющим в данных классах для победы.

В качестве изготовления выбрана модель шаланды, как первой «разрядной» модели начинающего судомоделиста.

Шала́нда (фр. chaland) — небольшая баржа для погрузки и разгрузки крупнотоннажных судов на рейде, перевозки земли и т. п. Также шаландой на Чёрном море называется плоскодонная парусная рыболовная лодка. В данной работе будет изготовлен остов и такелаж Черноморской шаланды. (Предлагаемая модель разработана Мастером спорта РБ, неоднократным победителем республиканских соревнований по судомодельному спорту Гулевым В.Б.)

Рис. 11.1. Модель Черноморской шаланды

Такела́ж (нидерл. takelage (от takel — оснастка)) — общее название всех снастей на судне или вооружение отдельной мачты или рангоутного дерева, употребляемое для крепления рангоута и управления им и парусами. Такелаж разделяется на стоячий и бегучий. Стоячий такелаж служит для удержания рангоутных частей в надлежащем положении, бегучий — для постановки, уборки парусов, управления ими, изменения направления отдельных частей рангоута.

Это название сохранилось со времен парусных судов, правда, его значение за это время существенно изменилось. Так, первоначально рангоут и такелаж парусного судна обеспечивали продвижение судна вперед, а в настоящее время их главной задачей на современных грузовых судах является размещение грузового устройства, а на пассажирских судах, ледоколах, буксирах и подобных им плавучих средствах — сигнального оборудования.

Для стоячего такелажа употребляются: на больших судах преимущественно стальной и железный трос, снаружи оцинкованный, как наиболее прочный и долго служащий; на мелких иногда берут ещё смолёные пеньковые или синтетические тросы. В некоторых частях стоячего такелажа употребляются цепи (напр. цепной борг — на котором висит нижний рей) — с короткими звеньями без распорок, для большей их гибкости.

Главной частью рангоута является мачта. В зависимости от цели применения различают сигнальные, грузовые и специальные мачты из дерева или из труб, изготовленных из стали или легкого металла. Для восприятия сил, возникающих вследствие бортовой и килевой качки при сильном волнении, мачты крепятся к бортам или в диаметральной плоскости при помощи вант и штагов, состоящих из стальных проволочных тросов. На сигнальных мачтах помещаются сигнальная и радиоантенная реи, а часто также и гафель для подъема флага страны.

Практическая часть.

Объект изготовления. Модель Черноморской шаланды с элементами рангоута и такелажа.

 

Наименование операции	Инструктивные указания	Эскиз (чертеж, фото)
Изготовление основы	По шаблонам изготовить дно и кормовую часть шаланды (фанера 4 мм) и склеить их на стапеле
Выклеивание корпуса	По шаблону вырезать корпус (картон 1-1,5 мм) и приклеить к склеенным деталям дна и кормы. Вклеить продольную балку.
Изготовление решетки на дно	Из шпона, или реек (4х2мм, ольха) склеить решетки, точно повторяющие дно модели. Общая высота решетки должна совпадать с продольной балкой.
Изготовление киля и приспособлений для маневрирования	По шаблонам вырезать детали управления шаландой (фанера, 4 мм)
Изготовление мачты	С помощью специального приспособления выточить рейку Ø4х200 мм
Изготовление снастей	Изготовить весла, багры, бочонок для воды, ведро и другие элементы модели
Изготовление паруса	Из льняной ткани изготовить парус, выполнить имитацию швов
Закрепление элементов рангоута и такелажа на своих местах	С помощью быстросохнущего прозрачного клея закрепить изготовленные детали на штатных местах

 

  Литература:

ГОСТ 1062-80 Размерения надводных кораблей и судов главные. Термины, определения и буквенные обозначения.

Морской моделизм: пособие для морских моделистов/ под ред. Ю. В. Емельянова.   М.: ДОСААФ – 1955.-337с.

http://flot.com/publications/books/shelf/chainikov/10.htm

http://www.miniflot.ru/Modeli_korabley/Shtan/zShtan2.php

http://vm.msun.ru/Cbornik/Moskal/T_cherch.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Шаланда

http://seaships.ru/index.htm

 

 

 

 

Лабораторная работа 12 (4 часа)

Сборка узлов модели. Сборка и наладка моделей

Тема: Сборка ходовой части автомодели.

Цель: Изучить основные этапы сборки и наладки модели на примере сборки автомодели класса ЭЛ-5  

Теоретическая часть.

Согласно правилам соревнований, автомодель класса ЭЛ-5 должна проехать участок 12 м и попасть в створ ворот шириной 0,5-1м (в зависимости от предварительной договоренности). Для обеспечения данного результата модель должна быть грамотно спроектирована и аккуратно собрана. Наладка включает в себя проверку ходовых качеств модели и корректировку некоторых ее параметров, влияющих на точность хода (Некоторые из них были рассмотрены в Лабораторной работе 9).

Практическая часть.

Пользуясь технологическими картами создания, сборки и наладки моделей, изготовить недостающие детали, собрать узлы модели, настроить ее для выполнения норматива.

Технологическая карта на изготовление переднего и заднего кронштейна, передней и задней оси для автомодели

№	Наименование операции	Эскиз	Инструменты, Приспособления, используемый материал	Инструктивные указания
1	Выполнение чертежа кронштейна		Лист бумаги, карандаш, линейка	На листе бумаги рисуем эскиз  кронштейна, указываем все необходимые нам размеры.
2	Выбор материала		Дюралюминий	Материал должен быть не только прост в использовании, но и прочен в применении.
3	Разметка материала		Линейка, чертилка, кернер	С помощью линейки и чертилки наносим  на дюралюминий 2 одинаковые разметки в соответствии с эскизом (с учетом рационального использования материала). В местах сверления производим кернение.
4	Изготовление переднего и заднего кронштейнов		Настольные параллельные тиски, ножовка по металлу	Зажимаем  заготовку в тисках. По сделанной разметке, вырезаем заготовку ножовкой по металлу. То же самое делаем и со второй заготовкой.
5	Сверление		Ручная дрель	По сделанной разметке, в местах кернения, ручной дрелью сверлим отверстия.
6	Зачистка кромок среза		Напильник	При помощи напильника отшлифуйте кромки изделий.
7	Гибка кронштейна		Молоток, настольные параллельные тиски.	Зажимаем в тисках заготовку, по разметке с помощью молотка сгибаем заготовку.
8	Монтаж заднего и переднего кронштейна на шасси		Отвертка, ручная дверь	С помощью шурупов прикручиваем кронштейны к шасси, предварительно сделав отверстия в шасси для шурупов .
9	Выполнение чертежа осей		Лист бумаги, карандаш, линейка	На листе бумаги рисуем эскиз  осей, указываем все необходимые нам размеры.
10	Выбор материала		Стальной прутик	Материал должен быть прост в использовании.
11	Разметка материала		Линейка, чертилка.	С помощью линейки и чертилки наносим  на стальной прутик разметки в соответствии с эскизом (с учетом рационального использования материала).
12	Изготовление передней и задней осей		Настольные параллельные тиски, ножовка по металлу	Зажимаем  прутик в тисках. По сделанной разметке, обрезаем прутик ножовкой по металлу.
13	Шлифовка		Напильник	При помощи напильника закругляем концы осей.

 

 

 

Технологическая карта на изготовление колес для автомодели

№	Наименование операции	Эскиз	Инструменты, Приспособления, используемый материал	Инструктивные указания
1	Выполнение чертежа колес		Лист бумаги, карандаш, линейка, циркуль	На листе бумаги рисуем эскиз  колес, указываем центр окружности.
2	Выбор материала		ПВХ	Материал должен быть прост в использовании.
3	Разметка материала		Линейка, карандаш,  ручная дрель	С помощью карандаша наносим  на используемый материал центр будущих колес в соответствии с эскизом (с учетом рационального использования материала). По сделанной разметке сверлим отверстие.
4	Изготовление колес		Устройство для вырезания концентрических окружностей «Балерон»	Придерживаем заготовку руками. В отверстие вставляем устройство, вырезаем заготовку. Затем повторяем пункты 3, 4 еще 3 раза.
5	Зачистка кромок среза		Напильник, шлифовальная бумага	При помощи напильника или шлифовальной бумаги, отшлифуйте кромки изделия.
6	Выбор ведомой и ведущей шестеренки		Пластмасса	Шестеренки ранее использовались в детских игрушках.
7	Монтаж ведомой шестерни на заднюю ось		Молоток	С помощью молотка набиваем ведомую шестеренку на заднюю ось.
8	Монтаж колес, методом набивки.		Клей, молоток	С помощью молотка набиваем колесо на ось. Тоже самое делаем и с остальными колесами. Затем смазываем клеем места соединения колеса и оси.
9	Выбор материала для изготовления кольца для обрезинивания колес		Листовая пористая резина	Материал должен быть прост в использовании.
10	Изготовление кольца		Линейка, скальпель, клей «Момент»	От листовой пористой резины с помощью скальпеля отрезаем полоску 7 мм. Прилаживаем к колесу полоску по окружности, лишнее отрезаем. Затем концы полученной полоски склеиваем в окружности. Тоже самое делаем еще 3 раза.
11	Обрезинивание колес		Клей	Тонким слоем смазываем кольцо и колесо клеем. Затем одеваем кольцо на колесо. Прижимаем.
12	Шлифовка колес		Наждачная бумага, шило, электрический станок	Включаем станок, он раскручивает колесо, с помощью шила снимаем лишнюю резину. Затем с помощью наждачной бумаги шлифуем крутящееся колесо.
13	Выбор моторчика			Моторчик  ранее использовался в детских игрушках.
14	Монтаж ведущей шестеренки на двигатель		Молоток	С помощью молотка набиваем ведущую шестеренку на двигатель.
15	Монтаж двигателя на шасси		Клей	Приклеиваем двигатель к шасси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая карта на изготовление отсеков для батареек и элементов для крепления кузова для автомодели

№	Наименование операции	Эскиз	Инструменты, Приспособления, используемый материал	Инструктивные указания
1	Выполнение чертежа сторон отсеков  для батареек		Лист бумаги, карандаш, линейка	На листе бумаги рисуем эскиз  сторон отсеков, указываем необходимые размеры сторон.
2	Выбор материала		Пластик	Материал должен быть прост в использовании.
3	Разметка материала		Линейка, карандаш	С помощью линейки и карандаша наносим на пластик  разметку в соответствии с эскизом (с учетом рационального использования материала).
4	Изготовление сторон отсеков для батареек		Резак, скальпель, лобзик	По сделанной разметке, вырезаем заготовку.
5	Зачистка кромок среза		Напильник, шлифовальная бумага	При помощи напильника или шлифовальной бумаги, отшлифуйте кромки изделия.
6	Изготовление отсеков для батареек		Клей	С помощью клея соединяем стороны отсеков.
7	Шлифовка		Напильник, шлифовальная бумага	При помощи напильника или шлифовальной бумаги, закругляем стороны отсеков.
8	Разметка материала		Линейка, карандаш	С помощью линейки и карандаша наносим на пластик  разметку полосы шириной 15 мм по всей длине материала (с учетом рационального использования материала). По всей полоске проводим перпендикулярные линии каждые 15 мм.
9	Обрезка материала		Резак, скальпель, лобзик	По сделанной разметке, вырезаем квадратики. Всего должно быть 15 квадратиков.
10	Изготовление элементов крепления кузова		Клей	Склеиваем между собой 3 квадратика, для достижения необходимой нам ширины элемента крепления кузова. Делаем тоже самое еще 3 раза.
10	Шлифовка		Напильник, шлифовальная бумага	При помощи напильника или шлифовальной бумаги, закругляем стороны элементов крепления кузова.
11	Покраска		Баллончик с краской.	Покрасим с помощью баллончика с краской отсек для батареек и элементы крепления кузова.
12	Монтаж элементов крепления кузова и отсека для батареек на шасси		Клей	Симметрично приклеиваем элементы крепления кузова на шасси. Затем с помощью выбора расположения отсека для батареек выполняем балансировку шасси. Отбалансировав шасси, делаем пометки расположения отсека.  Приклеиваем отсек для батареек к шасси.
13	Крепеж металлических пластинок		Клей	Вставляем металлические пластинки в отсек для батареек. Приклеиваем их.
14	Монтаж переключателя на шасси.		Клей, отвертка	2 элемента для крепления переключателя (материал: пластик, размер:  8 на 11 мм) приклеиваем к шасси. Переключатель с  помощью шурупов прикручиваем к элементам крепления.
15	Соединение электропроводки		Паяльник, провода	Припаиваем с  помощью паяльника провода к  переключателю, моторчику и отсеку для батареек.

 

 

Лабораторная работа 13 (2 часа)

Окраска модели.

Цель: Изучить способы окраски моделей детьми в кружках технического творчества

Теоретическая часть.

В Правилах проведения соревнований по автомодельному спорту (простейшие автомодели) для класса ЭЛ-1 прописаны требования, относящиеся не только к ходовой части, но и к внешнему виду. В частности, модель должна быть аккуратно раскрашена. В то же время существуют ограничения по возрасту для моделистов в данном направлении – до 13 лет. Следовательно, юным техникам предпочтительно иметь дело с безвредными красками на водной основе, и только для подготовки моделей к соревнованиям городского уровня и выше, можно доверить окраску моделей из аэрографа под непосредственным наблюдением руководителя с соблюдением всех требований охраны труда и, обязательно, при наличии вытяжного шкафа.   

Практическая часть.

В данной лабораторной работе будет рассмотрена технология окраски и оформления корпуса автомодели красками на водной основе.

Прежде чем красить, убедитесь в том, что корпус аккуратно склеен, не имеет подтеков клея и другого брака. В противном случае модель будет иметь «пигментные пятна» из-за разности структур бумаги и клея. Обычно подтеки клея считаются неустранимым браком (для бумажных моделей), или требуется специальная грунтовка.

Окраска осуществляется в несколько слоев с просушкой после каждого слоя. Первый слой наносится густой краской (Рис. 13.1).

 

Рис. 13.1. Нанесение первого слоя краски.

Перед нанесением второго слоя необходимо вклеить стекла и другие элементы деталировки модели (спойлеры, зеркала, фары и т.д.), если они не были вклеены ранее. Второй слой наносится смесью краски с клеем ПВА с добавлением воды. Краска должна быть жидкой, почти как вода. Поэтому первый слой должен быть наиболее укрывистым. Второй слой обычно наносится в направлении, перпендикулярным первому. Движения должны быть быстрыми, т.к. вода будет растворять гуашь первого слоя. На данном этапе наносятся необходимые рисунки оформления (Рис. 13.2).

 

Рис. 13.2. Вклейка элементов оформления и нанесение второго слоя краски

Третий слой (если необходим) также является смесью гуаши и ПВА, и  наносится либо по всей поверхности, если модель однотонна, либо в местах, недостаточно прокрашенных после двух предыдущих слоев (Рис. 13.3). 

 

Рис. 13.3. Окончательное оформление корпуса автомодели

Отчет оформить в форме технологической карты.

 

Литература

1. Правила проведения соревнований по простейшим автомоделям. Минск, 2003.
2. Драгунов Г.Б. Автомодельный кружок, Москва, ДОСААФ, 1988.
3. http://karopka.ru/

 
Лабораторная работа 14 (4 часа)

Установка двигателя и систем управления на модель

Теоретическая часть.

Согласно правилам соревнований, автомодель класса ЭЛ-5 должна проехать участок 12 м и попасть в створ ворот шириной 0,5-1м (в зависимости от предварительной договоренности). Для обеспечения данного результата модель должна быть грамотно спроектирована и аккуратно собрана. Наладка включает в себя проверку ходовых качеств модели и корректировку некоторых ее параметров, влияющих на точность хода (Некоторые из них были рассмотрены в Лабораторной работе 9).

В настоящее время самыми распространенными и доступными электродвигателями являются двигатели серии N20. Их разновидности установлены в большинстве китайских игрушек (Рис. 14.1, а).

 

                            а                                                       б

Рис. 14.1. Микроэлектродвигатели постоянного тока, а – серии N20, б – модельный,  с водяным охлаждением (для судомоделей)

В таблице 14.1 представлены основные технические характеристики микроэлектродвигателей серии N20. В игрушках, как правило, двигатели не подписаны, и их технические характеристики приходится устанавливать экспериментально (Лабораторная работа №16). На рисунке 14.1, б представлен еще один распространенный тип электродвигателей. Двигатели таких типоразмеров продаются в магазинах модельной техники и аналогичные двигатели установлены в различных образцах офисной техники (принтерах, факсах и т.п.). Их также можно использовать в моделизме.

Кроме двигателей, на модели устанавливаются источники энергии – аккумуляторы или батарейки для моделей с электроприводом, топливо для моделей с ДВС, модельная резина для резиномоторов.

На радиоуправляемых моделях устанавливаются рулевые машинки (сервопривода, или серво), приемники, регуляторы хода (для электромоделей), другие специальные устройства.

В таблице 14.2 приведены справочные данные некоторых основных параметров спортивной радиоуправляемой автомодели.

 

 

 

 

Таблица 14.1. Характеристики двигателей N20

Таблица 14.2. Характеристики радиоуправляемой автомодели

Масса модели	около 1кг
Габариты модели (Длина х ширина)	300х240 мм
Клиренс	30 мм
Аккумулятор	2200мАч
Регулятор хода	30 А
Двигатель	бесколлекторный, 20 А
Серво Corona DS339HV	металл, усилие 5,1кг, масса 32г, быстродействие 0,13с
Передаточное число редуктора	1:12

Практическая часть.

Изучить устройство радиоуправляемой автомодели и ее основных узлов (Рис. 14.2, Рис. 14.3).

   

                   а)                                   б)                                  в)

Рис. 14.2. Радиоуправляемая автомодель и элементы ее подвески; а) – РУМ в сборе; б) – задняя подвеска колеса; в) – поворотная ступица переднего колеса

  

                   а)                                                                        б)                                  Рис. 14.3. Узлы самодельной радиоуправляемой автомодели: а) – кардан задней ведущей оси; б) – редуктор.

Пользуясь технологическими картами создания, сборки и наладки моделей, изготовить недостающие детали, собрать узлы модели, настроить ее для выполнения норматива (Лабораторная работа 12).

Литература

1. Правила проведения соревнований по простейшим автомоделям. Минск, 2003.

2. Г.Б. Драгунов «Автомодельный кружок», Москва, ДОСААФ, 1988.

3. http://www.parkflyer.ru/ru/blogs/view_entry/12790/

4. http://www.parkflyer.ru/ru/blogs/view_entry/1487/

5. https://geektimes.ru/post/258946/

 

Лабораторная работа 15 (2 часа)

Приведение к расчетной схеме

Теоретическая часть.

Чтобы добиться равномерного рас­пределения         нагрузки,         необходимо прежде всего определить точки опо­ры. Наземная техника имеет от 2-х (например, велосипед, мотоцикл) до 24-х и более точек опоры (многоосные тягачи и др. спецтехника).  Необходимо найти такую схему распределения ве­са, которая позволила бы поровну рас­пределить  нагрузку  на  все точки опоры как при холостом ходе (без груза), так  и   при  полной  нагрузке.

Например, имеются три точки опоры по вершинам равнобедренного треуголь­ника. Если представить, что на эти точ­ки опоры положили пластину, выпол­ненную из однородного материала в ферме такого же треугольника, то центр тяжести будет расположен при­мерно  в точке О (Рис. 15. 1).

 

Рис. 15. 1. Определение центра тяжести геометрической фигуры из однородного материала

Положение центра тяжести модели определяется распределением ее массы. Детали, обладающие наибольшей массой (например, аккумуляторы), должны быть расположены вблизи центра тяжести автомодели и возможно ниже; это обеспечивает получение малой величины момента инерции относительно координатных осей и в результате более благоприятных характеристик модели при проходе поворотов. Положение центра тяжести можно откорректировать соответствующим выбором места для приемника аппаратуры дистанционного управления.

Центр тяжести автомодели должен лежать впереди задней оси на расстоянии, составляющем примерно 40 % от базы. Это ориентировочное значение уточняется в ходе конструирования модели и перед установкой радиоаппаратуры.

Точное положение центра тяжести построенной модели мо­жет быть найдено с помощью настольных весов. Для этого сна­чала определяют массу модели, готовой к соревнованиям. За­тем, как показано на рисунке 15. 2, находят нагрузки на переднюю и заднюю оси. При этом модель устанавливают горизонтально одной осью на весы, другой — на жесткую подставку. Масса автомодели должна распределяться между передней и задней осями в соотношении примерно 2:3 (40 и 60 %).

Найденные таким образом нагрузки на оси называются статическими. Во время движения модели их значения изменяются под влиянием ускорений и торможений, в результате чего раз­виваются динамические нагрузки на оси. При ускорениях перед­няя часть модели приподнимается, передние колеса разгружа­ются. Одновременно задние колеса нагружаются больше, что вызывает повышение их давления на дорожку. Это объясняет преимущества заднего расположения двигателя на характери­стики разгона модели.

 

Рис. 15. 2. Определение нагрузки на ось

Практическая часть

Взяв за основу изготовленный в лабораторной работе №4 воздушный змей, рассчитать его параметры. В качестве основной характеристики принять удельную грузоподъемность.

Силу давления ветра Q, Н, на тело И. Ньютон предложил оценивать по формуле

Q = 0,5сρAv²                              

где с — коэффициент сопротивления (безразмерная величина), определяемый экспериментально; ρ – плотность воздуха, кг/м, А – площадь обдуваемой поверхности тела, м²; V – скорость воздушного потока, м/с.

Равновесие змея в полете обусловлено действием трех сил (Рис. 15. 3): силы тяжести змея G, силы давления ветра Q и силы натяжения леера F. Сила тяжести действует вниз. Она приложена в центре масс, а сила давления ветра — в центре давления. Центр давления пластины является искомой величиной в данной лабораторной работе. Согласно допущению М.О. Франкфурта и В.Н. Волостных, можно считать центр расположенным в середине, хотя известны исследования Р.Т. Джонса (см. список литературы), где для тонких симметричных профилей получено другое его расположение относительно кромки профиля.

 

 

Рис. 15. 3. Расчетная схема воздушного змея

Исходя из размеров, предложенных преподавателем, рассчитать параметры воздушного змея.

Заполнить таблицу (по вариантам)

Параметры

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
АхВ(cm)	40x60	40x70	50x70	50x80	50x90	60x80	60x90	60x100	60x110	70x90	70x100
С=D(cm)	25	25	30	30	30	40	40	40	40	50	50
m (kg)	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,2
E(cm)
V(m/c)

 

Написать вывод о проделанной работе

 Литература

1. Иванов А. С. Конструируем машины. Шаг за шагом. В 2-х частях. -Ч. 1; Шаги 1...9. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2000. - 328 с, ил.
2. Гордон Дж. Конструкции, иди почему не ломаются вещи / Пер. с англ. ВД. Эфроса; Под ред. СТ. Милейко. - М.: Мир, 1980. - 390 с.
3. Джонс Р.Т. Теория крыла / Пер. с англ. В.Н. Голубкина; Под ред. М.Н. Копта. - М.: Мир, 1995. - 208 с.
4. Кожевников СИ., Есипенко Я:И., Раскин Я.М. Механизмы: Справочник. -М.: Машиностроение, 1976. - 784 с.
5. Костенко В.И., Столяров Ю.С Мир моделей. - М.: ДОСААФ, 1989. - 200 с.
6. Мараховский С Д., Москалев В.Ф. Простейшие летающие модели. Сделай сам. - М.: Машиностроение, 1989. — 88 с.