Акваскипер — всё про новый водный велосипед

Летящие над водой

Posted on 02.10.2012 in Акваскипер | by

Идея создания махолета, приводимого в движение мускульной силой человека, давно привлекала лучшие умы человечества. Примитивные расчеты показывают, что в принципе это возможно. Большие проблемы возникают из-за сложности обеспечения заданного закона движения крыльев (сложный и тяжелый механизм), инерции крыльев и т.д. Но для водной среды эти проблемы становятся значительно меньше. Вода в 800 раз плотнее воздуха, соответственно размеры, масса и трудоемкость изготовления крыльев значительно меньше.
Однажды мне попался в руки журнал «Катера и яхты» 1998 года, в котором была статья про trampofoil и его фотография. По общей схеме и догадкам о принципе действия я, с единомышленниками, построил свою конструкцию и успешно ее «облетал».
С первого взгляда аппарат поражает своей простотой и гениальностью конструкции. В нем практически нет движущихся частей и сложных механизмов.
От шведского trampofoil наш отличается весом (trampofoil — 14кг, наш — 7кг), возможностью транспортировки в сложенном состоянии (пакет 1600х130х130 мм) и довольно скромными «летными» характеристиками.
Акваскипер - водолет

Акваскипер - водолет
Trampofoil. Скорость 9-21,6 км/ч (5-12 узлов). Рекорд на дальность — 11,5 км (A. Sahlin 1997). Размах крыла 2.9 м., хорда 0,1 м. Стабилизатор длиной 0,4 м., хорда 0,05 м. Вес 14 кг. Материал –алюминий. В настоящее время не выпускается.

Акваскипер - водолет
Акваскипер - водолет

Наш аппарат развивает скорость – 15 км/ч . Размах крыла 3 м., хорда 0,13 м. Стабилизатор длиной 0,65 м., хорда 0,11 м. Вес 7 кг. Материал – композит.

Акваскипер - водолет
AquaSkipper развивает 27 км/ч.Средняя скорость 10 км/ч. Размах 2.44 м. Длина 1.83 м. Вес 12 кг. Материал –дюралюминий. Стоимость 500 $.

Акваскипер - водолет
Акваскипер - водолет

Остановимся подробнее на принципе действия. Возникновение тяги происходит при плоскопараллельном движении крыла вверх-вниз от действия переменной нагрузки при прыжках пилота. При этом крыло автоматически меняет угол атаки, либо за счет гибкости рамы (trampofoil), либо за счет деформации носовой пружины (aquaskipper). Мы попробовали оба варианта и остановились на жесткой раме. Тяга возникает за счет наклона вектора подъемной силы вперед при движении крыла вниз и за счет набора «высоты» в момент снятия нагрузки. В Интернете найдены фотографии аналогичного аппарата, у которого на площадке имеются стремена для ног, что, вероятно, позволяет дополнительно подтягивать крыло вверх при энергичных прыжках.
Большая неопределенность в используемом профиле крыла. Мы, из побуждений сделать «рекордный» аппарат, выбрали ламинарный профиль FX-63-137 с высоким качеством – 168 единиц. Для скоростей движения и кинематической вязкости воды он вполне подходил, но не показал ожидаемых характеристик предположительно из-за сильного поджатия нижней поверхности профиля, что для несжимаемой жидкости критично.
Устойчивость по тангажу обеспечивается автоматически управляемым стабилизатором. При нагружении стабилизатора, рычаг, на конце которого установлена глиссирующая пластинка, увеличивает угол атаки стабилизатора до тех пор, пока погружение не прекратится. (см. рис 1, 2):
Акваскипер - водолет
Акваскипер - водолет

Соответственно, угол атаки крыла тоже регулируется автоматически (см рис 3, 4)
Скорость максимальная:
Акваскипер - водолет

Скорость минимальная:
Акваскипер - водолет

По крену аппарат управляется весом (перемещение пилота влево — вправо по площадке) и динамически (резким отклонением руля направления в сторону крена) как на велосипеде.
Большое значение имеет расстояние от крыла до свободной поверхности. Чем оно больше, тем меньше сопротивление(у нашего аппарата h=0.45м, что явно недостаточно).
Катание на нашем аппарате довольно увлекательное занятие и хорошо развивает мускулатуру. Неподготовленный человек в состоянии проплыть метров 300 с разворотами на 360 градусов. Среднестатистически, с третьей попытки, любой индивидуум начинает уверенно «рассекать». Мы провели небольшие состязания аппарата с каяками в 100 метровом бассейне. Визуально скорость одинаковая, но каякер на ее поддержание затрачивает значительно большую энергию. Старт лучше всего производить с пристани высотой 0,5 м. Возможно стартовать прямо с берега при условии что глубина нарастает быстро. Удавалось стартовать даже без разгона.

Акваскипер - водолет HydroGlider
Логическим продолжением является новый «HydroGlider» фирмы INVENTIST. Небольшая доска типа серфинг со встроенными Ni-MH аккумуляторами, ВМУ и крыльевым аппаратом позволяет разгоняться до 40,23 км/ч и двигаться в течении двух часов. В течение часа производится подзарядка. Вес — 18,14 кг.

Тыцык Юрий.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

TITLE

TITLE