Аеросани: З ЧОГО ПОЧИНАТИ?

До редакції нашого журналу продовжують надходити численні листи від самодіяльних конструкторів: інтерес до подібного виду снегоходной техніки серед самих різних вікових категорій не слабшає. Але характер листів нерідко говорить про те, що багато будівельників починають виготовляти аеросани, не надто чітко уявляючи собі, що ж вони хочуть побудувати, якою бачать майбутню машину, з чого потрібно починати роботу. Природно, через це допускають прикрі помилки, а в підсумку отримують конструкцію без бажаних експлуатаційних і технічних характеристик.

Багаторічний досвід конструювання найрізноманітніших машин показує, що для успішного виконання роботи необхідно дотримуватися суворої послідовності на всіх її етапах - від зародження ідеї до втілення в металі.

Любителі, самостійно будують аеросани, як правило, допускають серйозну Помилку, ігноруючи один з перших обов'язкових моментів в процесі конструювання - розробку технічного завдання на створювану ними конструкцію.

Технічне завдання (або технічні вимоги) - відправною документ для всієї подальшої роботи: проведення розрахунків, детальної розробки конструкції, подальшого її виготовлення. У ньому записується те, що конструктор хотів би отримати від машини, агрегату, деталі. Тобто ставиться конкретне конструкторська мета, яку треба досягти в процесі роботи.

Слід підкреслити, що поставити правильно завдання, з огляду на реальні можливості її подальшого вирішення, але без необхідних вихідних даних, дуже важко. Однак зробити це можна, якщо попередньо вивчити накопичений іншими досвід, детально ознайомитися з раніше побудованими, випробуваними і показали хороші результати конструкціями.

Буде потрібно також певний багаж теоретичних знань, особливо по експлуатації машини і її окремих агрегатів - і без цього неможливо намітити точну програму дій.

Правильно складені технічні вимоги багато в чому визначають не тільки схему майбутньої машини, але і її найважливіші елементи. Ще не вироблені форма і габарити, не позначені конструкція окремих вузлів, а завдання вже дозволяє мати всі основні дані, які будуть потрібні при розрахунках і проектуванні.

Кожен конструктор індивідуальна у своїх творчих рішеннях. Тому створювані любителями аеросани - навіть одного типу, аналогічні за призначенням, потужності встановленого двигуна, - можуть бути різними як за технічними характеристиками, так і за рішенням загальної схеми і окремих вузлів. Це багато в чому залежить ще і від ряду приватних причин, які визначаються доступністю матеріалів і готових вузлів, виробничими можливостями, наявністю майстерні, верстатного обладнання, необхідного інструменту і навіть місцевими умовами експлуатації.

У технічних вимогах на аеросани аматорської будівлі обов'язково повинні бути записані і попередньо вирішені наступні питання.

ЕКСПЛУАТАЦІЙНО-технічні характеристики

Від чіткого визначення, для чого створюється машина, залежить комплекс вимог до неї: скажімо, прохідність аеросаней по зимовому бездоріжжю, загальна схема і багато інших характеристик. Якщо, наприклад, сани будуть служити для полювання, машина повинна мати високий ступінь прохідності.

Ступінь прохідності аеросаней, їх ходові характеристики визначаються динамічним коефіцієнтом «якості», який знаходять за формулою:

де К - динамічний коефіцієнт, Т - тягове зусилля повітряного гвинта в кгс, що розвивається їм при роботі на місці, тобто без поступального руху аеросаней, Gx - ходовий вага аеросаней в кгс.

Величина коефіцієнта К для аеросаней аматорському споруди коливається в межах 0,2-0,3. Але слід пам'ятати, що чим більше ця величина, тим більше проходімей в умовах зимового бездоріжжя вийде машина. Конструктор вибирає величину динамічного коефіцієнта, до слід прагнути, щоб він був не менше 0,2. Наведена формула До може бути використана і для визначення Т і Gх.

Т = Gх · К; і Gx = T / K,

Ці величини для проведення попереднього розрахунку можуть бути визначені і в такий спосіб:

де N - потужність двигуна в л. с., 0,8 - коефіцієнт, що забезпечує надійність і ресурс роботи двигуна; Ту - питома тяга повітряного гвинта в кгс, тобто розвивається їм зусилля в кгс, що припадає на одну л. с. потужності двигуна.

Питома тяга Ту залежить від діаметра повітряного віта і потужності двигуна. Вона визначається по навантаженню на ометаемую повітряним гвинтом площа, зменшуючись з збільшенням цього навантаження. При потужності двигуна до 12 л. с. - 4,5 кг / л. с., 20 л. с. - 4,0 кг / л. с., 50 л. с. - 3,5 кг / л. с., 100 л. с. - 3,0 кг / л. с., 260 л. с. - 2,6 кг / л. с.

Більш точно тягове зусилля визначається за формулою:

T = (33,25 · h · D · N) 2/3

де 33,25 - коефіцієнт; h - ККД повітряного гвинта (для саморобних він коливається в залежності від правильності розрахунку і якості виготовлення від 0,65 до 0,82, або від 65 до 82%); D - діаметр гвинта в метрах, і N - потужність двигуна.

Величина Gx може бути визначена, виходячи з того, що ходовий вага не повинна перевищувати 12 ÷ 15 кгс на одну кінську силу потужності двигуна.

ВАНТАЖОПІДЙОМНІСТЬ аеросани

У неї входить вага екіпажу, пасажирів, вантажу, що перевозиться і запасу пального.

Це навантаження дається для аеросаней з лижами на підошві зі звичайної вуглецевої сталі, коефіцієнт трепня якої про сніг прийнятий за 100%. При використанні замість стали матеріалів з більш низьким коефіцієнтом тертя - латунь, поліетилен низького тиску, фторопласт-4 - ця величина може бути збільшена. В цьому випадку G1x визначається з виразу

G 1 x = Gx · 100 / f,

де f - відношення коефіцієнта тертя вихідного матеріалу до коефіцієнта тертя вуглецевої сталі.

Для матеріалів, що застосовуються на підошвах лиж, коефіцієнти тертя будуть наступними: вуглецева сталь 1,0, або 100%, дерево (ясен) 0,97, арктіліт 0,935, нержавіюча сталь 0,810, дюралюмінії 0,790, поліетилен 0,735, фторопласт 0,730, латунь 0,710.

ДАЛЬНІСТЬ ХОДУ

Відстань, яку аеросани повинні долати на наявному в баках запасі пального і масла, без дозаправки в дорозі.

ЗАПАС ПАЛИВА

Згаданий вище запас пального, в свою чергу, визначає необхідну ємність паливних баків (плюс 5% аварійного запасу).

ШВИДКІСТЬ аеросани

У технічних вимогах зазвичай записуються дві величини швидкості руху аеросаней: Vт - технічна, тобто швидкість фактичного руху по трасі, без урахування часу, що витрачається на стоянки в дорозі. Vмакс - максимально можлива, тобто швидкість, яку можуть розвивати аеросани при роботі двигуна на максимальній потужності і при повній (розрахункової) завантаженні. Максимальна швидкість визначається на мірної дистанції при русі по цілинному снігу при температурі зовнішнього повітря від -5 до -20 °, інакше кажучи, при хорошому ковзанні лиж по снігу. Мірна дистанція повинна бути прямою, без перешкод зі снігових застругів, торосів; довжина її - не менше 0,5 км.

РАДИУС ПОВОРОТУ

Змиритися з внутрішнього сліду лиж аеросаней при швидкості, що забезпечує безпеку його виконання, зазвичай 5 км / год.

Можливий підйом

Вказується Угод підйому, доступний для подолання машиною з нормальною ваговій навантаженням.

ДОДАТКОВІ ВИМОГИ

В цей розділ технічного завдання будівельник аеросаней записує те, що, на його думку або на підставі вивчення попереднього досвіду, має бути відображено в конструкції майбутньої машини. Сюди вноситься обмеження розмірів машини або, навпаки, збільшення довжини кузова для перевезення якихось габаритних вантажів. Деякі вимоги можуть відображати і погляд конструктора на бажану схему машини або її окремі елементи - на підставі вивчення наявного досвіду. Наприклад, «аеросани повинні бути виконані по четирехлижной схемою - як більш стійкою і має менший опір руху в порівнянні з трехлижной» і т. П.

ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Повітряний гвинт є одним з найбільш небезпечних (для оточуючих) елементів конструкції. Високі обороти роблять описуваний їм коло прозорим, очей людини не сприймає його «площину». Тому абсолютно необхідно:

Огородження ГВИНТА

Для попередження людей про небезпеку воно зазвичай забарвлюється яскравою червоною фарбою.

СИСТЕМА ГАЛЬМУВАННЯ

Вона найчастіше забезпечується важеля штирьовими або скребковими пристроями.

СИСТЕМА ПУСКУ ДВИГУНА

Найбільш часто використовуваний більшістю любителів запуск двигуна проворачиванием його за повітряний гвинт руками (при включеному запалюванні) категорично забороняється. Потрібен стартер.

ЗОВНІШНЄ СВЕТООСНАЩЕНІЕ

Взимку тривалість світлового дня дуже невелика, а в північних широтах настає полярна ніч, тому на аеросанях повинні бути встановлені фари, що дозволяють водієві добре бачити дорогу.

Компоновочному чертежу аеросани

Після складання технічних вимог можна приступити до наступного етапу роботи - з попереднім розрахунком і виконання компоновочного креслення аеросаней. Ці роботи проводяться паралельно. При цьому технічне завдання буде орієнтиром: воно уточниться в процесі розрахунків.

Такий креслення - основа проектування майбутньої машини. На ньому визначаються розміщення всіх елементів конструкції, місця водія і пасажирів, намічаються загальні контури корпусу, розташування дверцят, вікон, люків, проводиться ув'язка всіх основних розмірів.

Багато любителів технічної творчості, прагнучи прискорити роботу, опускають такий важливий етап, як виготовлення креслень машини.

Це хибна практика. Досвід показує, що час, витрачений на виконання креслень, відпрацювання на них деталей і розмірів, сторицею окупається завдяки скороченню витрат на ув'язку і підгонку деталей під час будівництва, не кажучи вже про те, що недбайливі конструктори більше втрачають через вимушену переробки окремих деталей .

Компоновочне креслення виконується в трьох проекціях в масштабі не менше 1: 5 при необхідності з додатковими перетинами, розрізами а виносками окремих вузлів.

В процесі компонування слід також звертати увагу на вимоги техніки безпеки. Основні з них такі.

На аеросанях відкритого типу відстань від спини водія до площини обертання повітряного гвинта має бути не менше 0,8 м.

Розміщення за спиною водія обертаються приводи - шківи, ​​ланцюги, ремені - необхідно прикрити запобіжними щитками.

У корпусі закритого типу важливо забезпечити надійне кріплення і зручність користування дверцятами і люками. Не останнє місце в цих вимогах займає і необхідність в хорошому огляді дороги з місця водія: кут зору через лобове скло повинен забезпечувати видимість вже з 5 м від шкарпеток передніх лиж.

Вітрове скло корисно захистити від обмерзання - наприклад, установкою подвійних стекол, а також забезпечити склоочисниками.

Паливні баки і акумуляторні батареї обов'язково відокремлюються від кабіни герметичною перегородкою.

Обігрівати кабіну слід за рахунок автономних опалювачів: не можна для цих цілей прокладати вихлопні труби по корпусу.

Повітряний гвинт по ширині машини не повинен виступати за зовнішні кромки лиж; відстань від кінця лопаті до днища корпусу не менше 50 мм, а до підошов лиж - не менше 250 мм. Кінці задніх лиж не повинні потрапляти в площину обертання гвинта.

А яка краща зовнішня забарвлення аеросаней? Будь-яка, але обов'язково яскрава, добре помітна на снігу з великої відстані.