طراحی و ساخت هاورکرافت - جلسه اول

موضوع پروژه: مقدمه ای بر هواناو

اهداف: شامل اهداف رفتاری و آموزشی

دانش:

• شناخت هواناو
• آشنایی با اجزای هواناو

مهارت:

• گردآوری و پردازش اطلاعات

وسایل مورد نیاز: -----------------------------

زمان عملیاتی:  

• یک ساعت ”ƒ

روند کار:

هواناو یا هاورکرافت وسیله ای است که به وسیله ایجاد یک بالشتک هوا در زیر خود، اصطکاک موجود را کاهش داده و توانایی حرکت آسان و سریع بر روی آب یا خشکی را به دست می آورد. نمونه هایی از هواناو را می توانید در بخش فیلم های این جلسه مشاهده کنید.

اساس حرکت هواناو، اعمال فشار در قسمت زیرین آن است. هوای فشرده شده در زیر هواناو، نیرویی خلاف جهت نیروی وزن را به آن اعمال می کند. مقدار این نیرو (F) برابر است با حاصل ضرب فشار اعمال شده (P) در مقدار سطحی که فشار به آن اعمال می شود(A) :

F=PA

این نیرو سبب جدا شدن هواناو از زمین و قرار گرفتن روی سطحی از هوا که آن را بالشتک هوا می نامند، می-شود. با افزایش فشار در زیر هواناو و یا افزایش سطح مقطعی که به آن فشار وارد می شود، مقدار این نیرو افزایش خواهد یافت.

در یک هواناو، برای تولید این نیرو از فن استفاده می کنند. فن هوا را به سمت پایین می دمد و باعث افزایش فشار هوا در زیر هواناو می شود و به این ترتیب نیرویی به سمت بالا ایجاد خواهد شد.

به طور کلی هر هواناو از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:

1- بدنه: این بخش از هواناو، وظیفه نگه داشتن سایر قطعات را دارد و در هواناوهای مدل اغلب از جنس یونولیت، فوم و چوب بالسا ساخته می شود. شکل بدنه بسیار متنوع است که معمولا بدنه ی هواناوهای مدل را در سه شکل رایج طراحی می کنند که عبارتند از:

بدنه دایره ای

هر کدام از این شکل ها دارای مزایا و معایبی هستند که متناسب با امکانات و نیازها از آن ها استفاده می شود. به طور مثال دوختن دامن (skirt) برای مدل دایره ای شکل آسان تر است. بدنه D شکل دارای محبوبیت بیشتری است ولی دوختن دامن برای آن سخت تر است و بدنه مستطیلی بین دو نوع فوق است. شکل های متنوع دیگر به خاطر مشکلات ساخت، عملا به صورت محدود مورد توجه و استفاده قرار می گیرند.

2- دامن(skirt): این قسمت از هاورکرفت برای محبوس کردن هوا در زیرهاورکرفت و ایجاد بالشتک هوا به کار می رود. افزایش مساحت در زیرِ دامن موجب افزایش نیروی اعمالی شده و هاورکرفت بیشتر از سطح جدا می شود. با توجه به کاربرد هاورکرفت و نیز امکانات ساخت، طرح های متفاوتی برای این قسمت وجود دارد:

دامن یک پارچه: این دامن ها راحت تر ساخته می شوند و در هواناوهای مدل بیش تر به کار می روند، اما توانایی کمتری در حفظ بالشتک هوا دارند.

(توجه: در مدل هایی که توسط دانش آموزان ساخته می شود، از این نوع دامن استفاده می شود)

دامن قطعه ای: ساخت این نوع دامن ها دشوارتر است ولی به علت توانایی بالاتری که در حفظ بالشتک هوا دارند در کاربردهای تجاری و نظامی از این نوع دامن استفاده می شود.

  

در زیر نمای برشی از انواع دامن هواناو را نشان داده ایم.

برای دوخت این دامن ها، معمولا از پارچه ی شمعی استفاده می کنند و در بیشتر مواقع دوخت دامن را به خیاطان ماهر واگذار می کنند.

3- موتور و فن: به طور معمول در هواناوهای مدل از دو موتور استفاده می شود. موتور برا که هوا را به سمت پایین می دمد و بالشتک هوا را ایجاد می کند (Lift fan) و دیگری موتور پیشران است که باعث حرکت هواناو در صفحه افقی می شود. (drive fan)

در مدل های کوچک و سبک می شود از راه هایی استفاده کرد که یکی از قطعات فوق کم شود. به عنوان مثال می شود فن برا را حذف کرد و فقط از یک فن پیشران برای ایجاد بالشتک هوا و حرکت به سمت جلو استفاده کرد. در این روش هوای خروجی فن پیشران به دو قسمت تقسیم می شود. یک قسمت توسط یک داکت به زیر هدایت شده و یک قسمت به عقب و به طرف سکان رانده می شود.

 

هم چنین اگر از دو موتور پیشران و دو داکت استفاده شود می توان سروو و سکان را نیز حذف کرد. اگر مایلید قدرت هواناو را بالاتر ببرید و هزینه ساخت را نیز کمتر کنید می توانید از یک فن برا و دو فن پیشران به صورت هم زمان استفاده کنید.

تکلیف:

برای طراحی هواناو خود، به سراغ پوشه ی عکس و فیلم بروید و با انواع مختلف هواناو آشنا شوید. دو کتاب منبع نیز می تواند در این زمینه به شما کمک کند. برای جلسه آینده باید با انواع مختلف هواناوها، روش های ساخت و ابزار مورد نیاز برای ساخت هواناو آشنا شده باشید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: -----------------------------------

منابع مطالعه:

• پوشه photos برای آشنایی بیشتر با انواع هواناو
• پوشه videos برای آشنایی بیشتر با انواع هواناو
• کتاب الکترونیکی تئوری هواناو Theory_Design_Air_Cushion_Craft

کتاب الکترونیکی تئوری هواناوAIRCRAFT LOADING AND STRUCTURAL LAYOUT

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

مطالب مرتبط:

طراحی و ساخت هاورکرافت - جلسه اول

طراحی و ساخت هاورکرافت – جلسه دوم

طراحی و ساخت هاورکرافت – جلسه سوم

طراحی و ساخت هاورکرافت – جلسه چهارم

طراحی و ساخت هاورکرافت – جلسه پنجم و ششم

طراحی و ساخت هاورکرافت – جلسه هفتم و هشتم