Остання редакція: 2019-04-23
Анотація
Ліс, гора, болото – це ще не весь перелік перешкод, які постають перед людиною при прокладанні доріг. Класифікувати перешкоди можна умовно на декілька типів: природні та штучні. До природних перешкод належать перешкоди, що були створеними без втручання людини, це такі як ліс, озеро, болото, гора, урвище та інші. До штучних або створених людиною перешкод належать будівлі, паркани та інші перешкоди, які були створені в результаті життєдіяльності людини.
Існує декілька способів пройти крізь штучні чи природні перешкоди, а саме: обійти, пройти крізь перешкоду чи перелетіти. Пройдемо по кожному способу окремо.
- Обхід перешкоди. Є одним із найпростіших способів подолання перешкоди, але має декілька суттєвих недоліків: потрібна розробка іншого маршруту (але його може і не бути) та не завжди є економнішим по часу, адже дорога в обхід може зайняти занадто багато часу.
- Пройти крізь перешкоду. Даний спосіб проходження перешкод є чи не найскладнішим, адже вимагає залучення спеціальної техніки та ставить під загрозу життя людей. Також даний спосіб може застосовуватись далеко не завжди, а час проведення даних операцій напряму залежить від погодних умов, пори року та дня.
- Переліт через перешкоду. Найбезпечніший та найпростіший спосіб подолання перешкоди. Він має декілька суттєвих переваг над першими двома способами: займає найменше часу (не потрібно витрачати час на обхід чи прокладання шляху через перешкоду), майже не впливає на навколишнє середовище та може бути здійсненим не залежно від пори року та часу доби.
Транспортні засоби для перельоту над перешкодами. На сьогоднішній день існує декілька типів машин, які використовуються для переміщення вантажів та людей над землею (бездоріжжям), а саме: вертольоти, літаки та квадрокоптери. Дані машини мають як плюси, так і мінуси. Для прикладу, літак має змогу перевозити великі вантажі на великі відстані, але при цьому він є занадто шумним і використовує злітну смугу для зльоту. Вертоліт дещо більше підходить для завдань такого типу, але є занадто шумним та коштовним. Квадрокоптер є найбільш підходящим для даної роботи: він є компактним (його легко переносити з місця на місце), є достатньо тихим (якщо порівнювати з літаком чи вертольотом), але його підйомної сили недостатньо для переміщення людей чи вантажів.
Як альтернатива даним засобам переміщення пропонується апарат, який в якості підйомної сили використовує відцентрову силу.
Даний апарат має декілька основних елементів: електродвигун з керованою частотою обертання, гідронасос, який перетворює крутний момент мотора у відцентрову силу та муфта, що їх з’єднує.
Принцип роботи даного апарату полягає в наступному: під дією електричної енергії обертається ротор двигуна і передає крутний момент через муфту на вал пластинчатого насосу. Ротор насосу встановлений ексцентрично в корпусі, що утворює між пластинами ротора порожнини різного об’єму, між якими при обертанні перекачується робоча рідина. Зміщення центру мас рідини відносно центру мас насосу утворює підйомну відцентрову силу.
Описаний двигун має ряд конструктивних особливостей:
- його можна умовно назвати насосом «закритого типу», так як під час роботи робоча рідина не виходить з корпусу насосу, а обертається разом з його ротором;
- пластини та ротор мають особливу форму, яка дозволяє їм забезпечуючи безперервне перекачування рідини між порожнинами насоса, виконувати свої первинні функції;
- всі корпусні елементи спроектовані з урахуванням відцентрових сил і своєю конструкцією тільки підвищують ККД апарату.
Застосування даної блок-установки дає ряд переваг:
- вона є відносно безшумною (в порівнянні з іншими доступними видами транспортних засобів) і може бути одягнена в шумозахисний кожух, що мінімізує шум, який вона буде створювати;
- є мобільною (саме це і є однією з її основних переваг, адже одна-дві людини можуть переносити її з місця на місце);
- низька собівартість – вона є в десятки разів меншою, ніж в установках, що виконують аналогічні функції.
Не зважаючи на вказані переваги дана конструкція апарату має і свої недоліки. Одним із таких недоліків є ефект, так званого, «штопоріння», який ми спостерігаємо у вертольотах (при обертанні лопатей вал несучого гвинта відштовхує вертоліт, намагаючись розкрутити його в протилежному напрямку). У вертольотах рішенням даної проблеми є встановлення другого меншого гвинта вертикально на хвості. Створювана цим гвинтом тяга штовхає хвіст вертольоту в напрямку, протилежному напрямку крутячої сили несучого гвинта. Пілот може повертати вертоліт, регулюючи тягу цього хвостового гвинта. У «підйомного насосу» дану проблему можна вирішити шляхом додавання ще одного насосу, але з протилежно направленим моментом обертання. Дане рішення дозволить компенсувати ефект «штопоріння», так як буде створена протидія крутному моменту, а також збільшить підйомну силу апарата в два рази.
Ключові слова
Посилання
1. Гессоу А., Мейерс Г. Аэродинамика вертолета (1954).
2. Миль М.Л., Некрасов А.В., Браверман А.С., Гродко Л.Н., Лейканд М.А. Вертолеты. Расчет и проектирование. Книга первая. Аэродинамика (1966).
3. Миль М.Л., Некрасов А.В., Браверман А.С., Гродко Л.Н., Лейканд М.А. Расчет и проектирование. Книга вторая. Колебания и динамическая прочность (1967)
4. Фатеев С.С. Основы конструкции вертолетов (1990)
5. Машиностроительная гидравлика (1971) Т.М. Башта
6. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам (1976) Я.М. Вильнер.