Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
Розробка конструкції елемента пасивної безпеки для автомагістрального вітрогенератора
А. І. Гейко, В. А. Пасічник

Остання редакція: 2019-05-07

Анотація


З розвитком технологій людство потребує все більшої кількості електроенергії, але як відомо теплові електростанції та атомні завдають значної шкоди навколишньому середовищу. У результаті цього все більшого розвитку зазнають джерела відновлюваної енергії, такі як сонячні батареї, вітрові турбіни і т.ін.

Значної популярності набули вітрові турбіни, як з горизонтальною віссю обертання, так з вертикальною. Вітрогенератори з горизонтальною віссю обертання належно будують на великих відкритих територіях, а турбіни з вертикальною віссю можна використовувати навіть на узбіччі автомагістралей.

У багатьох країнах уже масово починають забезпечувати автомагістралі вертикальними вітровими турбінами, що дає змогу отримувати електроенергію на віддалених ділянках дороги [1]. Однак виробники цих турбін не враховують можливості виникнення ДТП, а тому даний виріб не лише зазнає значних пошкоджень, а й навіть може ускладнювати наслідки аварії.

Існують також вітрові турбіни, що встановлюються на бетонний відбійник [2]. Але враховуючи високу жорсткість бетонних конструкцій, при зіткненні дорожній транспорт зазнає високого рівня пошкоджень, що також має негативні наслідки для здоров’я водія та пасажирів.

Отож, маємо завдання: розробити елемент пасивної безпеки автомагістрального вітрогенератора, який приймав би значну частину енергії деформації на себе, і водночас не ускладнював наслідки ДТП.

При  проектуванні даного виробу варто враховувати обмеження в розмірах, що визначені нормативною базою. Так, найбільша допустима ширина двостороннього металевого відбійника – 0,75м [3].

Також варто визначитися з висотою захисного елемента. Даний параметр будемо обирати з урахуванням рівня капоту та бокового скла автомобіля, оскільки елемент безпеки має контактувати з більш жорсткою поверхнею.

Висота розміщення бокового скла автомобіля коливається від 700мм до 1100мм. Оберемо значення, опираючись на найменший варіант.

Довжина захисного елемента обмежується довжиною роздільної смуги автомагістралі.

Маючи вхідні дані можемо сказати, що конструкція елементу пасивної безпеки повинна мати пружну частину, яка б за допомогою деформацій гасила енергію зіткнення з автомобілем. Також конструкція передбачає жорсткі вертикальні опори, які повинні бути вужчими за пружний елемент. Сам пружний елемент має циліндричну форму та можливість обертання з гальмуванням, щоб погасити залишки енергії. Встановлюється конструкція на роздільну смугу автомагістралі секційно, тобто з можливістю заміни лише пошкоджених ділянок.

Секції з’єднані між собою вертикальною опорою, що надає більшої жорсткості конструкції.

У якості пружного елемента можна використовувати відпрацьовані автомобільні покришки з діаметром, що не перевищує максимально допустимий. Покришки є також замінними, тому під час заміни пожкодженої ділянки, самі покришки можна залишити.

Дане конструктивне рішення дозволить частково вирішити проблему з відходами з автомобільних покришок.


Ключові слова


пружний елемент; деформація; енергія зіткнення; елемент безпеки

Посилання


1.Патент України на корисну модель UA 31091 U, F03D 3/00, F03D 7/00. Ряд вертикальноосьових вітрогенераторних установок для освітлення дороги/ Таврійський державний агротехнологічний університет. - № u200713187; заявл. 27.11.2007; опубл. 25.03.2008. – Бюл. №6, 2008 рік.

2. Patent of United States US 2007/0264116 A1, F03D 7/06. Barrier-mounted wind power generation system/ Harry Edward Dempster. - № 11/746,624; filed May 9, 2007; pub. date Nov. 15, 2007.

3. ДСТУ 2735-94. Огородження дорожні і напрямні пристрої. Правила використання. Вимоги безпеки дорожнього руху