Моделирование

Реклама

Виброход

Модель космического автомобиля с очень необычным приводом.

«Пескоход мягко катился по волнистым дюнам. Шесть его широких колес поднимались и опускались, как грузные крупы упрямых слонов. Невидимое солнце парило сквозь мертвенно-белую завесу небосвода, изливая свой жар на брезентовый верх машины и отражаясь от иссушенных песков.

— Только не спать,— сказал себе Моррисон, выправляя по компасу курс пескохода.

Вот уже двадцать первый день он ехал по Скорпионовой пустыне Венеры; двадцать первый день боролся со сном за рулем пескохода, который, качаясь из стороны в сторону, переваливал одну песчаную волну за другой.

Ехать по ночам было бы легче, но здесь слишком часто приходилось объезжать крутые овраги и валуны величиной с дом. Теперь он понимал, почему в пустыню направлялись по двое: один вел машину, а другой тряс его, не давая заснуть».

Этот отрывок из научно-фантастического рассказа американского писателя Р. Шекли «Особый старательский» приведен здесь не случайно. Именно такой еще совсем недавно представляли себе поверхность Венеры не только фантасты, но и многие ученые. Теперь мы знаем, что ни животных, подобных доисторическим динозаврам Земли, ни сплошного океана из нефти, ни оранжевой растительности там не существует. Кроме того, зарегистрированные    космическимим станциями серии «Венера» огромные температуры и давления на этой планете не позволят в реально обозримом будущем использовать там обитаемые исследовательские аппараты.

Как же быть?  Неужели  поверхность Венеры останется досягаемой только  для  стационарных  станций-роботов,   способных  выдержать  адские условия венерианского климата лишь   благодаря   сложной   системе охлаждения? Пока да, но можно попытаться   сделать   такую   станцию самоходной,  существенно  расширив этим самым ее возможности по изучению поверхности планеты.

Решить подобную задачу непросто.   Необычайно   сложные   условия Венеры ставят перед конструкторами такого    аппарата    много    проблем. Прежде  всего  необходимо  надежно защитить его от воздействия  высокой температуры и давления, обеспечить герметичность выводов различных  приборов   и  датчиков,   создать удобный движитель, чтобы за короткий    срок    обследовать    возможно больший район, разместить на борту возвращаемый на Землю контейнер с образцами.

Очень важно также, чтобы венероход   был   достаточно   технологичным и не очень дорогим, поскольку его срок действия на планете ограничен, а продлить его без значительного увеличения массы станции невозможно. Должен быть такой аппарат и максимально специализированным,  хорошо  приспособленным для венерианских условий,  с минимальной,   т. е.    шаровой,    поверхностью, чтобы поменьше нагреваться. Вот почему     представляется     интересным использовать на нем вибрационный привод с упругими элементами ходовой части.


Простейший виброход, чтобы убедиться в работоспособности самой идеи, можно сделать на пробу из самых простых и доступных материалов: полистироловых упаковок, мыльниц, зубных щеток и т. д. (рис. 27).

виброход

Зубные щетки понадобятся без рукояток,   с   ворсом,   заглаженным прессом в одном направлении. Пластмасса баночки-упаковки очень тонкая, поэтому усильте ее выпиленным из полистирола прямоугольником — он будет играть роль основания днища корпуса. Снизу к нему приклейте или приварите электровы-жигателем четыре зубные щетки, а сверху установите один или два микроэлектродвигателя. Приклеивая их, учтите, что валы двигателей должны быть направлены в одну сторону. Наденьте на них одинаковые кусочки «стиральной» резинки так, чтобы они свободно вращались и не задевали друг друга. Можно дополнительно утяжелить их болтиками от металлического «конструктора» с навинченными на них гайками.

После того как к клеммам двигателей будут припаяны провода питания, достаточно будет пустить по ним ток от электробатарейки, чтобы резинки, выполняющие роль дебалансов-эксцентриков, стали вращаться и вызвали вибрацию, которая и заставит двигаться виброход. При одном двигателе модель поедет только вперед. Если их будет два, то, соединив их с батарейкой по приведенной на рисунке схеме, вы получите возможность включать их одновременно — виброход ползет вперед, или каждый в отдельности — тогда в зависимости от того, какой из двигателей включен, он повернет вправо или влево.

Испытывая модель, вы можете сами убедиться, что контакт ее с поверхностью весьма невелик, а в ходовой части нет ни громоздких передач, ни редукторов. Все это позволяет и на настоящем венероходе-виброходе (или по крайней мере на его модели) надежно загерметизировать двигатели внутри особо прочных шарообразных контейнеров и хорошо защитить  их  от  воздействия  высокой температуры и давления. При этом жаропрочность контейнеров возрастет еще больше, если во время космического полета к Венере заполнять их холодным газом, а внешнюю оболочку после посадки охлаждать по методу абляции (своеобразного испарения защитной оболочки), что в условиях Венеры может оказаться весьма эффективным.

С целью взятия проб грунта венероход может быть оснащен откидной штангой с грунтозаборным устройством, пересыпающим образцы в контейнер возвращаемого на Землю аппарата, стартующего непосредственно с ходовой платформы. При этом сама платформа воздействию давления не подвергается, поскольку служит лишь основанием для упругих элементов ходовой части и носителем приборов и двигателей.


Самоходной станции такого типа не нужен и посадочный блок: упругие элементы ходовой части и парашютная система позволяют ей осуществлять посадку непосредственно на грунт. Мелкие препятствия венероход преодолевает с ходу, а крупные (большие камни, валуны) обходит. Значительная длина помогает ему преодолевать небольшие трещины в грунте и устойчиво маневрировать на каменистой поверхности планеты. Поскольку задачи станции весьма ограничены и сводятся к обследованию сравнительно небольшого участка поверхности, задний ход у машины отсутствует.

Эта конструкция — еще один пример того, как изобретательность человека способна превратить врага, (а вибрация — извечный враг создателей машин)  в друга.

На этом видео можно наглядно посмотреть как действует принцип виброхода. 
Так же показано как можно сделать упрощенную модель робота виброхода из одной зубной щетки.  Здесь использовался моторчик из старого сотового телефона или пейджера и одна батарейка. 

 


А теперь попробуйте сделать полноценную модель виброхода из нескольких щеток   (рис. 28). Понадобится полистироловая сувенирная коробка, два полистироловых шара-прожектора,, небольшие щетки для чистки одежды, три микроэлектродвигателя и один редуктор Р-1. Шары-прожекторы аккуратно расколите и, выпилив из полистирола диски-основания под двигатели, склейте их опять, установив эти диски с приклеенными к ним микроэлектродвигателями и дебалансами на валах (рис. 28, а).

виброход

Механизм опускания штанги (рис. 28, б) состоит из микроэлектродвигателя и редуктора Р-1, соединенных гибкой передачей, и размещается в коробке-корпусе. Во время его работы шкив на валу редуктора наматывает капроновую нить 8, в результате чего штанга грунтозаборного устройства 6 опускается. Когда при изменении полярности работы двигателя нить начинает разматываться, в прежнее положение штангу возвращает резиновая нить 7.

При оформлении всех остальных деталей модели вы можете исходить исключительно из своего желания, хотя, разумеется, следует помнить, что никакую машину, пусть даже игрушечную, не следует перегружать декоративными элементами.

А что если попытаться и дальше развивать идею виброхода? Может быть, и вовсе не понадобятся шары-контейнеры и даже сама ходовая платформа? Проверить, насколько это возможно, поможет модель венерохода (рис. 29).

прыгоход

Для этой модели понадобится новогодний елочный шар большого диаметра, который нужно будет аккуратно расколоть или распилить. В нижней половинке шара проделайте шесть сквозных отверстий 9 под «ноги» — опоры 7 и проденьте в них три металлических вязальных спицы, форма которым придается по рисунку. Чтобы «намертво» закрепить «ноги» в корпусе, залейте туда балласт-заполнитель 8 из клея ЭДП или ЭКФ- На дно полусферы для большей устойчивости положите несколько рыболовных грузил.

После того как произойдет «схватывание» клея, между половинками корпуса вклейте при помощи полистиролового клея диск-основание 6 с отверстием под микроэлектродвигатель 5. На его валу разместите груз-дебаланс 1, а верхнюю полусферу 4 прикрепите к нижней при помощи двух крепежных жестяных скоб 2 на винтах от металлического «конструктора». Декоративными объективами телекамер 3 могут служить колпачки от старых фломастеров.

Теперь достаточно включить двигатель, чтобы модель, быстро вибрируя, запрыгала по полу. Какова будет ее проходимость? Сможет ли такой аппарат маневрировать, если оснастить его не одним, а двумя двигателями? Ответить на эти вопросы вам помогут эксперименты с моделями, построенными по этому принципу.

Еще одно видео виброхода сделанного из щетки


Оценить статью:(155)+-
© Интернет журнал Hobby-Live издается в сети интернет с 2007 года | Политика конфиденциальности | Обмен ссылками | Реклама