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個人輸送：地下水、水、空気
エアロスレー理論。 個人輸送
多種多様な機械の設計における長年の経験から、仕事を正常に完了するには、アイデアの誕生から金属での具体化に至るまで、すべての段階で厳密な順序に従う必要があることがわかります。 独自のスノーモービルを組み立てるファンは、原則として、設計プロセスの最初の義務的な瞬間の XNUMX つである、作成する構造の技術仕様の開発を無視するという重大な間違いを犯します。 委託条件 (または技術要件) は、計算、詳細な設計開発、その後の製造など、その後のすべての作業の開始文書となります。 設計者が機械、ユニット、部品から何を受け取りたいかを記録します。 つまり、作業の過程で達成する必要がある特定の設計目標が設定されます。 必要な初期データがなければ、その後の解決策の実際の可能性を考慮してタスクを正しく設定することは非常に困難であることを強調しておく必要があります。 ただし、これは、まず他の人が蓄積した経験を研究し、以前に構築され、テストされ、良好な結果が得られた構造を詳細に理解することで実行できます。 特に機械とその個々のユニットの操作においては、ある程度の理論的知識も必要になります。これがなければ、正確な行動プログラムの概要を描くことは不可能です。 適切に策定された技術要件は、将来のマシンの計画だけでなく、その最も重要な要素も大きく決定します。 形状と寸法はまだ開発されておらず、個々のユニットの設計は示されていませんが、このタスクでは計算と設計に必要なすべての基本データをすでに入手できます。 各デザイナーは創造的なソリューションにおいて個性を持っています。 したがって、アマチュアによって作成されたスノーモービルは、同じタイプ、目的、搭載エンジンの出力が似ていても、技術的特性の点でも、一般的なスキームと個々のコンポーネントのソリューションの点でも異なる場合があります。 これは主に、材料や完成したコンポーネントの入手可能性、生産能力、作業場、工作機械、必要な工具の入手可能性、さらには現地の動作条件によって決まります。 アマチュア製作のスノーモービルの技術要件では、次の問題を記録し、事前に解決する必要があります。 運用上および技術上の特性 そのための一連の要件は、車が何のために作られるのかという明確な定義に依存します。たとえば、冬季の通行できない道路でのスノーモービルのクロスカントリー能力、一般的なレイアウト、その他の多くの特性などです。 たとえば、そりを狩猟に使用する場合、車両は高度な操縦性を備えていなければなりません。 スノーモービルの通過性の程度、その走行特性は、次の式で求められる「品質」の動係数によって決まります。 K \uXNUMXd T / Gx、 ここで、K は動的係数、T はプロペラの推力 (kgf 単位)、現場での作業時、つまりスノーモービルの漸進的な動きなしで発生するプロペラの推力、Gx はスノーモービルの走行重量 (kgf 単位) です。 アマチュア製作のスノーモービルの係数 K の値は 0,2 ～ 0,3 の範囲です。 ただし、この値が大きいほど、冬のオフロード条件での車の通行がより容易になることを覚えておく必要があります。 コンストラクターは動的係数の値を選択しますが、少なくとも 0,2 になるように努める必要があります。 上記の式 K を使用して T と Gx を決定することもできます。 T \ uXNUMXd Gx K; およびGx=T / K、 予備計算用のこれらの量は、次のように決定することもできます。 T = 0,8N火、 ここで、N はエンジン出力 (l) です。 s.、0,8 - エンジンの信頼性と耐用年数を保証する係数。 Tu はプロペラの比推力 (kgf)、つまりプロペラが発生する力 (XNUMX リットルあたりの kgf) です。 と。 エンジンパワー。 比推力 Tu は、エアコイルの直径とエンジン出力によって異なります。 これはプロペラによって掃引される領域の負荷によって決まり、この負荷が増加すると減少します。 最大12リットルのエンジン出力を搭載。 と。 - 4,5kg/リットル。 秒、20リットル。 と。 - 4,0kg/リットル。 秒、50リットル。 と。 - 3,5kg/リットル。 秒、100リットル。 と。 - 3,0kg/リットル。 秒、260リットル。 と。 - 2,6kg/リットル。 と。 より正確には、牽引力は次の式で決定されます。 T =（33,25 h D N）2/3 ここで、33,25 は係数です。 h - プロペラの効率（自作の場合、計算の正確さと製造の品質によって0,65から0,82、または65から82％まで変化します）。 D はプロペラの直径 (メートル)、N はエンジン出力です。 Gx の値は、走行重量がエンジン出力 12 馬力あたり 15 ～ XNUMX kgf を超えないようにして決定できます。 スノーモービルの積載量 これには、乗組員、乗客、貨物、燃料の重量が含まれます。 この荷重は、通常の炭素鋼製の靴底にスキー板を備えたスノーモービルに与えられ、雪上での振動係数は 100% とみなされます。 スチールの代わりに摩擦係数の低い材料（真鍮、低圧ポリエチレン、フッ素樹脂-4）を使用する場合、この値を増やすことができます。 この場合、G1x は次の式から求められます。 G1x = Gx 100/f、 ここで、f は出発材料の摩擦係数と炭素鋼の摩擦係数の比です。 スキー靴底に使用される材質の摩擦係数は、炭素鋼 1,0 (100%)、木材 (アッシュ) 0,97、アークチライト 0,935、ステンレス鋼 0,810、ジュラルミン 0,790、ポリエチレン 0,735、フッ素樹脂 0,730、真鍮 0,710 となります。 ストローク範囲 途中で給油せずに、タンク内の利用可能な燃料とオイルを使用してスノーモービルが移動しなければならない距離。 燃料供給 次に、上記の燃料予備量によって、燃料タンクの必要な容量が決まります (さらに緊急用予備量の 5%)。 スピード 技術要件では、通常、スノーモービルの速度の 5 つの値が記録されます。 Vt - 技術的、つまり、途中の駐車に費やした時間を考慮せずに、ルートに沿った実際の移動の速度。 Vmax - 可能な最大値、つまり、エンジンが最大出力および最大 (計算上の) 負荷で動作しているときにスノーモービルが発揮できる速度。 最高速度は、外気温が-20〜-0,5°の未使用の雪上を走行したとき、つまり雪上を良好に滑走したときの測定距離で決定されます。 測定された距離は、雪のサストルギやハンモックによる障害物がなく、直線である必要があります。 その長さはXNUMXkm以上です。 旋回半径 これは、スノーモービルのスキー板の内側のトラックで、その実装の安全性が確保される速度、通常は 5 km/h で測定されます。 上昇を克服 通常の重量負荷がかかった機械で使用できる傾斜角度を指定します。 追加の要件 委託条件のこのセクションでは、スノーモービル製造者は、自分の意見または過去の経験の研究に基づいて、将来のマシンの設計に反映すべきことを書き留めます。 これには、自動車のサイズを制限したり、逆に一部の特大貨物を輸送するために車体の長さを長くしたりすることが含まれます。 一部の要件は、既存の経験の研究に基づいて、機械またはその個々の要素の望ましいスキームに関する設計者の見解を反映している場合もあります。 たとえば、「エアロスレーは XNUMX 枚スキーのパターンに従って作られるべきです。これは XNUMX 枚スキーに比べて安定性が高く、動きに対する抵抗が少ないためです」などです。 事故防止 プロペラは、(他の人にとって) 最も危険な構造要素の XNUMX つです。 高速では、円が描く円が透明になり、人間の目はその「平面」を認識できません。 したがって、次のことが重要です。 スクリューガード 人々に危険を警告するために、通常は明るい赤いペンキでペイントされます。 ブレーキシステム ほとんどの場合、レバーピンまたはスクレーパーデバイスによって提供されます。 エンジン始動システム ほとんどのアマチュアが最も一般的に使用する、プロペラを手で回してエンジンを始動する（イグニッションをオンにした状態）ことは厳しく禁止されています。 スターターが必要です。 屋外照明 冬には日照時間が非常に短く、北緯では極夜が始まるため、ドライバーが道路をはっきりと見えるようにスノーモービルにヘッドライトを取り付ける必要があります。 スノーモービル配置図 技術的要件を作成した後、作業の次の段階、つまりスノーモービルのレイアウト図の予備計算と実行に進むことができます。 これらの作業は並行して実行されます。 この場合、委託条件はガイドとなり、計算の過程で指定されます。 このような図面は、将来の機械を設計するための基礎となります。 すべての構造要素、運転席と助手席の配置を決定し、船体の一般的な輪郭、ドア、窓、ハッチの位置を概説し、すべての主要な寸法を関連付けます。 技術的な創造性を愛する多くの人は、作業をスピードアップするために、機械図面の作成などの重要なステップを省略します。 これは間違った習慣です。 経験上、図面の実装、図面上の詳細と寸法の作成に費やした時間は、建設中の部品のリンクと取り付けのコストが削減されるため、XNUMX 倍の利益が得られることがわかっています。もちろん、怠慢な設計者が損失を被るという事実もありません。個々の部品の強制的な変更によりさらに大きくなります。 レイアウト図面は、必要に応じて、個々のユニットの追加のセクション、カット、吹き出しを含め、少なくとも 1:5 の縮尺で XNUMX つの投影図で作成されます。 レイアウトのプロセス中は、安全要件にも注意を払う必要があります。 主なものは以下の通りです。 オープンタイプのスノーモービルでは、運転手の背中からプロペラの回転面までの距離は少なくとも 0,8 m 必要です。 ドライバーの背中の後ろにある回転ドライブ (プーリー、チェーン、ベルト) は、保護シールドで覆う必要があります。 密閉されたケースでは、ドアやハッチの信頼性の高い固定と使いやすさを確保することが重要です。 これらの要件の最後は、運転席から道路を良好に見渡す必要性ではありません。フロントガラスを通した視野角は、フロント スキーのつま先から 5 m の距離から視認できる必要があります。 フロントガラスの凍結を防ぐには、二重窓を設置するなど、ワイパーを設けると便利です。 燃料タンクとバッテリーは密閉された隔壁によってキャブから分離されなければなりません。 キャビンは自律型ヒーターで暖房される必要があります。この目的のために排気管を車体に沿って敷設することは不可能です。 プロペラはマシンの幅全体にわたってスキー板の外縁を越えて突き出てはなりません。 ブレードの端から本体の底部までの距離は少なくとも50 mm、スキー板の底までの距離は少なくとも250 mmです。 後部スキーの端がプロペラの回転面に入らないようにしてください。 そして、エアロスレーの好ましい外装色は何でしょうか? どれでも、しかし常に明るく、雪の中で遠くからでもよく区別できます。 設計の重要な要件は安全マージンです。安全マージンは少なくとも 5 Gx の過負荷に基づいて計算する必要があります。 凍結した川や貯水池での作業が予想される場合は、氷が砕けた場合に備えて機械に浮力を与えることが望ましいです。 夕方や夜間に走行する場合は、プロペラ ガードに標識灯（右が緑、左が赤）が必要です。 スノーモービルの製造には、-50°までの低温での性能を考慮して、GOSTの要件を満たす材料を使用する必要があります。 著者: I. ユヴェナリエフ
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