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Asa debaixo d'água. dicas para modelista

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Ao que parece, o que poderia ser melhor do que uma hélice! Ele tem servido fielmente ao homem por décadas, movimentando uma grande variedade de navios, desde um simples aquaped de prazer até superpetroleiros gigantes. Teoria bem desenvolvida e métodos de cálculo permitem que você selecione com precisão a hélice para qualquer embarcação projetada.

Mas este motor difundido e bem pesquisado tem rivais dignos. Este é um canhão de água, uma hélice e uma hélice de palheta. E, mais recentemente, os inventores franceses propuseram um mecanismo incomum - um hidropulso. Experimentos de laboratório mostraram que o empuxo desenvolvido por ele é maior que o de hélices de mesma potência. Até o momento, não há dados sobre o uso de um hidropulso em altas velocidades, mas os autores acreditam que nisso ele não cederá à hélice "avô". A favor da nova invenção está o fato de que, além da construção de um barco experimental, uma das empresas da empresa Renault planeja fabricar uma embarcação com esse dispositivo e um motor de 300 kW.

O que é um hidropulso? Este é um canal retangular no qual uma haste que se move verticalmente pressiona alternadamente a placa em forma de asa contra a parede superior ou inferior. Ele é suspenso de forma articulada em um terço da corda a partir da ponta do perfil. Na parte traseira do canal, os amortecedores são fornecidos para proteção contra impactos fortes e, ao longo da borda de ataque, são "esticados" ao longo de todo o comprimento, desempenhando assim as funções de vedação.

Imaginemos agora que a asa, que ocupa toda a área do trecho horizontal do canal, está pressionada contra sua parede superior. A haste começa a empurrar para baixo. Devido à discrepância entre o ponto de suspensão da placa e seu meio, a borda de ataque começará a se afastar do "teto". A água é sugada para o espaço resultante. Depois que o bordo de fuga é separado da parede superior, a asa se move para baixo com um ângulo de ataque constante em relação ao fluxo que se aproxima. Uma força de tração é criada, dependendo da força aplicada à haste e do ângulo de ataque. Em seguida, a borda principal encontra a parede inferior do canal e a água é ejetada pela abertura que está aberta para trás. Finalmente, toda a placa repousa sobre a superfície inferior. O caule começa a subir e o mesmo ciclo se repete.

Arroz. 1. Projeto da hélice: 1 - caixa kakala, 2 - haste de acionamento da asa, 3 - asa, 4 - amortecedor traseiro, 5 - amortecedor dianteiro

Arroz. Fig. 2. Diagrama esquemático da operação do hidropulso: A - a fase inicial, B - o bordo de ataque da asa se afasta da parede do canal e a água é sugada para o vão formado, C - a asa se move para baixo, conduzindo a água de volta, D - a asa com seu bordo de ataque fica na parede do canal e espreme a água do vão, D é a fase final, ao mesmo tempo que é o início do próximo ciclo

Como pode ser visto na descrição, o empuxo é gerado em cada fase do movimento da asa. Existem dois componentes: impulso hidrodinâmico, quando as mesmas leis entram em vigor durante a operação da hélice, e impulso obtido quando a água é sugada e ejetada pela bomba volumétrica "canal - asa".

Preste atenção na altura e na área do canal em comparação com o diâmetro e a área do disco do parafuso. Afinal, a altura do canal (diâmetro do parafuso) determina um parâmetro importante - o calado da embarcação. É claro que o hidropulso pode ocupar toda a largura da popa. Com o mesmo calado, seria necessário instalar várias hélices, mantendo a mesma seção transversal do jato d'água ejetado. A vantagem do novo dispositivo é que ele possui uma alta adaptabilidade, já que é possível alterar a área das asas e seu número sem alterações radicais do motor. Para hélices de navios desse diâmetro, a possibilidade de alterar seus parâmetros é muito menor.

E qualquer designer ou tecnólogo confirmará para você que a fabricação de um hidropulso não requer máquinas tão complexas e precisas quanto as hélices.

E do ponto de vista da segurança, o novo motor, representando externamente uma caixa fixa, causará muito menos problemas ao encontrá-lo na água do que uma hélice rotativa.

Ao manobrar para mudar a direção do impulso para o oposto, você pode usar um defletor descendente, ou uma volta do canal em 180, ou uma haste reversa adicional, que, se necessário, pressiona o bordo de fuga da asa para a parte inferior parede do canal. A direção do movimento da embarcação pode ser controlada por um volante convencional ou girando todo o dispositivo para o ângulo necessário em torno do eixo vertical. Deve-se notar que o hidropulso, ao contrário do motor de popa, permite um giro de 360°.

Arroz. 3. Duas opções para inverter o impulso: A - usando um defletor descendente, B - usando uma haste adicional

Arroz. 4. O layout do modelo de barco com hidropulso: 1 - baterias, 2 - interruptor, 3 - motor elétrico, 4 caixa de câmbio, 5 - mecanismo de manivela, 6 - hidropulso, 7 - leme

Nos modelos, pode ser recomendado um acionamento de um motor de combustão interna ou de um motor elétrico usando uma biela engatada em uma biela. Com tamanhos de asa pequenos, é mais fácil prescindir de uma caixa de câmbio. A instalação é muito bem montada com um motor a vapor alternativo. Neste caso, não há necessidade de introduzir elos de ligação: o pistão da máquina a vapor está rigidamente preso à haste.

Aos interessados ​​neste artigo, aconselhamos que pensem em que tipo de embarcação seria mais adequada para a instalação do dispositivo descrito nela. Talvez um catamarã? Aqui você pode usar toda a largura total do navio, e a entrada do canal não será obscurecida pelo casco à frente.

Se você construir um modelo de trabalho com um dispositivo de propulsão "hydropulse", escreva para nós. Todos os leitores estarão interessados ​​em saber sobre os resultados de seu experimento.

Autor: V.Ivanov

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