Oscar Paret School Freiberg a
Oscar Paret School Freiberg a.n. Műszaki munka Tudományos és technológiai légpárnás modell és magyarázat készítése Szerző: Jonathan Dietrich és Ralph Homm Osztály: 10aG Tanév: 2012/13 Beküldte: Ms. Bertsch A projekt kezdete: 2012. november Beküldés dátuma: 2013.02.05. Megjegyzés Jonathan Dietrich: Megjegyzés Ralph Homm: Dátum: Aláírás:
2 Tartalom 1. Bevezetés és motiváció. 4 I. Elméleti alapelvek 2. A kifejezések magyarázata. 4 3. Fejlődés és történelmi háttér. 4 3.1. A légpárnás jármű története: történelem. 4 3.2. A légpárnás jármű története: Sir Christopher Cockerell 5 4. Alkalmazási területek 5 5. Balesetek 6 5.1. Balesetek okai vagy légpárnás járművek problémái.7 6. Általános fizikai alapelvek: erők. 9 6.1. Az erők okai és következményei. 9 6.2. Newton erőegysége. 9 6.3. Tehetetlenségi törvény. 9 7. Technológia. 10 7.1. A légpárnás jármű működési elve . 10 7.2. A működési elv modellje II II A projekt megtervezése 8. Képletek és számítások a légpárnás légi jármű megépítéséhez 10 8.1. Számítások: emelőventilátor. 10 8.2. Számítások: emelőventilátor paraméterek. 11 8.3. Számítások: emelőventilátor nyomása. 12 8.4. Számítások: emelőventilátor levegő tömegárama. 12 8.5. Számítások: emelő ventilátor rés légpárna/padló. 12 8.6. Számítások: az emelőventilátor effektív teljesítménye.12 8.7. Számítások: emelőventilátor súlya/össztömeg. 13 8.8. Toló vagy hajtás 13 8.9. Számítás: a toló ventilátor teljes teljesítménye. 14 9. Különböző modellek megvalósíthatósági tanulmányának (költségének) kiszámítása. 14 10. Belépő szintű modell emelőereje 15
3 III. Megvalósítás és elmélkedés 11. A légpárnás modell felépítése.15 11.1. Anyagbeszerzés. 15 11.2. Eljárás és kiviteli leírás 15 11.2.1. Test és kötény 15 11.2.2. Fedőlap emelővel (agy) 17 11.2.3. Lökőhajtás/légfúvó 17 11.2.4. Csatorna. 18 11.2.5. Elektromos berendezések (távirányítóhoz) és kormányzás. 19 11.2.6. Kísérletek.19 11.27. Optimalizálás. 19 12. A felvonó csúszda felépítése. 20 12.1. Funkcionalitás 20 12.2. Anyagbeszerzés. 20 12.3. 21. eljárás 12.4. A légpárnás vitorlázógép felépítése. 21 12.4.1. A tó bélésének levágása. 21 12.4.2. Lyuk fúrása a fadarabba a beömlő cső számára 22 12.4.3. A tó bélésének végleges rögzítése 22 12.4.4. A kötény gumiabroncs alakja.23 12.4.5. Kísérletek.23 12.4.6. Optimalizálás 23 13. Következtetés. 24 Köszönetnyilvánítás Internetes források További források Képek Magyarázat (J) Jonathan Dietrich (R) szövegei és tartalma Ralph Homm szövegei és tartalma Függelék - építési terv
11 Itt állítottuk össze a szükséges képleteket, de többnyire a gépkocsi modellje alapján és hasonló értékeket feltételeztünk, vagy ennek megfelelően módosítottuk az alkatrészeket próbálkozás és hiba útján, mivel az elején nem ismertünk sok értéket, és sok képlet nagyon bonyolult és tudományos munka volt mérőeszközökkel. 8.2. Számítás: Emelőventilátor Paraméterek Méret Jelentő egység AAQUD mv max A légpárna területe Keresztmetszet a menetirányban A légpárna kerülete A ventilátor átmérője A légpárnás légtömeg legnagyobb tömege [m²] [m²] [m] [m] [kg] [m/s] Modell: Méret Jelentés Egység Standard értéke v on v spi-től ρ ip 0 ρ 0 g A levegő beáramlási sebessége A levegő kiáramlási sebessége A légpárna és a talaj közötti rés Nyomás a légpárnában Légsűrűség a légpárnában Környezeti nyomás Légsűrűség a környezetben Gravitációs gyorsulás [m/s] [m/s] [m] [ N/m²] [kg/m³] [N/m²] [kg/m³] [m/s²] - - - - - 1,013 10 5 1,204 9,81
21 11.3. Eljárás Először úgy tervezték, hogy a kerek fadeszkát kezdetben csak a tó bélésére helyezik, hogy megállapítsák, hogy a tó bélésének mekkora területe szükséges. Olyan területet kell választania, amely nem túl kicsi, de nem is túl nagy. Ezután egy kísérletet terveznek, amelyben csak szövetszalagot használnak (lásd kísérletek). Erre azért volt szükség, hogy meg lehessen állapítani, hogy a tavi bélés vágása helyesen lett-e kiválasztva és rögzítve. A levegő beáramlásához egy lyukat fúrnak a kerek fatáblába, amelyen keresztül a levélfúvó beáramló csövét behelyezik. A kapcsok felhelyezése után újabb kísérletet kellett végrehajtani annak megállapítására, hogy a levélfújó képes-e még elég energiát produkálni ahhoz, hogy egy embert megtartson
23 próbálkozás Összesen 2 kísérletet kellett végrehajtanunk az emelő csúszkával annak érdekében, hogy észrevegyük és kijavítsuk a felmerült hibákat, elkerüljük az esetleges hibákat vagy optimalizáljunk valamit, ami még nem pontosan a tervek szerint működik, vagy még nem működik optimálisan. Az első próbálkozás az volt, hogy kiderüljön, optimálisan választották-e meg a tó bélésének vágását és változtatni kell-e valamin. Tehát ezt ráragasztottuk a fatáblára, és az egyik oldalra rögzítettük a beömlő csövet. Tudtuk, hogy ez a falemez felső felülete és a tó bélése között is összegyűjti a levegőt, így a tökéletes emelés nem garantált. Ennek ellenére elvégeztük a kísérletet, és észrevettük, hogy semmit sem kell változtatnunk a tavi bélés vágásán. Meg kellett azonban változtatnunk a beáramló cső helyét, mert a cső, a lemez és a szoknya közötti térből levegő távozhat, és a belső térben nem lehet optimálisan létrehozni a nyomást. Mint már említettük, ezután lyukat fúrtunk a fa panel közepe és éle közé, majd befogtuk a bemeneti csövet. Tehát tökéletes helyen stabil volt. A második kísérletet azért hajtottuk végre, hogy lombfúvónk képes-e elvégezni azt a munkát, amelyet egy embernek el kell végeznie
25 A projekt elég időigényes volt, de nagyon érdekes. Izgalmas és nagyon szórakoztató volt a fizika élőben történő alkalmazása és kézügyességgel történő alkalmazása. Íme néhány kép a kész légpárnás modellről: És itt egy fotó az emelő siklóról: