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Ala sott'acqua. Suggerimenti per un modellista

Elenco / Apparecchiatura di radiocomando

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Sembrerebbe, cosa potrebbe esserci di meglio di un'elica! Serve fedelmente l'uomo da decenni, movimentando un'ampia varietà di navi, da semplici navi da diporto a gigantesche superpetroliere. Teoria ben sviluppata e metodi di calcolo consentono di selezionare con precisione l'elica per qualsiasi nave progettata.

Ma questo motore ampiamente utilizzato e ben studiato ha degni rivali. Questo è un cannone ad acqua, un'elica e un'elica a palette. E più recentemente, gli inventori francesi hanno proposto un meccanismo insolito: l'idropulso. Esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che la spinta da esso sviluppata è maggiore di quella di eliche di pari potenza. Finora non ci sono dati sull'uso di un idropulse ad alta velocità, ma gli autori ritengono che in questo non cederà all'elica del "nonno". A favore della nuova invenzione è il fatto che, oltre alla costruzione di una barca sperimentale, una delle imprese della società Renault prevede di realizzare una nave con questo dispositivo e un motore da 300 kW.

Cos'è un idropulso? Questo è un canale rettangolare in cui un'asta che si muove verticalmente preme alternativamente la piastra a forma di ala contro la parete superiore o inferiore. È sospeso in modo girevole su un terzo della corda dalla punta del profilo. Nella parte posteriore del canale sono previsti ammortizzatori per la protezione da urti violenti, e lungo il bordo d'attacco sono "allungati" per l'intera lunghezza, svolgendo così le funzioni di tenuta.

Immaginiamo ora che l'ala, che occupa l'intera area del tratto orizzontale del canale, sia premuta contro la sua parete superiore. L'asta inizia a spingere verso il basso. A causa della discrepanza tra il punto di sospensione della piastra e il suo centro, il bordo d'attacco inizierà prima ad allontanarsi dal "soffitto". L'acqua viene aspirata nello spazio risultante. Dopo che il bordo d'uscita è separato dalla parete superiore, l'ala si sposta verso il basso con un angolo di attacco costante rispetto al flusso in arrivo. Si crea una forza di trazione, dipendente dalla forza applicata all'asta e dall'angolo di attacco. Quindi il bordo d'attacco incontra la parete inferiore del canale e l'acqua viene espulsa dallo spazio, che è aperto all'indietro. Infine, l'intera piastra poggia sulla superficie inferiore. Lo stelo inizia a salire e lo stesso ciclo si ripete.

Riso. 1. Design dell'elica: 1 - involucro kakala, 2 - asta di trasmissione ala, 3 - ala, 4 - ammortizzatore posteriore, 5 - ammortizzatore a fascia anteriore

Riso. Fig. 2. Diagramma schematico del funzionamento dell'idropulse: A - la fase iniziale, B - il bordo d'attacco dell'ala si allontana dalla parete del canale e l'acqua viene aspirata nello spazio formato, C - l'ala si abbassa, respingendo l'acqua, D - l'ala con il suo bordo d'attacco giace sulla parete del canale e spreme l'acqua dallo spazio, D è la fase finale, allo stesso tempo è l'inizio del ciclo successivo

Come si può vedere dalla descrizione, la spinta viene generata in ogni fase del movimento dell'ala. Le componenti sono due: la spinta idrodinamica, quando entrano in vigore le stesse leggi del funzionamento dell'elica, e la spinta ottenuta quando l'acqua viene aspirata ed espulsa dalla pompa volumetrica "canale - ala".

Prestare attenzione all'altezza e all'area del canale rispetto al diametro e all'area del disco della vite. Dopotutto, l'altezza del canale (diametro della vite) determina un parametro importante: il pescaggio della nave. È chiaro che l'idropulso può occupare l'intera larghezza della poppa. Con lo stesso pescaggio sarebbe necessario installare più eliche, mantenendo la stessa sezione trasversale del getto d'acqua espulso. Il vantaggio del nuovo dispositivo è che ha un'elevata adattabilità, poiché è possibile modificare l'area delle ali e il loro numero senza alterazioni radicali del motore. Per le eliche delle navi di questo diametro, la possibilità di modificarne i parametri è molto inferiore.

E qualsiasi progettista o tecnologo ti confermerà che la produzione di un idropulse non richiede macchine così complesse e precise come per le eliche.

E dal punto di vista della sicurezza, il nuovo motore, rappresentando esternamente una scatola fissa, causerà molti meno problemi quando lo si incontra in acqua rispetto a un'elica rotante.

Quando si manovra per cambiare la direzione della spinta al contrario, è possibile utilizzare un deflettore discendente, o un giro di 180 del canale, o un'asta inversa aggiuntiva, che, se necessario, preme il bordo d'uscita dell'ala contro la parete inferiore del canale. La direzione del movimento della nave può essere controllata da un volante convenzionale o ruotando l'intero dispositivo nell'angolo richiesto attorno all'asse verticale. Da notare che l'idropulse, a differenza del motore fuoribordo, permette una virata di 360°.

Riso. 3. Due opzioni per invertire la spinta: A - utilizzando un deflettore discendente, B - utilizzando un'asta aggiuntiva

Riso. 4. Il layout del modello di barca con idropulse: 1 - batterie, 2 - interruttore, 3 - motore elettrico, 4 cambio, 5 - manovella, 6 - idropulse, 7 - timone

Sui modelli si può consigliare un azionamento da un motore a combustione interna o da un motore elettrico che utilizza una biella impegnata con un'asta. Con ali di piccole dimensioni, è più facile fare a meno di un cambio. L'installazione è molto ben assemblata con un motore a vapore alternativo. In questo caso non è necessario introdurre collegamenti: il pistone del motore a vapore è fissato rigidamente all'asta.

Per coloro che sono interessati a questo articolo, ti consigliamo di pensare a quale tipo di nave sarebbe più adatto per installare su di esso il dispositivo descritto. Forse un catamarano? Qui puoi utilizzare l'intera larghezza complessiva della nave e l'ingresso del canale non sarà oscurato dallo scafo che procede.

Se costruisci un modello funzionante con un dispositivo di propulsione "hydropulse", scrivici. Tutti i lettori saranno interessati a conoscere i risultati del tuo esperimento.

Autore: V.Ivanov

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