Search in topic

многофункциональный экспериментальный аппарат

В качестве хоббийной развлекухи себя и внуков решил поставить на стапели небольшой плавательный аппарат со специфическим набором качеств. Он одновременно будет сочетать в себе некоторые качества от глиссера, подводной лодки и ROV аппарата.

Аппарат должен быть:

• абсолютно безопасен для ребенка (закрытые винты);
• непотопляем, герметичный, ударопрочен, способный уходить под волну (на глубину до 1-2м), и самостоятельно возвращаться в нормальное положение (винтами вниз);
• запас хода не менее 1,5 -2 часов от одного заряда аккумулятора при самой интенсивной непрерывной эксплуатации;
• дальность управления с берега и приема данных с борта не менее 200-300м;
• высокая маневренность как в режимах тихого хода (видеосъемки), так и в скоростном режиме (режим глиссирования);
• иметь на борту съемную экш камеру в водонепроницаемом боксе для режима надводной и подводнй съемки, систему надводной и подводной подсветки при съемке;
• трансляция картинки с камеры на смартфон до 200-300м;
• иметь на борту съемный глубиномер с трансляцией данных на 200-300м;
• иметь возможность в облегченной комплектации (без камеры и эхолота) плавать в скоростном режиме глиссирования.

Такой нетрадиционный набор характеристик для планируемых покатушек-развлекушек выбран исходя из достигнутых на практике параметров в ходе предварительного макетирования. Что-то еще надо отрабатывать.
Во многом его конструктив был отработан ранее в теме rcopen.com/forum/f130/topic375399 .
Как показала практика, «бутылочная» технология очень надежна и проста. Обеспечивает необходимую прочность и герметичность корпуса при минимальных затратах.

Двигатели построены по принципу водометов. Но с прямым забором потока, и без импеллерных винтов. В качестве спрямляющей камеры вполне справляется горловой профиль пластиковой бутылки.
Моторы бесколлекторные с открытым погружением в воду. Как показала практика, даже без каких либо мер защиты (покрытие обмотки термокомпаудом или эпоксидкой), с ними ничего плохого не происходит. И даже с обычными подшипниками. По крайней мере в течение двух-трех сезонов эксплуатации в пресной воде. Для соленой воды защитное покрытие обязательно.
Аппарат находится на стапелях, и по мере продвижения работ буду выкладывать фотографии отдельных узлов и технических решений.
Сейчас немного опишу используемые водометные движки.
Для их сборки понадобится вот такой набор.
См. фото.
Заборное отверстие закрыто защитной сеткой от кулера. Эта же сетка является несущей для крепления мотора.
См. фото
Несмотря на кажущуюся хлипкость, конструктив достаточно жесток и надежен.
Моторы в движках с независимо управляемым реверсом. Правда, обратный ход гораздо ниже по эффективности отдачи винтов. Но это не сказывается при маневрировании и разворотах на месте.

Аппаратура радиоуправления четырех канальная на 2,4гГц. На начальном этапе хватит.
Экшн камера SJ Cam M10WiFi в герметичном кожухе. Ее канал WiFi обеспечивает дальность трансляции картинки на смартфон до 50м. Поэтому для обеспечения покрытия 200-300м будет использоваться переносной TP-link в режиме ретранслятора.

Эхолот Fish Finder с радио датчиком на 433мГц. Однако в типовом варианте такой канал связи обеспечивает дальность максимум до 50-70м, и то, при условии отсутствия помех.
Поэтому в радио датчике будет заменен выходной каскад передатчика (50мВт вместо 5мВт).

А чем закончилась тема про доску с “торпедой”? Видео готового девайса в работе есть? Или остались только наработки для новой темы?

Немного оффтопа, чтобы ответить на этот вопрос.
Доску я делал, когда внуку было чуть меньше трех лет. Поспешил, и все испортил. Он тогда был явно мал для ее мощности, и очень боялся пенной струи под животом. Проект был отложен до его необходимого взросления. Ждемс.
Примерно такой же мой просчет на недостаточный возраст и чувство самосохранение вынудили заморозить еще несколько разработок. Особенно, где были крутящиеся винты или слишком мощные моторы.
Особенно опасной оказалась танкетка с 2кВт мощностью моторов гусениц, способная покалечить случайного прохожего на пути (см.фото).
Теперь на стапелях только девайсы с слабо мощными и защищенными механическими частями.

Еще немного пояснений по «бутылочной» технологии.
Для моей задачи наиболее подходящим оказался размер 2л пластиковой бутылки. Две бутылки отрезаются по нужному габариту. В итоге получается водоизмещение около 3л.
Одна из половинок в стыковочной части предварительно термоусаживается в горячей воде в натяг на трубу 90мм. Бутылочный пластик очень термоусаживаем. Обычно погружаю деталь на 5-10сек в воду 80-90гр.
Вторая половинка при сборке корпуса садится на нее в натяг, и обжимается хомутом крепления моторов. Саму линию среза наружней половинки желательно обмотать изолентой.
Такой стык обеспечивает герметичность для глубины в несколько метров даже при значительном изменении внешней и наружной температур, и усадке (вздутии) корпуса.
Иногда на стенках появляется конденсат, но он легко сливается через пробки.
Внутрь корпуса также помещается несущий каркас для крепления аккумулятора и электронной начинки. Он жестко крепится к пластиковой трубе.
Такой корпус удобно забрасывать с берега на глубину при неудобных подходах к воде. 😃

Сегодня по результатам первых испытаний в ванной решил назвать проект “бешеная устрица”.
yadi.sk/i/Bk2K5ILd3Lek7S

А район проведения испытаний обозначить как *голубая лагуна*…

решил назвать проект “бешеная устрица”.

Мотогондолы на “устрице” уже модифицированные? На картинке родные бутылочные горлышки срезаны и заменены второй решеткой от вентилятора?

Совершенно верно. Не стал про это писать, так как был уверен, что мое чудище вряд ли кого интересует.
Действительно, решил отказаться от “псевдо водометного” конструктива, и вернуться к просто винту в защитном кожухе. Слишком слабый упор.
Нужны именно водометные винты с минимальным зазором между ними и направляющей камерой.

Совершенно верно. Не стал про это писать, так как был уверен, что мое чудище вряд ли кого интересует.

Ваше “чудище” позволяет реализовать поставленные задачи с минимальными затратами и, практически, без мехобработки. Интересно решен вопрос стыка двух бутылок. Я-бы добавил в конструкцию ниппель на одну из пробок, чтобы перед запуском велосипедным насосом можно было создавать небольшое избыточное давление внутри. Это компенсирует влияние охлаждения и (до определенной степени) глубины при погружении, исключит поступление воды и сделает конструкцию “тверже”.
Единственное, что вызывает сомнения - способность 2,4 ГГц проникать по воду. Надо уходить на 27-35-40 МГц или делать выносную плавучую антенну.

Действительно, после десятка минут в холодной воде стенки бутылки немного уходят внутрь. Но вода при этом не всасывается.
В моем варианте пластиковая труба 90мм по длине лишь в половину бутылки. Для наглядности, чтобы были видны потроха.
Правильнее (прочнее и надежнее) вставку делать от упора до упора горловых сужений, в распор.

Насчет 27мГц полностью согласен. Радиоволны проходят под воду на 1-2 длины волны в зависимости от мощности и чувствительности.

Интересно решен вопрос стыка двух бутылок.

Я бы рекомендовал бутылочную термоусадку для герметизации подводных конструкций. Использовать бутылочные “пробки” в одноразовом варианте для закупоривания цилиндрических корпусов подлодок. Ввиду “ничегонестоинья” бутылочных заглушек, можно использовать их одноразово.

Например, мне для проверки эхолота понадобилась труба с водой длиной около метра. Я нахлобучил на ее конец горловину от бутылки, и нагрел строительным феном. Причем даже не заморачивлся с ровной обрезкой бутылки. Садится намертво без дополнительного хомутования.
Можно использовать либо пробочную часть бутылки, либо днище. Что лучше подходит под свою задачу.

Действительно, после десятка минут в холодной воде стенки бутылки немного уходят внутрь. Но вода при этом не всасывается.

Смысл моего предложения по подкачке легко оценить, если в супермаркете пощупать две соседние бутылки минералки - одну с газом, вторую без газа.
Воду всасывать конструкция будет только в случае потери герметичности, но воздух в бутылке очень хорошо чувствует внешнюю температуру и бутылка без избыточного давления при охлаждении начинает схлопываться.
Еще одна беда - конденсат. Он тоже появляется при охлаждении бутылки Может есть смысл пакетик силикагеля в бутылку закладывать?

делать лодку герметичной
в пробку вкручивать запрвочный клапан и немного поддуть баллоном с СО2

Углекислота - плохая идея. При повышенном давлении и пониженной температуре она прекрасно растворяется в воде и обычный конденсат превращается в угольную кислоту. Именно она делает бронзовые скульптуры зелеными, а медь превращает в малахит.

В бутылочную пробку как родной становится сосок для бескамерных колес. Лучше на эпоксидку.
Вся конструкция держит накачку до 3-4атм.
Конденсат легко сливается через пробку. Это меньше всего вызывает хлопот.

Единственное, что вызывает сомнения - способность 2,4 ГГц проникать по воду. Надо уходить на 27-35-40 МГц или делать выносную плавучую антенну.

Есть еще одно решение именно для подводных аппаратов. Перейти на УЗ канал управления. В радиусе до 100м прекрасно сдюжит УЗ тракт на 40…200кГц.
Транслировать со стандартного пульта ДУ РРМ сигнал на УЗ частоте. Для этого понадобится лишь простой УЗ генератор и датчик, погружаемый в воду и направляемый в сторону аппарата. Лучше всего подойдет готовый излучатель от эхолота.
Впрочем, наверняка это уже есть в пользовании у тех, кто серьезно занимается подводными аппаратами.

Есть еще одно решение именно для подводных аппаратов. Перейти на УЗ канал управления. В радиусе до 100м прекрасно сдюжит УЗ тракт на 40…200кГц.

Вопрос интересный. Но хватит-ли частоты УЗ для полноценного пропускания РРМ-пачки хотя-бы на 6 каналов? И как такая УЗ-система будет вести себя в цементном бассейне, где пускается большинство моделей ПЛ?

Для бассейна не имеет смысла. Тут лучше 27мГц ничего и не надо. Это для большой воды, для глубин в десятки метров.

На днях впервые столкнулся с такой проблемой. Пока плавал в чистой, и даже сильно мутной воде с песком все было нормально. Но как только задним ходом зарылся по уши моторами в песок, и случайно еще погазовал несколько секунд в режиме “земснаряда”, движки заклинило.
Понятно, что это нештатный случай, и при аккуратном плавании такого не будет, но решил не рисковать. Ведь аппарат делается для работы в неизвестных водоемах, и может всякое случаться.
Кроме того, выявилась еще неожиданная проблема. На водоемах многие купающиеся и рыбаки крайне не приветствуют режим глиссирования. Вернее наличие рядом шумных и быстроходных (опасных) плавающих средств.
В этой связи решил немного поменять концепцию построения экспериментального аппарата.
Решил отказаться от режима глиссирования, и заменить движки на менее шумные и “песконебоящиеся”.

Вспомнил, что уже несколько лет безотказно служит в качестве подводного “пылесоса” для очистки бассейна погружной насос на 12В.
Ни одного отказа. Ресурс неисчерпаемый. Ток около 3,5А. Не боится песка (на входе фильтр), работает тихо. Цена всего 600р.
И главное - создает хороший упор на выходе, как водомет.
Решил поменять движки в своем экспериментальном аппарате на пару таких насосов.

Так как проект носит развлекательно-познавательный характер для пляжной веселухи решил еще немного подправить концепцию.
Движки на бесколлекторных моторах будут заменены на пару погружных насосов. С регуляторами для коллекторных моторов.
Плавучесть будет снижена до небольшего превышения нулевого уровня, для облегчения динамического погружения.
Решил попробовать режим перебалансировки за счет смещения центра тяжести аппарата. Аккумулятор, составляющий треть общего веса будет перемещаться внутри корпуса, изменяя продольный крен папелаца.

Ну и для пляжной развлекухи будет добавлена съемная хрень - муляж плавника акулы. С режимом погружения на глубину должен получиться весьма натуральный эффект.😮

Движки на бесколлекторных моторах будут заменены на пару погружных насосов.

Не спешите их менять.
Чтобы в двигатель не попадал мусор, надо исключить проток воды через него.
Для этого достаточно заглушить вентиляционные отверстия на роторе.
По сути они образуют центробежный насос, который не только устраивает “сквозняк” в моторе, но и расходует 1/4-1/3 потребляемого тока.
Ну и дополнительно препятствует реверсу.
Я, в свое время, сразу поленился это сделать(см. фото, видно сквозь эти отверстия обмотку).
Пришлось потом делать вставки-заглушки изнутри, поскольку уже лень было переделывать конуса-обтекатели. 😃
Про саму лодку здесь

Полностью согласен, надо обязательно заглушать вентиляционные отверстия. Но не только в роторе, но и в статоре. В отличие от воздушного применения в воде и без этих отверстий будет хороший теплоотвод от обмоток. Даже залитых защитным слоем эпоксидки.
Но еще остается открытым боковой зазор между статором и ротором. В чистой воде, и тем более в бассейне это не страшно. Но, если лодка сядет в песок, то может засосать сюрприз.
Именно это и произошло у меня при последних испытаниях - поймал мелкие камушки сразу на обоих моторах. Пришлось их разбирать, заклинило.

Насосы-водометы по-любому хочу попробовать. Любопытно. Неубиваемее и доступнее.
Да и бюджетнее на круг получается. Готовый насос-водомет стоит 650-700р. Против БК моторчика с хорошим латунным винтом, да еще слесарно-токарными деталями.

Да и бюджетнее на круг получается.

Не всегда. Да и стоимость не все определяет.
Тут моторчик около 5$-

… Но, если лодка сядет в песок, то может засосать сюрприз…

Ежели принудительной прокачки нет, то не может.
Я не делаю аппаратов для бассейнов. 😃

Дык, в том то и дело, что в моем случае была принудительная прокачка. На мелководье аппарат уперся в дно, а я не углядел, и продолжал газовать. Пока не заклинило. …А боялся водорослей…