многофункциональный экспериментальный аппарат
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…
Движки на бесколлекторных моторах будут заменены на пару погружных насосов. С регуляторами для коллекторных моторов.
Этот вариант обсуждался в теме про карповый кораблик, но там оно не дошло до практического воплощения. Насколько я помню - по причине недостаточной тяги. В данном проекте это решение может оказаться гораздо интереснее.
Насколько я помню - по причине недостаточной тяги.
И очень низкого общего КПД.
И очень низкого общего КПД.
Увы, приходится жертвовать одним ради другого. Совсем не хочется лезть в холодную воду, если снова заклинит.
А бесколлекторные движки сохраню для бассейновых девайсов. Идеальный вариант для чистой воды.
Принес курьер пару насосов.
Бьют струей в несколько метров. Ведро (в одиночку) осушают в десяток секунд.
Диаметр 50мм, длина 140мм, вес 355г, вытесняемый объем 280см.куб. Соответственно, вес в воде около 75г.
Возник вопрос, как измерить тягу, и главное - какой она должна быть для выбранного варианта “бутылочного” конструктива?
Какая получится максимальная скорость в надводном и подводном положениях?
Как будет работать изменение крена перебалансировкой?
Проще собрать и попробовать.
Несущая бутылка будет примерно емкостью 1л. Аккумулятор с остальными потрохами тянет 700-750г, моторы в воде 150г.
Запас плавучести около 150г.
Продолжаю потихоньку. К сожалению, медленнее, чем хотелось бы.
Сделал конструкцию более компактной под бутылку 1л. Идеально подходит бутылка от КокаКолы.
Получается весьма прочная и надежная конструкция, способная погружаться и идти на глубине 2-3м (до потери связи). Хотя используемый бутылочный корпус позволяет и до 10м.
При потере связи автоматически уменьшается глубина погружения до восстановления приема сигнала. За счет небольшой положительной плавучести идет медленное всплытие.
Мощный свет позволяет отслеживать место подводного нахождения аппарата без всплытия.
Сделал перемещаемый центр тяжести за счет продольного перемещения аккумулятора. Пока попробовал только на суше.
yadi.sk/i/SpcKt_WP3MVD2k
Итак, кое-что пришлось переделать.
Перешел на бутылку 2л, поставил внутри пластиковую трубу по всей длине, заменил моторы на погружные насосы.
В таком виде корпус может держать давление до 3-4атм (30-40м). Но мне это не требуется. Да и управление по 2,4гГц на такую глубину не пройдет. Максимум подводный ход или нырки на глубину в пару метров.
При потере сигнала включается файл-сэйф, и аппарат автоматически уменьшает глубину до начала приема сигнала, и включает лампу. Это на случай, если запутается в водорослях или сети, чтоб можно было его увидеть.
Герметичность идеальная. Ровно такая же, как у обычной пластиковой бутылки с завинченной пробкой.
Небольшой конденсат в виде единичных капелек остается между каркасной пластиковой трубой и “пузатой” частью бутылки. Достаточно просто отвинтить пробку и слить.
Включение питания тумблером через эту же пробку.
Небольшой фрагмент в ванной. yadi.sk/i/5qiXaAVa3N2sQT
Сейчас надо доработать эхолот для “дальнобойной” передачи данных, и начну исследование глубин местных карьеров.
Также на борт может ставиться WiFi камера в герметичном боксе.
А вот как оно плавает под водой yadi.sk/i/X5swVDML3N3EuD
Что еще весьма удачно в представленной конструкции. Очень легко регулируется плавучесть под конкретно выполняемую задачу - раздвижением половинок бутылки и фиксация их в нужном положении внешним хомутом.
хмм погружной насос весьма похож на внешний бензонасос с автомобиля , как вариант , но не скажу за его работоспособность , длительную, в воде
У погружного насоса очень хорошие герметизация и охлаждение. При работе мотор находится в проточной “рубашке”.
Качает с глубины до 5м. На выходе “выхлоп” с хорошим упором. Хорошо управляется простым коллекторным регулятором.
У меня такой насос проработал на очистке бассейна несколько лет, и сейчас не замечаю у него никаких признаков износа.
Да и, если что, новый стоит 500-600р.
Подведу итог.
Сегодня поплавали немного на местном карьере.
К герметичности, прочности и управляемости аппарата замечаний нет. Все получилось, как и задумывалось. Можно считать, что исходная задача реализована успешно.
Глубина потери сигнала бенда 2,4гГц без дополнительной внешней антенны около 50-60см. При этом срабатывает защитное отключение двигателей, и аппарат начинает потихоньку всплывать до момента схватывания сигнала.
Из-за этого движение на глубине в режиме погружения идет прерывистыми нырками.
Что ожидаемо выявилось.
Девайс хорош лищь для ближней развлекухи. В бассейне, или в открытой воде в пределах нескольких десятков метров.
Как только увеличиваешь дистанцию, особенно в режиме неглубокого погружения, практически полностью теряешь визуальный контроль управления.
Приходится сильно напрягаться, чтоб понять, куда сейчас идет аппарат.
Несколько сложно по-началу удерживать прямолинейное движение двумя двигателями с раздельными ручками газа. Но достаточно быстро к этому привыкаешь, и начинаешь чувствовать баланс прямолинейного движения.
Аппетит приходит во время еды.
Стало ясно, что для заплывов на сотню метров и более, и в первую очередь в подводном режиме, совершенно не обойтись без автоматического удержания требуемой глубины хода, и без передачи пилоту информации о текущей ориентации аппарата.
Просится установка на борту электронного компаса и барометра (глубиномера) с передачей их показаний пилоту. Это все реализуемо в рамках типовых решений радиоуправляемых леталок с телеметрией.
Даже можно отказаться от передачи данных по глубине, и использовать фиксированную глубину подводного хода. Например, 30-50см. При этом практически не слышен звук работы движков даже вблизи. И режим подводного хода получается полностью незаметным.
Это я примеряюсь для пляжно-развлекушечных приколов в купальный сезон. Всплывать в зоне купания плавником акулы (головой Лохнеского чудовища), и снова уходить на глубину.😃
Увы, совсем нет уверенности, что кто-то еще хоть чем-то занимается в этой тематике, тем не менее …
При использовании бесколлекторных двигателей в открытой воде помимо ржавления подшипников и разрушения лакового покрытия обмоток, не меньшую опасность представляет собой попадание песка и мелких камушков внутрь между ротором и статором. А иногда даже мелких металлических фракций, попадающихся в песке.
Это приводит к заклиниванию и необходимости разборки движка.
Рекомендую помимо обязательной заливки обмоток эпоксидкой или компаундом закрывать все внутренние полости двигателя, а сами полости плотно заполнять легкой водоотталкивающей смазкой типа циатима.
Для этих целей я обтягиваю подходящей термоусадочной трубкой ротор двигателя с обязательным нахлестом в несколько мм на статорную часть. Это не мешает вращению, так как остается небольшой зазор между трубкой и статором.
Зато полностью исключает попадание внутрь песчинок размером более сотых долей мм.
После отработки “герметизации” бесколлекторных двигателей (предыдущий пост) снова вернулся к двух моторной винтовой схеме (взамен погружных насосов). Это гораздо более экономичный вариант.
Но от “бутылочной” технологии герметизации отказываться не буду. Оказалась идеальным вариантом в моих конструкциях.
Сейчас спущен со стапелей очередной гадкий утенок аппарата для подводной (надводной) съемки и замеров глубин водоемов. Он совсем не похож на традиционные плав средства, но меня это особо не озадачивает. Они отдыхают по своим параметрам.
Пока не начался очередной плавательный сезон по заявкам внуков решил замутить новую тему. Поставить на стапели небольшую детскую лодочку специально для городских фонтанов и дачных бассейнов. С возможностью маневрирования и хода под водой специально для морских боев, соревнований и фигурного вождения.
Решил примериться к готовому водометному двигателю для детских моделей. ru.aliexpress.com/item/New-1...311.0.0.ZNx0Rs
Как раз на днях пришли с Али два таких движка.
Собрал простенький макет для пробы.
Но только предварительно заменил в водомете коллекторный моторчик на БК.
Попробовал ход в ванной. yadi.sk/mail/?hash=Km6U95dZM...rc28uWZFiSM%3D
В целом для игрушечной задачи подходит. Особенно понравилось, что при минимальных углах отклонения сопла водомета (примерно +/-15гр) лодочка достаточно верткая, и даже может крутиться на месте.
Однако, в моем проекте предполагается режим ныряний и подводного хода лодки.
Для этого планирую некоторую доработку водомета. Сделать выходное сопло подвижным в двух плоскостях, чтобы управлять вектором тяги и в вертикальной плоскости.
Лодка планируется в герметичном исполнении и плавучестью близко к нулевой.
Поэтому при изменении вектора тяги в вертикальной плоскости будет возможно уходить под воду, и выходить на надводное плавание.
Хочу попробовать заменить штатное выходное сопло двигателя на двух плоскостное.
Решил остановиться на шаровом варианте управления выходной струей. Что нужно сделать вроде как очевидно. Но пока совсем непонятно, как это сделать, и из каких материалов.
Конструктив двух плоскостного поворотного сопла видится примерно таким, как на эскизе.
Если кто что сможет подсказать, буду признателен.