многофункциональный экспериментальный аппарат
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.
Чуть было не отдал в заказ на 3D принтере шаровое сопло в оправе, как пришло совсем простое решение, не требующее никаких сложных работ.
Двухмерное сопло выполняется с помощью кольца диаметром около 15мм, “подвешенном” на четырех стальных проволочных тягах от серв управления.
Внутри кольца резиновая трубка, нахлобученная на выходное сопло водомета.
И все.
Как показали испытания работы водомета, вполне достаточен ход тяг в каждой плоскости всего +/- 5мм.
Упс! Опять опоздал с затеей. Вот тут
на 10 секунде все наглядно видно.
Я специально замутил эту экспериментально-поисковую тему, чтобы попытаться найти какие-то нестандартные решения и конструктивы. И фиксировать в ней все свои диковинные варианты, приходящие в голову.
С водометным вариантом увы не сложилось. Все уже отработано до мелочей. И тут главное - хорошие материалы, малые зазоры, большие мощности, толстый кошелек.
У меня же прицел на бюджетное исполнение, простые и доступные материалы, отсутствие сложных деталей. Но готовый игрушечный водомет с АЛИ полный отстой с нулевым КПД.
Сейчас в голову пришел совершенно диковинный вариант игрового плав средства. Полностью герметичный без всяких дейвудов и отверстий под рулевые и прочие тяги. С БК мотором вне корпуса.
Управление за счет перемещения центра тяжести внутри аппарата. В основе та же герметичная “бутылочная” конструкция.
Идея пришла только сегодня утром, и надеялся, что к вечеру уже смогу выложить видео первых испытаний в ванной.
Но не уложился, все переносится на завтра.
Зато решил отдельно отметить основные нюансы подготовки БК моторов для использования в открытой воде.
Про это уже много писалось и спорилось. Отмечу свои наблюдения за несколько лет эксплуатации на разных конструкциях.
И тут есть несколько одинаково важных моментов, которыми нелья пренебрегать. Воспользуюсь фотками очередной бутылочной поделки.
Первое. Все обмотки и, особенно все внутренние пайки должны быть тщательно залиты эпоксидкой. Иначе будут ложные встречные импульсы в обратных цепях, приводящие к разносу регулятора, и его выходу из строя.
Второе. Необходимо закупорить ВСЕ вентиляционные отверстия в корпусе мотора, чтобы исключить попадание внутрь песчинок и металлических стружек. Мотор в воде отлично охлаждается, и ему не требуются эти отверстия. Более того, в воде мотор может работать со значительным перекалом по току, и отдавать бОльшие мощности.
Третье. Весь внутренний объем двигателя должен быть заполнен водо отталкивающей смазкой типа циатим или тосол.
Завтра постараюсь выложить описание оригинального папелаца.😃
Итак, сегодня собрал из веток и палок концепт-макет экспериментальной лодки с управляемым центром тяжести.
Использовались половинки от воды “Сенежская” емкостью 0,5л. Полное водоизмещение около 600г. Вес аппарата около 450г.
Бортовое питание 4S (16В), мотор 2ххх серии 1000об/В, спортивный винт 40мм.
Мотор не греется вообще, регулятор не выше 30-40гр.
Герметичность корпуса абсолютная. Даже не обнаружил ни капли конденсата. Правда, испытывал в ванной при комнатной температуре воды. В холодной воде могут быть капли на стенках.
Управляемость исключительная! При даже не максимальном наклоне корпуса происходит разворот на месте.
Тяга мотора/винта явно с перебором для данных весо габаритных характеристик папелаца. На форсаже иногда выпрыгивает из воды и еще умудряется пару раз провернуться вдоль продольной оси.
Надо делать компенсацию противовращения от винтов. Явно недостаточно запаса управления в сторону вращения винтов.
Обязательно нужна защита винтов. Достаточно в виде кожуха из той же пластиковой бутылки. По крайней мере при испытаниях в ванной. Иначе на ней гарантированы царапины.
К тому же это обеспечит хорошую защиту от винтов ребенка.
В целом проглядывается весьма драйвовый папелац - шустрый, верткий и с шлейфом брызг за кормой.
Надо еще для большего куража добавить на борт хорошую подсветку из светодиодов, включаемую отдельной командой.
К сожалению, из-за отсутствия помошника не получилось снять видео испытаний в ванной. Слишком уж все верткое и быстрое, не сподручно. Да еще опасаюсь ванну поцарапать.
Добавил на борт яркий прожектор для ночных заплывов. Бьет на несколько десятков метров узким лучом. Ввел режим “сейф файл” для него, чтобы автоматически включался при потере связи.
Это чтобы искать было легче в прибрежных камышах в случае отказа пульта управления.
Попробовал в ванной на минимальной скорости. Маневренность обеспечивает кружение на месте. yadi.sk/i/eFWIg_aS3Rp99P
Теперь буду думать над компенсацией контр вращения от винта, и над легким защитным кожухом винта.
Очень интересный проект. Желаю удачи. По моему вам стоит заменить ваши аккумуляторы на что либо более ёмкое. Те, что у вас на фото не отдадут и десяти процентов от того, что на них написано.
Абсолютно с вами согласен. Типоразмер 18650 в лучшем исполнении может отдать около 3000мАч.
Те, что у меня по тестам отдают около 900мАч. Первый признак “левоты” - малый вес.
В нормальном исполнении “потрохов” аккумуляторов их вес должен приближаться к 50г. Мои весят всего 35г.
Тем более в моей конструкции вес аккумуляторов первостепенен! Именно их нормальный вес смещает центр тяжести вниз. Без этого теряется устойчивость и управляемость.
Вы правы - таки придется раскошелиться на более дорогие 18650.
Можно было бы поставить “народную котлету” (4S 5000мАч), но тогда придется увеличивать общие габариты. Не хотелось бы для игрушки.
Здравствуйте гость.
Слежу за вашей темой по мере возможности.
У самого есть (был) такой проект на этом сайте forum.cxem.net, и здесь бала тоже тема rcopen.com/forum/f130/topic398057. Хотелось по подробнее об управлении по радиоканалу. Какие есть идеи по телеметрии, авто ориентация, авто курс и авто глубина. Ну так же сюда авто стабилизация.
Вот ссылка на видео с частично действующей телеметрией. Сделана на основе телеметрии для FPV полетов.
.
А вообще, есть такая глобальная идея, создать автономный подводный ROV аппарат.
forum.cxem.net/index.php?/topic/42543-батискаф-на-… Тут начинается моя эпопея…
Уважаемый praktik_1974, с большим интересом почитал про ваш проект. Серьезная задача для специалиста с большим опытом в данной области.
Увы, я лишь “гость” (начинающий) в данной тематике, и именно поэтому и ник себе такой выбрал. Для меня всяческие “плавалки”, впрочем, как и “ездилки” и “леталки”, лишь что-то вроде развлекухи в свободное время.
Поэтому каких-либо серьезных проработок по настоящей тематике не проводил.
Если б все же пришлось замахнуться на проект ROV аппарата, то однозначно бы делал свой дуплексный тракт обмена (управление/телеметрия) борта с берегом на УЗ, но никак не на низких радиочастотах. В пределах дальностей в несколько десятков метров это оптимально.
В состав бортовой электроники включил бы магнитный компас, трех осевые аксельрометры, обзорную (сферическую) эхолокацию, систему спасения, GPS систему в режиме перископного всплытия.
Никаких дейвудов, и прочих “дырок” в корпусе под всевозможные тяги и рули - только БК двигатели ходовые и маневровые в открытой воде.
Ну, и еще кое какие дилетантские наметки по самому конструктиву.
Только я весьма далек от серьезного засучивания рукавов. Просто к слову пришлось.
Я так же как и вы практически в одиночку занимался данным вопросом.
В данный момент идея остается актуальной, но немножко сдвинулась во времени. На то есть веские причины. Но близок тот час, когда все пойдет с новой силой. А пока, если вы не против, хочу присоединиться к вашему проекту. В обсуждении и разработке новых технических решений.
В месте как говориться веселее.
С ув. Иван.