دومین دستاورد برتر دبیرستان یاسین

در هشتمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان

پژوهشگران جوان دبیرستان یاسین به مدیریت جناب آقای روح الله قنبری در هشتمین دوره جشنواره پروژه‌های دانش آموزی تبیان حضور داشتند. دانش پژوهان این دبیرستان با ساخت هاورکرافت توانستند مقام اول را در این دوره از جشنواره کسب کنند.

پارسا سلیمانی، پژوهشگر عزیزی است که این پروژه را با راهنمایی جناب آقای بیگی انجام داده اند. در زیر خلاصه ای از نحوه ی انجام این پژوهش را از زبان این دانش پژوهان می بینید.

هاورکرافت یا هواناو وسیله ای است که به وسیله ی ایجاد یک بالشتک هوا در زیر خود، اصطکاک موجود را کاهش داده و توانایی حرکت آسان و سریع بر روی آب یا خشکی را به دست می آورد. حرکت هاورکرفت بر مبنای اعمال فشار در قسمت زیرین آن است. در نتیجه نیرویی خلاف جهت نیروی وزن آن بر وسیله اعمال می شود که موجب جدا شدن آن از سطح می شود. هاورکرافت به طور کلی از اجزای زیر تشکیل شده است:

بدنه: در مدل ها اغلب از جنس یونولیت، فوم و چوب بالسا است و وظیفه ی آن نگه داشتن سایر قطعات هاورکرافت است.

دامن(skirt): این قسمت از هاورکرفت جهت محبوس کردن هوا در زیر هاورکرفت و ایجاد بالشتک هوا به کار می رود. افزایش مساحت زیر Skirt موجب افزایش نیروی اعمالی شده و هاورکرفت بیشتر از سطح جدا می شود. با توجه به کاربرد هاورکرفت و نیز امکانات ساخت، طرح های متفاوتی برای این قسمت وجود دارد.

موتور و فن: به طور معمول در هاور کرافت های مدل از دو موتور استفاده می شود. یکی که هوا را به سمت پایین می دمد و بالشتک هوا را ایجاد می کند (Lift fan) و دیگری موتوری که باعث حرکت هاورکرافت در صفحه افقی می شود (drive fan).

دانش آموزان عزیز این دبیرستان در گروه خود توانستند هاورکرافتی با سرعت و قدرت مانور بالا طراحی کنند و با استفاده از چوب بالسا آن را بسازند.

 محاسبات مهندسی

اطلاعاتی که کارخانه سازنده می دهد:

توان نامی موتور استفاه شده در Lift Fan  هاورکرافت:  200 وات

دور بر دقیقه به ازای هر ولت داده شده به موتور: kv   1100

ملخ استفاده شده در لیفت فن هاورکرافت: ( گام ملخ به اینچ و  گام ملخ به اینچ)

باتری مورد استفاده در هاورکرافت: 3cell-1500mAH-25C

این موتور به عبارت دیگر معادل یک کیلوگرم وزن را می تواند بلند کند.

طراحی مفهومی

ابتدا لازم است یک صفحه اصلی برای روی هاورکرافت درست شود. ما از این صفحه جای موتور و در صورت لزوم سروو و پایه موتور را در می آوریم. سپس باید یک جداره ایجاد کنیم. در این جداره ها باید سوراخ هایی ایجاد شود که از آن ها هوا گذشته و قبل از این که هاورکرافت ما از زمین بلند شود، اسکرت پر از هوا شود. همچنین جداره ها با مقداری فاصله از لبه صفحه اصلی نصب می شوند تا بین آن ها فضایی برای محبوس شدن هوا به جهت باد شدن اسکرت ایجاد شود.

سپس یک قاب دیگر درست کرده و در آن تعدادی سوراخ به منظور عبور هوا جهت پر شدن اسکرت ایجاد می کنیم. این قاب را زیر جداره ها می چسبانیم.

برای نصب لیفت فن یک پایه از جنس تخته سه لا درست می کنیم و روی صفحه اصلی نصب می کنیم. موتور روی این پایه پیج خواهد شد.

سپس به منظور کارکرد بهتر لیفت فن و هم چنین زیبایی طرح  یک داکت از جنس یونولیت ساخته و روی سوراخ لیفت فن قرار می دهیم. هم اکنون پایه درایو موتور و هم چنین سروو و رادر را وصل می کنیم.

برای ایجاد زیبایی و هم چنین ایجاد مکانی برای قرار دادن باتری و رادیو کنترل می نوانید یک محفظه روی مدل ایجاد کنید.

در مرحله آخر نوبت به نصب اسکرت می رسد. دوختن اسکرت سخت ترین قسمت کار است که معمولا به خیاط واگذار می شود. اسکرت ما در این مدل بین لبه ی خارجی صفحه ی اصلی و لبه ی داخلی قاب زیرین کشیده می شود.

فهرست قطعات

بالسا 3 میلی متر

کاتر

چسب یونولیت

موتور براش لس و اسپید کنترل و ملخ

رادیو کنترل هواپیمای مدل

باتری

سروو استاندارد یا میکرو

سیستم رادیو کنترل و موتور براش لس و سروو چیست؟

قبل از شروع کار بد نیست تا با نوعی از رادیوکنترل ها آشنا شویم که در هواپیماهای مدل استفاده می شوند. موتور سه فاز یا brushless موتوری توان بالا با بازده بالاتر از موتورهای معمول است که در مدل استفاده می شود و با باتری لیتیوم پلیمر(Li-Po) یا نیکل کادمیوم  (Ni- Cd ) که ظرفیت های بالایی دارند راه اندازی می شوند و در هواپیمای مدل پروازی قرار می گیرند. مبدل تک فاز باتری(DC) به سه فاز موتور قطعه ای است به نام اسپید کنترل (Speed control ) که به گیرنده ی رادیو نیز متصل می گردد و سرعت موتور را تنظیم می کند.

دیگر عملگری که استفاده می شود سروو( SERVO) است که موتور گیربکس داری است که از رادیو کنترل فرمان می گیرد و به گیرنده در هواپیما وصل می شود و اهرم ها را می چرخاند.

نقشه های دوبعدی

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی