تبیان، دستیار زندگی
هدف این پروژه آشنا نمودن شما با مفاهیم فیزیکی مهم مانند فشار دینامیکی، فشار استاتیکی، قانون برنولی و... و سپس راهنمایی نمودن شما برای ساخت یک هاورکرافت کوچک می باشد....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : سارا قیصری
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

هاورکرافت

نام پروژه: هاورکرافت

نوع پروژه: فنی

درجه سختی: دشوار

هدف پروژه:

هدف این پروژه آشنا نمودن شما با مفاهیم فیزیکی مهم مانند فشار دینامیکی، فشار استاتیکی، قانون برنولی و... و سپس راهنمایی نمودن شما برای ساخت یک هاورکرافت کوچک می باشد.

خلاصه پروژه:

در این پروژه پس از آشنایی با اصول علمی و تئوری مربوط به ساخت هاور کرافت، ساخت بدنه را شروع خواهید نمود و در مراحل بعدی محفظه شناوری و محل نصب موتور ها را آماده خواهید نمود. سپس بالشتک هوا و کانال هدایت هوا را می سازید و پس از نصب موتور ها و سیم کشی آن ها باطری را در محل مناسب نصب خواهید نمود.

وسائل مورد نیاز:

یونولیت با ابعاد 70× 50× 3

موتور 12DC ولت قوی برای بلند کردن هاورکرافت،

ملخ یا فن سانتر یفوژ

دو عدد موتور برای حرکت دادن هاورکرافت

دو عدد ملخ برای موتور های شماره 4

چوب بالسا: یک شیت 5mm و یک شیت 2mm

چسب آکواریوم

چسب قطره ای

چسب چوب

کاتر

سمباده

1- مقدمه

هاورکرافت (هوا ناو) وسیله ای است که می تواند روی آب، خشکی و یا حتی در باتلاق و مرداب نیز به راحتی حرکت کند. این وسیله با توجه به قابلیت های منحصر به فرد خود امروزه هوا داران بسیاری پیدا کرده است. هاورکرافت می تواند سریعتر و نرمتر از هر قایقی بر روی آب حرکت کند این وسیله در سال 1959 توسط "سر کریستو فر کوکرل" انگلیسی اختراع شد. او با عبور دادن هوا از بین دو قوطی خالی که داخل هم قرار گرفته بود ند نخستین آزمایشات خود را انجام داد و نشان داد که می توان با ایجاد لایه ای از هوا قوطی را بصورت معلق در آورد به صورتی که با فاصله کمی از سطح زمین شناور بماند.

هاورکرافتهاورکرافت

اساس کار این وسیله به این صورت است که خروج هوای حبس شده در زیر محفظه هاورکرافت باعث می شود تا این وسیله کمی از سطح زمین یا آب بلند شده و کف آن با سطح اصطکاکی نداشته باشد در نتیجه با نیروی کمی می توان جسم معلق را به حرکت در آورد. هاور کرافت های بزرگ معمولاً چند موتور دارند.

غالباً یک موتور برای بلند شدن و موتور های دیگر برای حرکت دادن استفاده می شوند البته در بعضی مدل های کوچک، هم برای بالا بردن و هم برای حرکات جانبی از یک موتور استفاده می شود.

هاورکرافت

یکی از مهم ترین مزیت های هاورکرافت این است که برای سوار و پیاده کردن مسافر و بار نیاز به اسکله ندارد و در صورتی که ساحل مناسب باشد به راحتی می تواند از خشکی وارد آب شده و از آب به خشکی برود.

هاورکرافتهاورکرافت

از دیگر مزیت های این وسیله می توان سرعت زیاد و مانور پذیری خوب آن را نام برد البته هدایت یک هاورکرافت مشکل تر از یک کشتی می باشد همچنین هزینه حمل و نقل با استفاده از هاورکرافت گران تر از هزینه جابجایی با کشتی است. تعمیر و نگهداری این وسیله نیز پر هزینه می باشد.

در این پروژه قصد داریم تا یک هاورکرافت کوچک درست کنیم که بتواند بر روی آب و خشکی حرکت کند. برای این کار ما ابتدا باید اجزا یک هاورکرافت و وظایف هر کدام از آن ها را بشناسیم.

مهم ترین قسمت هر هاورکرافت مجموعه بالا برنده آن است که بصورت ساده از یک پروانه و مجرای هدایت هوا تشکیل شده است که وظیفه آن تامین هوای مورد نیاز جهت بلند شدن هاور کرافت از سطح زمین می باشد.

هاورکرافت

پروانه می تواند یک ملخ یا یک فن گریز از مرکز (مانند پروانه داخل کولر های آبی) باشد، برای به حرکت در آوردن این پروانه می توان از یک موتور پیستونی، جت و یا الکتریکی استفاده نمود. به نظر شما چه راهی مناسب است؟ هر کدام از این راهها چه مزایا و معایبی دارند؟

هاورکرافتهاورکرافت
هاورکرافت

یکی دیگر از قسمت های هاورکرافت سیستم حرکت آن می باشد که حرکت به جلو، عقب و دور زدن را میسر می سازد. برای این کار نیز راههای مختلفی وجود دارد در بعضی از مدل ها از دو موتور و ملخ در طرفین استفاده می شود به این صورت که اگر رانش موتور ها در یک جهت باشد هاورکرافت به جلو و یا عقب (با توجه به جهت رانش موتور ها) حرکت خواهد کرد و در صورتی که جهت رانش موتور ها مخالف هم باشد هاورکرافت دور خواهد زد.

هاورکرافت

با استفاده از این روش و کنترل جهت رانش موتور ها می توان هاورکرافت را کنترل نمود. در هاورکرافت هایی که موتور الکتریکی دارند تغییر جهت رانش را می توان با تغییر جهت چرخش موتور ها تامین نمود در هاورکرافت های بزرگ که غالباً از موتور های پیستونی یا جت استفاده می کنند به جای تغییر دادن جهت چرخش موتور، گام ملخ (زاویه قرار گرفتن ملخ) را تغییر می دهند تا مقدار رانش تغییر کند.

هاورکرافت

در بعضی از مدل ها به جای دو موتور از یک موتور در وسط و یک سکان عمودی که می تواند جهت هوا و در نتیجه جهت رانش را تغییر بدهد استفاده می کنند شما چه راهی را پیشنهاد می کنید؟

هاورکرافت

یکی دیگر از قسمت های هاورکرافت که وظیفه مهمی دارد بالشتک هوا است. بالشتک هوا با حبس هوا در داخل خود و باد شدن باعث می شود تا هاورکرافت از سطح زمین ارتفاع بیشتری بگیرد و بتواند از روی موانع بزرگ عبور کند بالشتک هوا هم چنین باعث می شود تا حرکت هاورکرافت خیلی نرم تر گردد.

هاورکرافتهاورکرافت

محفظه شناوری

یکی دیگر از قسمت های مهم هاورکرافت می باشد که وظیفه آن شناور نگه داشتن هاورکرافت بر روی آب در مواقعی که موتور ها خاموش است می باشد تا اگر موتور ها به هر دلیل خاموش شد ند و یا خواستیم در جایی توقف کنیم هاورکرافت در آب غرق نشود و بتواند روی آب شناور بماند.

تمام قسمت هایی که نام برده باید بر روی جایی نصب شوند که بتواند آن ها را بخوبی در جا یشان نگه دارد و از آن ها بخوبی محافظت کند، پس بدنه نیز یکی دیگر از اجزا هاور کرافت می باشد.

قسمت هایی که نام برده شد قسمت هایی اصلی یک هاورکرافت می باشد در هاورکرافت های بزرگ قسمت های دیگری مثل سیستم تهویه مطبوع سیستم ناو بری و را دار و... وجود دارد.

بخش های یک هاورکرافت را در شکل زیر مشاهده می کنید:

هاورکرافت

نقاط نشان داده شده در شکل فوق عبارتند از:

1: فن های پیشران

2 و 3: سکان (باله)

4: فن بالا برنده

5: بالشتک هوا

6: پارکینگ ماشین

7 و 8: محل نشستن مسافرین

9: اتاق کنترل

2- مباحث علمی درباره نحوه عملکرد هاورکرافت:

در ابتدا شما را با چند تعریف مهم آشنا می نماییم:

نیرو (Force): عاملی که باعث کشش یا هل دادن می شود نیرو نام دارد و وقتی جسمی را می کشیم یا آن را هل می دهیم به آن نیرو وارد می کنیم. واحد نیرو در SI (سیستم بین المللی یکا ها)نیوتن (N) می باشد. N1 تقریباً برابر نیرویی است که یک وزنه 100 گرمی در روی زمین به علت وجود جاذبه به دست ما وارد می کند. نیرو را غالباً با حرف F نشان می دهند.

فشار (pressure): اگر مقدار نیرویی را که بصورت عمودی بر سطح وارد می شود بر مساحت جایی که نیرو بر آن وارد می شود تقسیم کنیم، مقدار فشار بر روی سطح به دست می آید و در صورتی که نیرو بر سطح عمود نباشد مۆلفه عمودی نیرو را (که از حاصلضرب cos کسینوس زاویه بین نیرو و خط عمود بدست می آید) بر مساحت تقسیم می کنیم تا مقدار فشار بدست آید.

هاورکرافت

بنا بر این اگر مقدار نیرو ثابت باشد هر چه سطح کوچک تر شودفشار بیشتر می شود به همین علت است که شما می توانید با فشار انگشت یک پونز را در میز فرو کنید ولی نمی توانید انگشت خود را در میز فرو کنید با وجود اینکه نیروی دست شما ثابت است. علت این مسأله این است که مساحت نوک پونز خیلی کم است و فشار در نوک ان بسیار زیاد می شود.

واحد فشار در SI پاسکال (pa) می باشد یک پاسکال برابر فشاری است که یک نیروی N1 به سطحی با مساحت یک متر مربع وارد می کند (N/m2) فشار را غالباً با p و سطح مقطع را با A نشان می دهند.

P = F/A

از فرمول p = F/A مقدار نیرو برابر فشار ضرب در مساحت بدست می آید: F = P× A مثلاً اگر فشار در داخل یک سیلندر و پیستون 100pa باشد و مساحت سطح پیستون 10/1 متر مربع باشد نیرویی برابر با 10N به پیستون وارد می شود و برای نگه داشتن پیستون باید نیرویی به اندازه 10N به آن وارد گردد مثلاً یک وزنه روی پیستون قرار دهیم تا نیروی وزن، پیستون را ثابت نگه دارد. حال اگر نیرو را ثابت نگه داریم و فشار را کمی بیشتر کنیم پیستون شروع به حرکت خواهد کرد.

تعریف سیال: هر ماده ای که شکل معینی نداشته باشد و شکل ظرف را بخود بگیردسیال نام دارد بنا بر این مایعات و گاز ها سیال اند.

قانون برنولی: قانون برنولی بیان می دارد که اگر کار بر روی سیال انجام نشود (به آن انرژی ندهیم مثلاً آن را به هم نزنیم یا نچرخانیم) همیشه مجموع انرژی های جنبشی و انرژی پتانسیل سیال مقداری ثابت است و اگر یکی از آن ها را زیاد کنیم از مقدار دیگری کم می شود و بلعکس، انرژی ها به هم تبدیل می شوند مثلاً اگر آب را از بالای یک سر سره به پایین به جریان بیندازیم از انرژی پتانسیل آن کم و به انرژی جنبشی آن افزوده می شود و آب در پایین سر سره سرعت می گیرد و یا مثلاً اگر شیر یک مخزن دارای هوای فشرده (اگر هوا را فشرده کنیم انرژی پتانسیل آن زیاد می شود) را باز کنیم از انرژی پتانسیل آن کم شده و هوا با سرعت زیاد از مخزن خارج می گردد و انرژی جنبشی آن افزایش می یابد.

فشار دینامیکی (Dynamic pressure):

فشاری است که تحت اثر سرعت ذرات سیال بوجود می آید و در صورتی که سیال ساکن باشد فشار دینامیکی آن صفر است فشار دینامیکی را غالباً به صورت pd = 1/2dv2 نشان می دهند که d جرم حجمی یا دانسیته (d = m/v m جرم, v حجم) و v سرعت سیال می باشد. وقتی که شما دست خود را از شیشه ماشین در حال حرکت بیرون می برید و می توانید فشار دینامیکی وارده به دستتان را احساس کنید. هر چقدر سرعت ماشین بیشتر شود شما فشار بیشتری بر دست خود احساس خواهید کرد. نیرویی که بر دست شما وارد می شود برابر است با فشار دینامیکی هوا ضرب در مساحت کف دست شما اگر با دست خود یک صفحه بزرگ را در مقابل جریان هوا قرار دهید نیروی بیشتری به دست شما وارد می شود البته وقتی که دست خود را از شیشه ماشین بیرون می برید خیلی مواظب باشید چون این کار خطر ناک است.

فشار استاتیکی (pressure static):

فشاری که بر اثر حرکات تصادفی و آزادانه مولکول ها یا اتم های سیال بوجود می آید، هر چه یک سیال را متراکم کنیم تعداد بر خورد های مولکول های آن بیشتر می شود و در نتیجه فشار استاتیکی بالا می رود مثلاً اگر بخواهیم جلوی یک تلمبه یا یک پمپ هوا را بگیر یم فشار وارد به دست ما فشار استاتیکی هوای فشرده شده در شیلنگ می باشد. فشار استاتیکی را با Ps نشان می دهیم.

فشار کل: به مجموع فشار استاتیکی و دینامیکی سیال فشار کل می گویند. P = Ps + Pd در واقع مقدار فشار دینامیکی یک سیال معرف مقدار انرژی جنبشی آن و مقدار فشار استاتیکی یک سیال بیانگر مقداری انرژی پتانسیل سیال می باشد. بنا بر این قانون برنولی را می توان به این صورت بیان نمود:

فشار کل یک سیال مقداری ثابت و برابر مجموع فشار دینامیک و فشار استاتیک یک سیال می باشد و اگر یکی از فشار ها زیاد گردد و مقدار فشار دیگر کم خواهد شد.

ثابت = فشار دینامیک + فشار استاتیک

3- محاسبات:

یکی از مهم ترین مسائل در طراحی هاورکرافت بدست آوردن مساحت کف می باشد برای تعیین ابعاد و مساحت کف دو مسئله را باید در نظر گرفت:

1- وزن هاورکرافت

2- ارتفاع شناوری (ارتفاعی که هاورکرافت از زمین بلند می شود، فاصله کف هاورکرافت تا زمین) این فاصله در حد چند سانتی متر است.

از فرمول F = P.A داریم که اگر وزن هاورکرافت ثابت باشد هر چه مساحت صفحه کف هاور کرافت بزرگتر شود فشار کمتری در زیر محفظه لازم است تا هاورکرافت از زمین بلند شود.

F = P.A

هاورکرافت

بنا بر این باید مساحت صفحه کف را تا حد ممکن بزرگ بگیریم البته برای این کار چند محدودیت وجود دارد اول اینکه بزرگ کردن صفحه باعث افزایش وزن می گردد و نیز از قانون پیوستگی جرم داریم: جرم هوای ورودی و خروجی برابر است.

m.) m. = dvA  را بخواهیم ام دات یعنی جرم گذر نده بر واحد زمان) هر چه مساحت کف را زیاد کنیم محیط زیاد می شود و چون سرعت و چگالی هوا تقریباً ثابت هستند برای ثابت ماندن m. به ناچار باید از ارتفاع شناوری کاسته شود (ارتفاع شناوری ×  محیط = مساحت خروج هوا A) تا جرم هوای ورودی و خروجی برابر شود.

از مطالب گفته شده نتیجه می گیر یم که از طرفی برای کاهش فشار باید مساحت کف را زیاد کنیم و از طرفی برای افزایش ارتفاع شناوری باید مساحت کف را کوچک بگیر یم که این مسئله باعث افزایش فشار زیر محفظه می شود و این موضوع روی ابعاد هاورکرافت تأثیر زیادی دارد.

به نظر شما فشار زیر محفظه هاورکرافت چگونه تأمین می شود؟

ملخ یا فن گریز از مرکز با انجام دادن کار بر روی سیال (چرخاندن هوا) به آن سرعت می دهد و فشار دینامیکی هوا را افزایش می دهد در حالیکه فشار استاتیکی ثابت باقی می ماند یعنی ملخ با انجام کار بر روی سیال مقدار انرژی کل را افزایش می دهد بعد از اینکه هوا ملخ را ترک کرد، قانون برنولی بر آن حاکم است (چون دیگر بر روی آن کار انجام نمی شود) حال اگر این هوا را که سرعت گرفته ساکن کنیم چه اتفاقی می افتد؟ فشار دینامیکی ناشی از سرعت کاسته شده و به فشار استاتیکی تبدیل می شود در حالیکه فشار کل ثابت است می دانیم که فشار کل درون یک کپسول برابر فشار استاتیکی آن است زیرا جایی که سرعت سیال صفر باشد فشار دینامیکی صفر است و تمام فشار ناشی از فشار استاتیکی است. با توجه به اینکه ملخ، تنها سرعت و در واقع فشار دینامیکی را افزایش می دهد و نه فشار استاتیکی را و اینکه هوا در زیر محفظه هاورکرافت تقریباً ساکن است فشار زیر محفظه هاورکرافت ناشی از فشار دینامیکی است که با ساکن کردن هوا به فشار استاتیک تبدیل شده است.

مثال: فرض کنید ابعاد کف یک هاورکرافت cm 30 ×  cm 50 باشد اگر وزن این هاورکرافت 5N باشد (تقریباً 500 گرم) حداقل سرعت هوایی را که ملخ باید به هوا بدهد تا این هاورکرافت از زمین بلند شود را حساب کنید.

هاورکرافت

هاورکرافت

می دانیم که مقدار انرژی جنبشی از رابطه( Kinetic Energy:Ek) Ek = mv2 بدست می آید اگر انرژی مصرفی یک دستگاه را بر زمان مصرف تقسیم کنیم توان P (Power) بدست می آید (واحد توان در SI وات W می باشد).

بنابراین می توان توان مورد نیاز را از حاصلضرب m0 در سرعت هوای خروجی از ملخ بدست آورد.

البته اگر بازده همه چیز را 100 در صد بگیر یم این مقدار توان برای بلند کردن هاور کرافت کافی خواهد بود به این توان تئوری می گویند می دانیم که هیچ دستگاهی بازده 100 در صد ندارد بازده یک ملخ خوب در حدود 85% بازده یک موتور الکتریکی حدود 95% و... می باشد همچنین در مجرای هوا مقداری افت انرژی داریم و این به این معنی است که توان واقعی مورد نیاز بیشتر از توان تئوری می باشد.

برای انجام محاسبات ازفرضیات زیر استفاده کنید: بازده ملخ مورد استفاده شما حدود 75% بازده موتور الکتریکی 85% و حدود 10% اتلاف انرژی در مجاری هوا.

حد اکثر فشاری که در زیر محفظه می تواند وجود داشته باشد برابر است با فشاری که ضرب در مساحت کف، برابر با وزن هاورکرافت شود زیرا اگر فشار بیشتر شود هاورکرافت از زمین بلند می شود و هوا خارج شده فشار کم می شود.

هاورکرافت
سرعت خروج هوا

و می دانیم که این فشار در واقع فشار دینامیکی ناشی از سرعت هوا است حال اگر سرعت هوای خروجی از ملخ را بیشتر کنیم به نظر شما چه اتفاقی می افتد؟

هاورکرافتهاورکرافت

اگر سرعت هوا را کمی بیشتر کنیم هاورکرافت از زمین بلند شده و هوا از زیر محفظه خارج می گردد.
وقتی هاورکرافت از زمین بلند شد (با توجه به قانون پیوستگی m0=dvA) تا ارتفاعی که m0 ورودی و خروجی برابر شود از زمین ارتفاع می گیرد.
(مساحت دایره ای به قطر ملخ)A ×  (سرعت خروج از ملخ)V ×  (جرم حجمی)= m0 ورودی

(مساحت خروج هوا= ارتفاع شناوری×  محیط)A أ— (سرعت خروج هوا از هاورکرافت)V × (جرم حجمی)d = m0 خروجی

m0 خروجی = m0 ورودی

حال با توجه به مطالب گفته شده و با استفاده از فرضیات بازده، توان تئوری و توان واقعی مورد نیاز هاورکرافت را در حالت حد اکثر ارتفاع شناوری محاسبه نمایید. (فرض کنید که V می تواند تا 2/1 برابر حد اقل سرعت مورد نیاز برای خنثی کردن وزن هاور کرافت افزایش پیدا کند) ارتفاع شناوری را بدست آورید (قطر ملخ را 7 inch بگیرید).

4- ساخت هاورکرافت

مراحل انجام کار:

1- ساخت بدنه: ابتدا یونولیت را به ابعاد مورد نظر ببر ید (ابعاد حدوداً50× 70× 3 تا 50× 40× 3) وسط یونولیت را پیدا کرده و برای مجرای هوای ورودی سوراخ کنید اگر از ملخ برای بالا بری استفاده می کنید به اندازه دایره ای با قطر ملخ و اگر از فن سانتر یفوژ استفاده می کنید به اندازه دهنه خروجی قاب فن سپس از سوراخ ایجاد شده تا لبه ها را به صورت یک فرو رفتگی بیضی شکل با انحنا کم خالی کنید این کار کمک می کند تا هوا بهتر در زیر هاورکرافت حرکت کند. لبه های یو نو لیت را حدود یک سانتی متر انحنا ندهید.

برای ایجاد انحنا می توانید از فر چه سیمی و تخته سمباده استفاده کنید.

هاورکرافت

2- موتور بالا بر را در جای خود به صورت مناسب نصب کنید. اگر از فن سانتر یفوژ استفاده می کنید تنها کافی است که قاب فن را محکم روی یو نو لیت بچسبانید اگر از ملخ استفاده می کنید باید یک تکیه گاه مناسب برای آن بساز ید برای این کار می توانید چند تکه چوب بالسا mm5 را روی هم بچسبانید و وسط آن را به اندازه موتور سوراخ کنید و موتور را با چسب به چوبها بچسبانید و چوب را به یک تکه چوب بلند و باریک (برای اینکه جلوی هوا را نگیرد) که طول آن از قطر ملخ بیشتر باشد، بچسبانید. سپس آن چوب را روی یو نو لیت بچسبانید تا موتور در جای خود محکم شود. دقت کنید که موتور کاملاً در جای خود محکم باشد و ملخ را در وسط سوراخ قرار گیرد. هر چقدر قطر سوراخ به قطر ملخ نزدیکتر باشد (فاصله سر ملخ تا لبه ها کمتر باشد) بهتر است چون تلفات کمتر خواهد بود.

هاورکرافت

حالا می توانید بلند شدن هاورکرافتتان را امتحان کنید. اگر موتور را روشن کنید هاورکرافت به راحتی از سطح زمین بلند خواهد شد.

3- ساخت بالشتک هوا:

به نظر شما فایده بالشتک هوا چیست؟ فرض کنید در هاورکرافت با ارتفاع شناوری یکسان داریم که یکی دارای بالشتک و دیگری بدون بالشتک است به نظر شما کدام هاورکرافت می تواند از روی موانع بزرگتر رد شود؟ کدام هاورکرافت نرم تر حرکت خواهد کرد؟ درست حدس زده اید. هاورکرافتی که دارای بالشتک هوا است به دلیل انعطاف پذیر بودن بالشتک می تواند از روی موانع بزرگتری رد شود.

برای ساخت بالشتک شما ابتدا باید مجرای ورود هوا را بساز ید. به دو روش می توان این کار را انجام داد به صورت دو قاب که کمی از هم فاصله داشته باشند (حدود یک سانتی متر) که بالشتک هوا از یک طرف به قاب بالایی و از طرف دیگر به قاب پایین می چسبد و قاب بالایی را به لبه یونولیت می چسبانید.

هاورکرافت
هاورکرافتهاورکرافت
هاورکرافت

هاورکرافت

و یا می توانید از دو قاب که در داخل هم (با فاصله 2cm) قرار گرفته اند استفاده کنید. واضح است که در این حالت یک طرف بالشتک به قاب بیرونی و طرف دیگر به قاب درونی باید چسبانده شود و سپس قاب بیرونی به لبه یو نو لیت چسبانده می شود. برای ساخت قاب ها بهتر است از چوب بالسا 2mmو برای ساخت ستون های فاصله از چوب بالسا 5میلی متراستفاده کنید.

هاورکرافتهاورکرافت

برای ساخت بالشتک ابتدا از کیسه زباله استفاده کنید و وقتی به حالت و شکل مناسب برای بالشتک رسید ید می توانید با استفاده از شکل بدست آمده به عنوان الگو، محفظه را از پارچه چتر (پارچه شمعی) بدوزید.

هاورکرافت

حالا می توانید شناوری هاورکرافتتان را دوباره امتحان کنید و تغییرات بوجود آمده به علت بالشتک هوا را حس کنید.

4- ساخت سیستم حرکت: اگر از ملخ برای سیستم شناوری استفاده می کنید وقتی که موتور را روشن کنید به پدیده جالبی بر خواهید خورد و آن گردش هاورکرافت به دور خودش می باشد به نظر شما علت این حرکت چیست؟ چه راه حلی برای بر طرف کردن آن پیشنهاد می کنید؟

طبق قانون سوم نیوتن برای هر عملی عکس العملی مساوی در خلاف جهت آن وجود دارد. عکس العمل گردش ملخ باعث گردش بدنه می شود. این مشکل را می توان در طراحی سیستم حرکت هاورکرافت بر طرف نمود.

با کمی زاویه دادن به موتور ها می توان این مشکل را بر طرف نمود.

به نظر شما چرا موتور ها باعث حرکت هاورکرافت به جلو می شوند؟ وقتی که ملخ هوا را به سمتی سرعت می دهد عکس العمل ناشی از آن باعث می شود تا هاورکرافت به سمت مخالف سرعت بگیرد.

اگر برای سیستم حرکت از یک موتور استفاده می کنید به ناچار باید برای دور زدن از یک سکان عمودی برای تغییر جهت دادن به هوا استفاده کنید.

هاورکرافت

اما اگر از دو موتور استفاده می کنید با تغییر دادن جهت دور موتور ها یا خاموش کردن یکی از آن ها می توانید دور بزنید.

هاورکرافت

برای نصب موتور ها می توانید پایه هایی به شکل زیر بسازید و آن ها را با دو قطعه واسطه به هم بچسبانید و موتور ها را با چسب قطره ای به چوب بالسا بچسبانید یا با استفاده از بست کمر بندی با سیم موتور ها را به قطعات واسطه ای محکم ببند ید اگر موتور های شما دارای پایه و قاب است نیاز به ساخت پایه ندار ید.

هاورکرافت

در هر صورت موتور ها را باید با زاویه مناسب جهت خنثی کردن گشتاور ملخ و محکم سر جا یشان نصب کنید. (زاویه نصب را می توانید با کمی آزمایش کردن به دست آور ید). اگر از یک موتور و ملخ استفاده می کنید باید مکانیزم مناسبی برای حرکت دادن سکان بساز ید سکان را می توانید با استفاده از سروو موتور (سروو موتور یعنی موتوری که زاویه گردش آن را می توان با کنترل تغییر داد) به حرکت در آور ید. سروو موتور را هم باید به صورت مناسب روی بدنه بچسبانید.

در اینجا کار ساخت هاورکرافت به پایان می رسد. در انتها لازم است باتری را نصب نموده و سیم کشی ها را انجام دهید. پس از اتمام سیم کشی ها و مطمئن شدن از عملکرد صحیح هاورکرافت ساخته شده، در صورت امکان آنرا به سیستم کنترل از راه دور مجهز نمایید.

تکلیف: به عنوان تکلیف از عملکرد هاورکرافت ساخته شده فیلم کوچکی تهیه نمایید و برای ما ارسال نمایید

منابع مطالعه: کتاب هاورکرافت چگونه کار می کند- محمد سالک- نشر امیرکبیر

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تنظیم: اعظم اژدری

مطالب مرتبط:

هاورکرافت

یك هاوركرافت چگونه كار می‌كند؟

همه‌چیز درباره هاورکرافت

کیت هاورکرافت