МОБИЛЬНЫЙ ЛЕТАЮЩИЙ МОТОЦИКЛ
Секция: 10. Моделирование
XXVII Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»
МОБИЛЬНЫЙ ЛЕТАЮЩИЙ МОТОЦИКЛ
Представляю разработанный мною проект МЛМ (мобильный летающий мотоцикл), его техническое описание и возможности.
В основе моего проекта летательный аппарат «Трикоптер», созданный венгерскими инженерами. Венгерские инженеры реализовали фантастическую идею о летающем мотоцикле. Такой вид транспорта весьма популярен среди героев фантастических фильмов, однако теперь благодаря усилиям конструкторов персональный «Трикоптер» обрел вполне реальные формы. Летающий мотоцикл, получивший название “Flike”, устроен не слишком сложно. Основа конструкции — три парных винта, оснащенные электромоторами высокой мощности. Источником питания служат литий-полимерные батареи, их заряда хватает на сорок минут полета на крейсерской скорости. Сама конструкция весит около 230 килограммов, система управления компьютеризирована.
Рисунок 1. Трикоптер “Flike”
По словам разработчиков, маневренные характеристики «Трикоптера» довольно сильно напоминают вертолет. Правда, управлять и контролировать «Трикоптер» несравнимо проще.
В конструкции моего МЛМ — это колеса, винтовая система, корпус и система скрепления колёсно-винтовой системы с корпусом, компьютерная система управления.
Для этого проекта я поставил следующие задачи:
· Высокая маневренность: при весе в 50—100 кг (вес зависит от массы груза и количества аккумуляторов), маневренные характеристики МЛМ напоминают вертолет. Правда, управлять и контролировать МЛМ несравнимо проще, чем вертолетом.
· Время полета: от 30 до 120 мин (в зависимости от высоты подъема и мощности вращения винтовой системы).
· Легкий вес: данное требование исходит из трех предыдущих. Чем легче аппарат, тем проще ему менять направление полета.
· Польза: этот аппарат может облегчить работу МЧС службам, для разведывательных целей и медицинских служб.
Колесная система:
Колеса состоят из безвтулочной системы, такая система используется в некоторых байкерских мотоциклах.
Рисунок 2. Безвтулочная колесная база
В верхней части колеса проведена трубка с мотором винта. Принцип их будет основываться на электромоторах высокой мощности, под силой которого колеса будут вращаться.
Винтовая система и мотор:
Основа конструкции — четыре парных винта оснащенные электромоторами высокой мощности, как в венгерском проекте «Трикоптер».
Рисунок 3. Винтовая часть в колесной базе МЛМ
Винтовая часть устанавливается в колесной базе МЛМ. В каждом колесе МЛМ находятся два винта, которые будут вращаться против друг друга, как в системе вертолетов.
Корпус:
Состоит из материала-аэрогеля, который производят в нижегородской области, он не портится и не стирается около 50-ти лет, очень легкий и прочный материал.
В корпусе находятся три отсека:
В первом отсеке находится аккумулятор:
1) Новые гибкие батареи на основе алюминия заряжаются всего за одну минуту.
Первый высокопроизводительный алюминиевый аккумулятор был создан специалистами Стэнфордского университета. Он сочетает в себе такие качества, как долговечность и чрезвычайно быструю зарядку. Метод его производства экологичнее и безопаснее, чем технологии щелочных или литиевых батарей. К тому же новая батарея весьма гибка, а процесс её производства, по заверениям её создателей, относительно недорог, поскольку алюминий дешевле лития.
Алюминий-ионный аккумулятор состоит из двух электродов — алюминиевого анода, и графитового катода, а также жидкого ионного электролита. Основой электролита являются соли алюминия, поэтому аккумулятор в целом безопаснее литий-ионных батарей, которые могут быть причиной возникновения пожара.
На демонстрационном видео показано, что даже рассверливание аккумулятора не приводит к пожару, а сам аккумулятор при этом продолжает работать некоторое время, как ни в чем не бывало.
В то время как зарядка литий-ионного аккумулятора может занять несколько часов, новая батарея имеет беспрецедентное время зарядки — одну минуту.
2) Или можно использовать литий-полимерные батареи.
Второй и третий грузовые отсеки — это отсеки для груза (огнетушитель, лопата, и т. д).
Система скрепления колесной базы с крыльями корпуса:
Скрепление происходит скреплением крыла корпуса и колесной базой. Эта система будет плавно переходить из положения мотоцикла в положение летательного аппарата. Колесная система будет раздвигаться параллельно друг другу.
Система устойчивости МЛМ в режиме подъема:
Для подъема используются пневматические амортизаторы, амортизаторы сжимаются поднимая колесные базы на небольшое расстояние в верх, при этом аппарат МЛМ будет опираться на основание корпуса. После чего в колесной базе начинаются вращаться винтовые системы. Постепенно, раздвигаясь, колесные базы принимают конечное горизонтальное положение. И амортизаторы возвращаются в разжатое состояние.
Рисунок 4. Общий вид МЛМ
Рисунок 5. МЛМ в режиме подъема
Для выполнения экспериментальных полетов и продолжение исследовательской работы будет изготовлена уменьшенная модель МЛМ, выполнены технические расчеты для определения подъемной массы до 500 кг.
Подобная конструкция «летающий мотоцикл» может быть использована при выполнении спасательных работ в группе МЧС, в военно-разведывательных операциях и доставка срочных грузов в труднодоступные места.