Как сделать макет дирижабля
Олли — автономный рободирижабль
«Я понял одну нехитрую истину. Она в том, чтобы делать чудеса своими руками.»
© А. Грин «Алые Паруса»
Олли — open source автономный рободирижабль, живущий в человеческой среде обитания. Олли — наблюдатели, исследователи окружающего мира. Когда Олли слышат голоса, они начинают возбужденно махать крыльями, чтоб выразить свою крайнюю дружелюбность. Олли хочет знать о людях и жаждет их внимания.
Олли доступен для DIY-еров, художников, дизайнеров и студентов под лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License.
У Олли есть мозги на Arduino, крылья чтоб летать и микрофон для прослушивания. В этой инструкции я научу вас как построить своего Олли. Пожалуйста, присылайте свои вопросы, предложение, твиты и все такое прочее на http://www.meandollie.com/. Спасибо!
Шаг 1. Собираем комплектующие
Шаг 2. Плата
Шаг 3. Делаем крылья
Согните проволоку таким образом, чтоб получилось 2 одинаковых скелета крыла. Не делайте их слишком большими, чтоб минимизировать вес, все-таки Олли предстоит летать. Чтобы закрепить концы используйте эпоксидный клей.
Приделайте крепления для сервоприводов к концам крыльев, а затем изолируйте с помощью эпоксидного клея. При необходимости дополнительной изоляции — используйте клейкую ленту.
Прикрепите крылья к сервоприводу. Затем присоедините к приводу провода.
Шаг 4. Работа с двигателями
Подключите контрольные провода сервопривода цифровыми выводам 2 и 4 к 5В питания и земле на макетной плате или/и к Arduino Uno (для тестирования).
Загрузите базовую программу, чтобы проверить, что проводка работает и крылья двигаются с одинаковой скоростью.
Если крылья не двигаются, проверьте целостность цепи, изолируйте соединения и повторите запустить приводы снова. Если же схема работает корректно, подготовьте её для подключения к Arduino Mini Pro.
Вставьте сервоприводы через небольшие пластиковые чашки (они будут полезны для крепления крыльев к шару и маскировки моторчиков). Убедитесь, что движению крыльев ничто не препятствует.
Шаг 5. Крепление крыльев к дирижаблю
Разметьте метровый майларовый шар в тех местах, куда будут крепиться крылья. Отметки должны быть прямо на противоположных сторонах шара, чтобы обеспечить балансировку дирижабля в полете.
Покройте чашки майларовой пленкой с помощью клеевого пистолета.
Затем наполните шар гелием.
Теперь закрепите чашки с сервоприводами на шаре с помощью изоленты. Пускай провода свободно висят.
После покройте изоленту майларовой пленкой.
Шаг 6. Подключаем микрофон
Подключите микрофон к Arduino Uno так, как показано на картинке с помощью двух резисторов: на 3,9КОм и 4,7КОм. Контрольный провод должен быть подключить к аналоговому пину 2 на Arduino. Резисторы используются для усиления сигнала микрофона, так что убедитесь, что подключили их правильно.
Светодиод подключите к 13 цифровому пину на Arduino.
Запустите эту (http://pastebin.com/xVXSEQYs) программку на Arduino, чтобы убедиться в корректности работы соединения. Светодиод должен загораться, когда звуковой сигнал перейдет определенный порог. Пороговое значение должно соответствовать нормальному или громкому звуку. Если светодиод не загорается, проверьте, что все подключено правильно и «поиграйтесь» с константами в программе.
Шаг 7. Сборка
Соедините всё по схеме. Прикрепите переключатель и батарею к плате. Припаяйте провода и изолируйте термоклеем.
Загрузите программу (http://pastebin.com/crtvLn1w) в Arduino Pro Mini через FTDI-кабель или через плату-адаптер.
Паяйте соединения Arduino Pro Mini очень аккуратно и в соответствии с электрической схемой.
Закрепите плату к нижней части шара с помощью небольшого количества фольги или изоленты.
На данный момент плата должна быть достаточно легкой, чтобы шар смог её поднять или хотя бы просто удержать шар в равновесии. Если плата слишком легкая, добавьте вес с помощью глины.
Шаг 8. Олли летает!
Олли готов летать. Включите переключатель, чтоб запитать Arduino Pro Mini от батареи. Олли будет махать крыльями, если будет слышать голоса или просто громкий шум. Теперь Олли будет приносить на своих крыльях радость и счастье окружающим людям.
Присылайте собственные эксперименты, твиты, предложения, пожелания и комментарии на www.meandollie.com. Олли любит заводить новых друзей.
Шаг 9. Полезные советы
Всё добавляет вес, так что обращайте внимание на то, какие используете материалы. Если же веса не достаточно, можно использовать, например, глину.
Если у вас нет полимерной литий-ионной батареи 850-900мАч, то замена ей должна быть не более
Гелий выходит из майларового шара достаточно медленно, так что Олли сможет летать 1,5-2 дня без дозаправки.
Проверьте цепь на макетной плате или Arduino Uno прежде чем подключать, а тем более паять на Arduino Pro Mini.
Будьте осторожны при пайке Arduino Pro Mini, чип можно очень легко спалить.
Проверьте сервоприводы и убедитесь, что крылья ориентированы правильно, а также двигаются в зеркальном направлении.
Внесите изменения в код, если того потребует помещение, в котором будет летать Олли.
Для просмотра онлайн кликните на видео ⤵
Дирижабль своими руками из бумаги Подробнее
2 Летающие поделки из бумаги! (Легко!) Подробнее
Как сделать Дирижабль летающий от солнца Подробнее
Почему запретили дирижабли, хотя они лучше самолетов? Подробнее
Дирижабль из бумаги Подробнее
Дирижабль Цеппелин из бумаги Подробнее
Поделка из бумаги. Дирижабль, когда его бросить с высоты, падая красиво крутиться Подробнее
крутой ролик про ОРИГАМи Подробнее
Как сделать летающий самолёт из бумаги Подробнее
Как сделать голубь мира из бумаги.Оригами. Подробнее
Дирижабль для GoPro. Часть 1: собираю стабилизатор, двигатели, радиоуправление и варю оболочку Подробнее
Как сделать дерижабль из бумаги Подробнее
Как сделать летающий диск из бумаги DIY Оригами игрушка Поделки своими руками Подробнее
Индивидуальный проект “Дирижабль – назад в будущее”
Экономия затрат на перевозку грузов в труднодоступные регионы Российской Федерации. Россия является самой большой по территории страной мира. При этом её северные регионы, а также Западная и особенно Восточная Сибирь заселены очень слабо. Расстояние между небольшими городами и посёлками очень велики. В ряде этих мест железнодорожные сообщения полностью отсутствуют, а сеть автомобильных дорог развито очень слабо. Поэтому перевозка грузов затруднена и осуществляется главным образом морским, речным или воздушным транспортом (в зависимости от местоположения). Доставка речным и морским способам производится только в летнее время, т.е. носит сезонный характер. А доставка грузов самолётами или вертолётами обходится очень дорого и требует наличия оборудованных аэродромов. Это не позволяет осуществлять круглогодичное снабжение населенных пунктов всем необходимым для их нормальной жизнедеятельности (топливом, свежими овощами и фруктами, товарами широкого потребления и т.д.) в связи с огромными затратами на их перевозку. Поэтому для этих регионов наиболее оптимальным вариантом является доставка грузов автономными дирижаблями, которые позволяют снизить затраты в разы по сравнение с приведёнными выше вариантами.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Муниципальное образовательное учреждение
“Средняя общеобразовательная школа №4 г. Всеволожска”
Индивидуальный проект на тему:
“Дирижабль – назад в будущее”
Руководитель проекта: Чмутова Людмила Владимировна
Выполнил: Азаров Иван Михайлович
Обучающийся 10“Б” класса
Актуальность проекта: Экономия затрат на перевозку грузов в труднодоступные регионы Российской Федерации. Россия является самой большой по территории страной мира. При этом её северные регионы, а также Западная и особенно Восточная Сибирь заселены очень слабо. Расстояние между небольшими городами и посёлками очень велики. В ряде этих мест железнодорожные сообщения полностью отсутствуют, а сеть автомобильных дорог развито очень слабо. Поэтому перевозка грузов затруднена и осуществляется главным образом морским, речным или воздушным транспортом (в зависимости от местоположения). Доставка речным и морским способам производится только в летнее время, т.е. носит сезонный характер. А доставка грузов самолётами или вертолётами обходится очень дорого и требует наличия оборудованных аэродромов. Это не позволяет осуществлять круглогодичное снабжение населенных пунктов всем необходимым для их нормальной жизнедеятельности (топливом, свежими овощами и фруктами, товарами широкого потребления и т.д.) в связи с огромными затратами на их перевозку. Поэтому для этих регионов наиболее оптимальным вариантом является доставка грузов автономными дирижаблями, которые позволяют снизить затраты в разы по сравнение с приведёнными выше вариантами.
Цель: Обоснование целесообразности использования автономных дирижаблей для доставки грузов в труднодоступных местах.
1)Подбор информации о стоимости доставки грузов в труднодоступные регионы разными видами транспорта, используемыми в настоящее время.
2)Изучение стоимости доставки грузов дирижаблями в прошлом и в настоящее время.
3)Разработка требований к характеристикам автономного дирижабля.
4)Разработка принципиальной конструкции и способу применения автономного дирижабля.
5) Изготовление модели дирижабля.
6) Оценка стоимости перевозки грузов автономным дирижаблем.
Практическая значимость: Возможность круглогодичной доставки грузаво все труднодоступные районы и удешевление её стоимости.
Объект и предмет исследования: Автономный дирижабль.
1)Анализ стоимости доставки грузов в труднодоступные места Российской Федерации, существующими в настоящее время способами.
2)Подбор информации о стоимости доставки грузов дирижаблями.
3)Изучение конструкции дирижаблей прошлого, их достоинстваи недостатки.
4)Изучение конструкции современных дирижаблей.
5)Разработка принципиальной конструкции автономного дирижабля и основных принципов его работы.
Задачи и методы исследования практически повторяются.
Проблематика перевозки грузов в труднодоступные районы Российской Федерации:
Существующие в настоящее время виды перевозки грузов в труднодоступные районы Российской Федерации:
1.Северный морской путь.
Сначало их все перечислить, а потом всети о них рассказ!
Эта система обслуживает крупные промышленные предприятия и комплексы субарктических и арктических территорий РФ такие, как, например, горно-химический и горно-металлургический комплексы, которые находятся на Кольском полуострове, также нефтегазовый Западно-Сибирский комплекс и другие.
5) Сокращенный навигационный период (4 месяца).
3) Труднодоступность к конечным пунктам потребления.
4) Невысокая сохранность груза.
5) Небольшое количество перевозчиков в железнодорожном транспорте
6) Высокая сложность и дороговизна строительства железнодорожных путей в условиях вечной мерзлоты. Низкая надёжность из-за возможных протайки вечномёрзлых грунтов в местах прокладки железной дороги.
3. Автомобильные перевозки.
6) Высокая стоимость содержания автомобильных дорог.
4. Авиационные перевозки.
История использования для доставки грузов, аппаратов легче воздуха:
Воздухоплавание — это полет на аппаратах легче воздуха.
Первыми аппаратами легче воздуха были аэростаты. Аэростатом называют устройство, использующее для подъема архимедову – выталкивающую – силу. Это летательный аппарат, снабженный оболочкой, заполняемой горячим воздухом либо газом, имеющим меньшую плотность, чем окружающая атмосфера.
Различие в плотности газа внутри и снаружи оболочки обуславливает перепад давлений, благодаря чему и возникает аэростатическая выталкивающая сила. Это пример действия закона Архимеда.
Потолок подъема летательных аппаратов легче воздуха определяется объемом и упругостью оболочки, способом ее наполнения и атмосферными факторами – в первую очередь падением плотности воздуха с высотой.
Аэростат – это общее название целого класса летательных аппаратов. В первую очередь все аэростаты делятся на неуправляемые (воздушные шары) и управляемые (дирижабли). Существуют также привязные аэростаты, используемые в разных областях для решения тех или иных специальных задач.
Воздушные шары. Принцип полета воздушного шара не подразумевает возможности управления летательным аппаратом в горизонтальной плоскости. Шар не имеет двигателя и рулей, следовательно, его пилот не может выбирать скорость и направление своего полета. На шаре возможно регулирование высоты при помощи клапанов и балласта, а в остальном его полет – это дрейф по воздушным потокам. По типу наполнителя различают три вида воздушных шаров:
Дирижабли (по-французски dirigeable – «управляемый») – это летательные аппараты, конструкция которых включает силовую установку и элементы управления. В свою очередь, дирижабли классифицируют по многим критериям: по жесткости оболочки, по типу силового агрегата и движителей, по методу создания выталкивающей силы и так далее.
Первым летательным аппаратом легче воздуха, успешное испытание которого было запротоколировано официально, стал воздушный шар братьев Жозефа-Мишеля и Жака-Этьена Монгольфье. 5 июня 1783 г. этот шар совершил полет над французским городком Анноне, преодолев 2 км за 10 минут. Максимальная высота подъема составила около 500 метров. Оболочка шара была холщовой, оклеенной изнутри бумагой; в качестве наполнителя использовался дым от сжигания мокрой шерсти и соломы, долгое время после этого называвшийся «монгольфьеровым газом». Летательный аппарат, соответственно, получил название «монгольфьер».
Первый дирижабль. Попытки создать управляемый в горизонтальном полете воздушный шар стали предприниматься практически сразу после первых полетов монгольфьеров и шарльеров. Ж. Менье предложил придать летательному аппарату эллипсоидную форму, двойную оболочку с баллонетом и оснастить его пропеллерами, приводимыми в движение мускульной силой. Однако для осуществления этой идеи требовались усилия 80 человек…
Долгое время после полета первого дирижабля инженеры старались добиться оптимального сочетания мощности и веса двигателя, улучшить конструкцию оболочки и гондолы аппарата. В 1884 г. на дирижабль удалось поставить электрический двигатель, в 1888-м – бензиновый. Дальнейший успех дирижаблестроения был связан с разработкой машин с жесткой оболочкой.
Наиболее совершенными дирижаблями прошлого были Цеппелины (по имени немецкого изобретателя и конструктора графа Фердинанда фон Цеппелина).Они широко использовались для перевозки пассажиров и грузов на дальние расстояния. Так дирижабль «Граф Цеппелин» за девять лет эксплуатации провёл в воздухе около 17 200 часов, совершил 590 полётов в разные страны мира, преодолел почти 1,7 млн. км, перевёз 13 110 пассажиров и около 70 т грузов и почты; при этом он 143 раза пересёк Атлантический океан и 1 раз — Тихий.
1.Использование дирижабля для доставки грузов.
Эффективность дирижабля существенно зависит от его размеров. Один кубометр гелия при обычном атмосферном давлении обеспечивает подъем одного килограмма груза. Значит, для подъема 10 тонн полезной нагрузки, с учетом собственного веса дирижабля, требуется наполнить оболочку примерно 20 тыс. кубометрами гелия. Это требование основывается на том, что небольшие по объему газа дирижабли имеют низкие характеристики по весу коммерческого груза. Только летательный аппарат с объемом не менее 60 тысяч кубометров может поднять вес от 12-15 тонн. То есть вес одного грузового контейнера.
Отрасли экономики, для которых транспортные дирижабли могут представлять особенно большой интерес:
— Доставка бурового оборудования к месту работы и его монтаж (дирижабль-кран).
— Участие в сооружении буровых вышек на морском шельфе.
— Доставка труб и компрессорного оборудования при строительстве трубопроводов.
— Перевозка и установка опор ЛЭП.
— Транспортировка частей турбин и генераторов высокой степени заводской готовности при строительстве и ремонте гидростанций.
— Транспортировка леса с лесосек к местам переработки.
— Перевозка крупных ж/б конструкций, особенно при ведении строительства в удаленных местностях.
— Транспортировка строительных ферм, готовых мостовых ферм и пролетов
— Перевозки готовых блоков зданий (квартир, секций) для сборки на месте по принципу кубиков
Достоинства и недостатки дирижаблей прошлого.
Принципиальная конструкция и использование автономных дирижаблей.
Наиболее перспективным дирижаблем для перевозки грузов в малонаселённые районы является беспилотный дирижабль.
Основные преимущества беспилотного дирижабля:
Описание работы беспилотного дирижабля.
Автономный дирижабль является беспилотным летательным аппаратом, выполняющим перевозку грузов без участия человек полностью в автоматическом режиме.
В аэропорту отправления происходит загрузка контейнера, закреплённого на дирижабле с помощью лебёдок.
Автономный дирижабль снабжён системой навигации и бортовым компьютером, где выдаётся маршрут полёта, точка назначения, высота, скорость полёта, приблизительное время полёта, характеристики места приземления, куда нужно доставить груз.
Дирижабль осуществляет взлёт в автоматическом режиме по команде с земли и начинает полёт. Во время полёта дирижабль по спутниковой связи выдаёт своё местоположение, скорость, высоту полёта, состояние на борту. В случае необходимости с земли подаётся сигнал, чтобы изменить маршрут в связи с препятствиями, находящимся по пути.
Прибыв в пункт назначения, дирижабль опускается до высоты 10-20 метров и зависает в данной точке с помощью вспомогательных двигателей. После этого он опускает контейнер груза с помощью лебёдок для разгрузки.
Часть объёма контейнера представляет собой ёмкость для балластной воды. В процессе разгрузки контейнера эта ёмкость заполняется водой для компенсации груза. Вес воды должен быть равен весу груза. После окончания разгрузки контейнер лебёдками поднимается к дирижаблю, и он начинает обратный полёт в аэродром отправления. После возвращения на базу контейнер загружается очередной партией груза, вода из балластной цистерны сливается, и он начинает полёт в новую точку назначения.
Необходимые характеристики дирижабля.
Полезная грузоподъёмность дирижабля – 20 тонн.
Собственный вес дирижабля – 5 тонн.
Необходимая подъёмная сила – 25 тонн.
Дирижабль наполнен гелием – 0,180 кг/м³.
Подъёмная сила 1 кубического метра гелия при 20 градусов Цельсия и давления 760 мм рт/ст равна – 1,290кг– 0,180кг= 1,11кг.
Необходимый объём дирижабля равен – 25000 кг / 1,11 кг = 22523 м³.
Исходя из соображения надёжности и экономичности выбираем 2 маршевых дизельных двигателя мощностью по 400 кВт каждый и 2 электрических двигателя для маневрирования мощностью по 20 кВт.