КайтВлад

Добавлено (15.05.2012, 16:59)
---------------------------------------------

Добавлено (18.06.2012, 11:00)
---------------------------------------------
Недавно поступил заказ на сферическую панораму над одной стройкой. Площадка тесная, решил попробовать соорудить аэростат, наполнив его гелием. Забегая вперёд скажу, что затея не удалась, зато появился опыт создания оболочек. Стройку я потом всё равно отснял, но с воздушного змея.

Решено было сооружать оболочку объёмом 0,8..0,9 куба, дирижабельной формы. Для подъёма фотоаппарата в подвеске мне достаточно подъёмной силы 200 г, плюс 150..200 г на оболочку и строповку. Остальная подъёмная сила нужна для сопротивления ветру. В сочетании с дирижабельной формой, я решил, что избытка подъёмной силы 400..500 г достаточно.
Оболочку начертил в автокаде, сделал проволочную 3д-модель, развёртку лепестка. Так как я уже намучился со склеиванием криволинейных лепестков при создании солнечного воздушного шара, решил сделать контур ломаным, с прямыми швами.
Профиль и развёртка лепестка:


Трёхмерная схема:


Материал оболочки - безымянная плёнка с металлическим "золотым" напылением.
Плёнка странная - явно не полипропиленовая (цветочная) и не лавсановая. Держит задиры, сильно вытягивается перед разрывом, плотность - 13 г/м2. Полипропилен и лавсан обычно потолще, 20..25 г/м2, и они черезвычайно жесткие. Думаю, это какая-то разновидность полиэтилена высокого давления. Эта плёнка привлекла меня лёгкостью и эластичностью, при достаточной, как показалось, прочности.

Плёнку начал спаивать "отрезным" методом - две заготовки складываются, и обрезаются по шаблону и металлической линейке паяльником. Причём заготовки надо прикладывать друг к другу той стороной, что без напыления. Если сложить плёнку напылением друг к другу и провести паяльником - получится просто отрез, шов распадется совершенно без усилий - напыление не даёт заготовкам слипнуться.

Я решил воспользоваться этим свойством плёнки и сложил 8 из 10 заготовок пополам вдоль осевой линии, металлическим напылением вовнутрь, и сделал из таких заготовок стопку. Снизу подложена 9-я развёрнутая заготовка напылением вниз, сверху - 10-я заготовка напылением вверх. После этого по шаблону отрезал паяльником весь пакет. Честно говоря, боялся тотального сплавления всего пакета в одну кучу. Но шов без особого труда распался на 9 отдельных швов. Естественно, такие швы далеки от идеальной герметичности, поэтому были проклеены скотчем 25 мм шириной. Скотч лепил по сдутой оболочке, о чем потом пожалел - получилось много морщин. Гораздо ровнее, как потом оказалось, скотч лепится на поддутый шар.


Надувать решил через горловину бутылки ПЕТ на 1,5 литра - отрезал конусную часть с крышкой и приклеил на скотч со стороны конусного хвоста.
И тут я совершил самую главную ошибку - взял для наддува оболочки пылесос. Шар довольно шустро накачался, но из-за большого давления и сильно нагретого на выходе из пылесоса воздуха плёнка "поплыла" - один из лепестков стал уширяться из середины, стал полупрозрачным. Это не помешало проверить шар на герметичность - надув его воздухом, оставил на ночь под грузом в 1 кг. За 8 часов оболочка немного сдулась, Груз просел примерно на 3..4 см.


Попробовал наддуть шар просто силой лёгких. И опять не рассчитал. Лёгкие человека могут развить давление около 0,1 атмосферы (1 м водяного столба). Я дул не особо старательно, пусть будет 0,02 атмосферы - в пересчёте это примерно 200 кг/м2 оболочки. Если диаметр "колбасы" примерно 1 м, это получается растягивающее усилие примерно 100 кг на погонный метр плёнки. Естественно, плёнка не выдержала такого издивательства, и порвалась по месту, где уже была грыжа. На этом эксперимент бесславно закончен. А ведь для поддержания формы при ветре до 5 м/с вполне достаточно давления 2..3 кг/м2 (сужу по давлению на рабочие поверхности своих воздушных змеев).


Думаю, оболочку рано выкидывать. Попробую запустить её в режиме воздушного змея, попробовав, как она борется с ветром. Да и лобовое сопротивление хорошо бы замерить. По квартире такая торпеда летает по инерции весьма резво, скорость слабо падает. Только кусок бутылки в хвосте к земле тянет. Только "опосля" пришла мысль, что вместо горлышка бутылки лучше бы сделать небольшой широкий рукав из плёнки, через который оболочку легко наполнить, а рукав потом зажать или плотно перевязать.


В любом случае собираюсь продолжить опыты с этой же плёнкой. Собираюсь сделать аэростат ещё меньшего объёма, 0,6 м3, для отработки технологии изготовления и испытаний. Оболочку стоит делать более плавной - всё равно удобнее работать с прямыми участками длиной 20..30, а не 50 см. Усиливать швы скотчем - на надутой оболочке. Вместо "соска" - рукав, который можно перетянуть и обжать вокруг любого шланга, трубы и т.п. И главное - соразмерять усилие, когда надуваешь шар. Уж лучше недодуть, чем передуть smile.gif.
Что касается неполной герметичности шара - планирую после полёта и съёмок (продолжительностью около часа) выдавливать большую часть гелия в хранилище - "колбасу" из той же плёнки в два слоя, сделанную с минимумом прямолинейных хорошо проклееных швов. Такую бесформенную "колбасу" гораздо проще перевозить в автомобиле чем длинный надутый аэростат, и давление в ней меньше чем в аэростате - может, гелий не так шустро будет просачиваться. Опыты "на просачивание" ещё не ставил.

Рассматриваю вариант изготовления оболочки из лавсана из рукавов для запекания - он довольно прочный, есть рукава длиной 5 м шириной под 40 см - самое то для "лепестков" небольшого дирижабля. Но вот беда - очень плохо сваривается. Материал тугоплавкий и жесткий, на малейших неоднородностях шва он лопается и расползается. Профессионалы сваривают ПЭТ, он же лавсан, ультразвуком. Но до таких технологий я точно не скоро доберусь... Клеить только на скотч - много мороки, и герметичности ещё тяжелее добиться.