بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله هدف طراحی شناور بدون سرنشین و کنترل از راه دور می باشد. بدنه این شناور به شیوه جدید طراحی شده است که از ابتکارات تیم طراحی می باشد. در واقع روش ساخت بدنه این شناور نوین می باشد و زمان ساخت به روش ارائه شده بسیار کوتاه و کیفیت آن بسیار بالاتر نسبت به تکنولوژي هاي ساخت بدنه شناور هاي بدون سرنشین متداول می باشد. در این مقاله براي هدایت شناور از شیوه جدید استفاده شده است به گونه اي که سکان از درون آب حذف شده است تا تلفات ناشی از نیروي دراگ به حداقل برسد، حدف سکان در مسیر هاي مستقیم سبب افزایش برد و سرعت در حالت هیدرودینامیکی دارد.
-1 مقدمه
امروزه طراحی و ساخت شناورهاي بدون سرنشین براي کاربردهاي نظامی، تفریحی و تحقیقاتی به شدت روبه افزایش است که این مساله سبب شده شرکت هاي سازنده تلاش هاي فراوانی در جهت بهبود کارآیی این شناور ها انجام دهند و راندمان آنها را بهبود بخشید و از نظر اقتصادي آنها را مقرون به صرفه نمایند. اکثر سازنده گان و طراحان براي طراحی و ساخت شناورهاي بدون سرنشینمعمولاً از بدنه هاي کامپوزیت و رزین هاي مخصوص استفاده می نمایند لذا براي این منظور باید قالب با دقت بسیار زیاد ساخته شود که این امر مستلزم صرف زمان زیادي براي ساخت بدنه یک شناور بدون سرنشین می باشد.
در این مقاله روشی جدید براي طراحی ارائه می شود تا زمان ساخت این شناورها حداقل شود. همچنین در شناور ها کاهش نیروي دراگ در مسیر حرکت از اهمیت ویژه اي برخوردار است تا تلفات را حداقل کرده و سرعت را حداکثر نماید. در اکثر شناورهاي سطحی براي تغییر جهت شناور از یک سکان استفاده می نمایند که همیشه درون آب قرار دارد و ایجاد نیروي دراگ می نماید در حالی که از این سکان فقط در زمان هاي تغییر جهت شناور استفاده می شود لذا این سکان سبب ایجاد تلفات در مسیرهاي مستقیم می نماید. در این مقاله شیوه جدید براي هدایت شناور ارائه شده است که تا حدود زیادي تلفات ناشی از نیروي دراگ را حذف می نماید.
-2 تکنولوژي ساخت بدنه
براي ساخت بدنه شناور از پلکسی استفاده شده است، با طراحی نقشه شناور توسط نرم افزار CAD و تحلیل با نرم افزار maxsarf نفشه دوبعدي و سه بعدي شناور تهیه می گردد نقشه هاي دوبعدي بر روي پلکسی توسط برش لیزر ایجاد می شود با قرار دادن برش هاي ایجاد شده و حرارت غیر مستقیم حالت آیرودینامیکی شناور تهیه می گردد همانطور که در شکل 1 قابل مشاهده است حالت آیرودینامیکی با کیفیت مناسب حاصل می گردد. که نسبت به روش هاي متداول در تولید شناور هاي بدون سرنشین کیفیت بسیار بهتري دارد.
در این شناور بدون سرنشین نیاز به تهیه قالب نمی باشد و از موادي مثل کامپوزیت و رزین هاي متداول استفاده نشده است که این سبب کاهش در هزینه ساخت شناور می گردد و سبب کاهش زمان ساخت می گردد. در ضمن با توجه به فرمول نیروي دراگ شکل دماغه و بدنه طوري طراحی شده است که کمترین دراگ را داشته باشد که یکی از موارد آن حذف سکان و قرار دادن آن در انتهاي شناور بدون تماس با آب در حرکت مستقیم می باشد. نماي جلو شناور به همراه ابعاد دقیق در شکل 3 قابل مشاهده است.
-3 محاسبات هیدرواستاتیکی
ابعاد واقعی با توجه به وزن کل شناور با تجهیزات و بار موجود و ارتفاع موج محاسبه می شود. شناور باید کلا به همراه بار 6/3 کیلو گرم را تحمل کند لذا حجم این شناور جهت تحمل جرم ماکزیمم به همراه حفظ ارتفاع هواخوري و با توجه به شرایط شناوري محاسبه می گردد. لذا حجم کل شناور که در شکل2 نشان داده شده است برابر 0/0392 متر مکعب می باشد.
با توجه به جرم ماکزیمم شناور همراه با 3 کیلو گرم بار، که برابر 6/32 کیلو گرم می باشد حجم مورد نیاز براي این جرمρ جهت قرار گرفتن در آستانه غوطه وري، طبق رابطه g v=mg بدست می آید. با توجه به حجم بدست آمده که برابر 0/00625 متر مکعب می باشد و با توجه به قابلیت نرم افزار CAD و با سعی و خطا برش بدنه را پیدا کرده ایم و ارتفاع نفوذ بدنه در آب با این جرم برابر 4/5 سانتیمتر می باشد یعنی در واقع شناور با بار کامل 5/5 سانتیمتر در آب فرو می رود در این حالت که بدترین حالت می باشد ارتفاع قسمت بیرون از آب برابر 15/5 سانتیمتر بوده که با توجه به ارتفاع موج بسیار مطلوب می باشد.
با توجه به حجم بدست آمده و با استفاده از نرم افزار CAD و با سعی و خطا برش بدنه را پیدا کرده ایم و ارتفاع نفوذ بدنه در آب با این جرم برابر 4/5 سانتیمتر می باشد. این حالت که بدترین حالت می باشد ارتفاع قسمت بیرون از آب برابر 15/5 سانتیمتر بوده که با توجه به ارتفاع موج بسیار مطلوب می باشد جرم شناور بدون بار، 3/3 کیلو گرم می باشد لذا با توجه به روابط 8 و9 حجم شناور برابر 0/003273 متر مکعب می شود. با توجه به قابلیت نرم افزار CAD خط شناوري به راحتی بدست می آید ارتفاع عمق نفوذ بدنه شناور در آب برابر 2/6 سانتیمتر می باشد و ارتفاع هوا خور در این حالت 17/4 سانتیمتر می باشد و مرکز جرم کاملا زیر مرکز حجم قرار می گیرد.
