Большой рассказ про подготовку второй экспедиции на Дюну и саму экспедицию.
Часть I. Введение.
Первая миссия на Дюну венчалась полным успехом в рамках заложенных возможностей. Если бы у меня там была большая база с СЖО рассчитанной на большее пребывание кербонавтов на поверхности, можно было бы сделать гораздо больше. Так же маленький ровер не позволяет делать большие переезды в поисках аномалий, а невозможность восстанавливать запасы топлива лендера не позволяет далеко удалятся от места посадки.
Вторая экспедиция должна вывести исследования Дюны и планет вообще на новый уровень, она должна быть свободна от всех этих недостатков. Во первых, мобильность кербонавтов должна выйти на совершенно новый уровень, во вторых, срок пребывания на планете должен быть продлен до максимально возможного, как минимум до появления окна для полета назад, а может быть и дольше, в третьих, ресурсы должны быть восполняемыми, отсюда поиск добыча и переработка кетана, в четвертых, база должна быть минимально возможной с минимальным количеством частей для упрощения перебазирования. Из всех этих требований стало понятно что на базе должны быть следующие модули: жилой модуль, ровер, самолет, харвестер для добычи и переработки кетана. По всем концепциям базы получались достаточно большими и громоздкими, а самое главное их было бы трудно перевозить, и экспедиция все равно была бы привязана к одному месту, несмотря на наличие роверов и самолетов. Ну и вес всего оборудования тоже никто не отменял – Longhorn I не очень большой тягач, а большим тягачом я пока не располагаю. Количество деталей опять же.
И тут пришла идея все максимально возможно уменьшить и упаковать в один аппарат. Совместить жилой модуль с харвестером, заправочной станцией, ровером. Получался аппарат в котором можно будет жить, который будет ездить, добывать кетан и заправлять самолет, иногда сбрасывать ровер поменьше для того чтобы можно было съездить на рыбалку за ближайший холм. И тут возникла проблема — самолет. Ровер-база и самолет это две единицы, как их возить? По очереди? Не наш метод. В общем я стал думать о том как бы можно было бы стыковать ровер с самолетом и в таком положении возить.
Немного о самолете. В версии 0.19 я уже летал на самолете по Дюне. В принципе, самолет на Дюне вполне возможен, летает нормально, необходимо только укомплектовать его посадочными ногами чтобы можно было стартовать вертикально, по ракетному, и парашюты чтобы можно было сажать самолет на стартовые ноги. Так же самолет вполне нормально выполняет посадку по самолетному в горизонтальном положении, при наличии подходящей площадки. Со взлетом особенных проблем так же не возникает.
Есть только одно осложняющее обстоятельство: сделать самолет на три места достаточно сложно – слишком большой вес. 1 место куда ни шло, но как вывозить кербонавтов на орбиту в т.ч. экстренно было не понятно, в общем одноместный самолет для этой цели не годился никак. С другой стороны расчёты показывали что для того чтобы вывезти трех кербонавтов на орбиту Дюны нужно три кабины общей массой 2,5 тонны. По расчетам для необходимого количества дельты не менее 2000 м/с общая масса такого аппарата выходила в районе 5-6 тонн. Получилась относительно небольшая капсула. Решено было сделать ее неотъемлемой частью мобильной базы, и когда придет время отстреливать ее и отправлять на орбиту, где она пристыкуется к тягачу. Кербонавты после перехода на тягач и сброса капсулы летят на нем домой.
И опять о самолете.
Опыт 0.19 Расчеты показывали что масса самолета будет в районе 15-17 тонн. Необходимо было придумать как его можно было бы перевозить вместе с базой. Однако решение вполне очевидно: ставим на ровер и везем (спасибо кэп). Для этого делаем посадочную площадку сверху ровера, на которую ставим самолет и потом можно ехать. Понятно что посадочная площадка не совсем посадочная — никто никогда не ставил бы своей задачей посадку прямо на ровер, но самолет должен был попадать туда в транспортное положение. Отсюда вытекала необходимость укомплектования ровера краном.
Собственно опытно конструкторские работы решено было начать с разработки крана.
Часть II. Кран.
Как известно краны бывают разных типов. Башенные, мостовые, козловые, деррики, и т.д. Какой же тип крана предпочесть? Я сразу отказался от крана на растяжках, это долго и неудобно крепить растяжки. Понятно что кран должен быть со стрелой причем с довольно значительным вылетом чтобы можно было брать достаточно габаритный самолет и ставить его на палубу. И вообще чудесно если бы вылет стрелы можно было бы изменять.
Мне всегда нравились портальные краны которые можно видеть в порту. Однако слово портальный означает не кинематику стрелы, а всего лишь тип шасси — портал, высокие ноги которые двигаются по специальным рельсам. Глупая ситуация, когда видишь картинку крана и спрашиваешь что это, а тебе дают ответ: портальный кран. Когда спрашиваешь что такое портальный кран сразу дают определение: кран на портале — больших ножках. Совсем глупо.
По поводу типа стрелы и ее кинематики все хранят молчание. Хотя во всех портах применяются именно такие краны, именно с такой стрелой. Тут еще камень в огород нашего интернета, все материалы похожи на один сплошной реферат, сделанный для галочки или сеошников, без любви к делу и не для читателя. Статья на википедии про портальный кран как и все остальные источники говорит что-то невнятное. Зато ссылка на английскую вики сразу ставит все по своим местам. Оказывается такой кран называется level-luffing crane или еще horse-head crane. И говорит что-то про то что такой кран позволяет перемещать грузы на одной высоте. Дальнейшее гугление выводит сразу же на человека который из лего собрал такой кран на плавучей платформе.
Ниже ссылки на материалы, но некоторые картинки приведу прямо здесь:
[attachment=4629]
[attachment=4630]
[attachment=4648]
http://en.wikipedia.org/wiki/Level_luffing_crane http://www.eurobricks.com/forum/index.php?showtopic=52779 http://www.youtube.com/watch?v=WB3URO_ddk0http://www.youtube.com/watch?v=RwnrkL0K9V4Показана стрела крана во всех положениях, как это я делал когда-то в свое время в курсовой по ТММ для своего механизма изменения положения руля высоты некого (видимо небольшого) ЛА который я имел счастье вытянуть на жеребьевке. Как видно, в модели из лего конечная точка стрелы крана движется у не совсем по прямой, но это из-за неточного подбора соотношения длин элементов механизма.
Все это задумано потому что такая конструкция переносит груз параллельно земле и потенциальная энергия груза не меняется, следовательно не совершается работа на подъем и опускание груза, а только на перемещение с минимальным трением об воздух и в шарнирах стрелы. Поэтому это перемещение может выполнятся с помощью относительно слабого двигателя. Такие краны именно потому и применяются в портах что там нужно поднять груз из корабля и поставить на землю или грузовик, то есть необходимо изменить вылет стрелы, потому что грузовик может стоять между кораблем и краном, но при этом не требуется изменять высоту подъема груза в очень широких пределах — достаточно перенести через борт судна и опустить на землю. Поэтому и не хочется тратить потратить энергию на поднимание груза во время изменения вылета стрелы. Так же такая конструкция кранов применяется в судостроении когда нужно перемещать грузы, например части кораблей, параллельно земле с высокой точностью.
Дальнейшее гугление вывело меня на сайт любителей механизмов. И там я увидел кинематику такого крана в еще более наглядном виде и требуемое соотношение длин элементов, при котором можно достичь движения полностью параллельного земле.
Опять ссылки на материалы и опять картинка:
[attachment=4631]
http://wbmttt.tudelft.nl/cadom/Models/Collectie-docs/01-havenkraan.htm Там кстати представлен и другие механизмы. Очень интересно.
Ну что же все ясно, в цех!
[attachment=4634]
[attachment=4635]
[attachment=4636]
[attachment=4637]
[attachment=4638]
[attachment=4639]
[attachment=4640]
[attachment=4641]
[attachment=4642]
[attachment=4643]
[attachment=4644]
[attachment=4645]
[attachment=4646]
Испытания показали что несмотря на всю изящность схемы, и даже на то что я готов отказаться от 100% перемещения параллельно земле, схема имеет два больших недостатка:
1) Чтобы конечная точка стрелы размещалась достаточно высоко над палубой, пантограф стрелы должен быть еще больше, еще выше, еще тяжелее
2) хуже всего то что касовский трос если ведет себя не совсем как резинка, то коннектор каса точно ведет. Все болтается качается, а с грузом качается еще сильнее. В реалиях КСП общем если с первым недостатком еще можно мириться то со вторым никак.
Стал экспериментировать с другими конструкциями крана и остановился на следующей: классический кран с наклонной стрелой и выдвижным участком. Сустав, вертикальная часть стрелы, второй сустав, горизонтальная телескопическая часть стрелы, и вилка с двумя лебедками на конце чтобы поднимать самолет за две точки крепления.
Сообщение отредактировал 7 декабря 2013 - 18:42