ساخت ایربوت – جلسه سوم

اهداف:
آشنایی با ساختار ایربوت و عملکرد آن

وسایل مورد نیاز: ----
در جلسه قبل با نیروهای آیرودینامیکی، وزن و پیشرانش و تاثیر آن‌ها بر عملکرد یک هواپیما آشنا شدید. در این جلسه می‌خواهیم با یکدیگر بررسی کنیم که این نیروها چگونه بر حرکت یک ایربوت تاثیر مثبت و منفی می‌گذارند.
ابتدا نگاهی به ساختار ساده‌ی یک ایربوت بیندازیم.

همان‌طور که می‌بینید، ایربوت از چند قسمت اصلی تشکیل شده است: بدنه، موتور و ابزار کنترل.
بدنه یکی از بخش‌های اصلی یک ایربوت می‌باشد که مکانی برای نصب موتور، تجهیزات کنترلی، امکانات جانبی فراهم می‌آورد و همچنین محل قرار گرفتن افراد سوار بر آن می‌باشد. بدنه ایربوت به گونه ای طراحی می‌گردد که هیچ‌یک از قطعات مربوط به ایربوت درون آب قرار نگیرد؛ ضمنا بدنه ایربوت در جلو کمی به سمت بالا آمده تا از ورود آب به درون قایق جلوگیری شود. یکی از چالش‌ها در ساخت بدنه این است که همزمان که سبک ساخته می‌شود تا نیروی کمتری صرف حرکت رو به جلوی آن شود، باید آن را مستحکم و مقاوم در برابر آسیب ساخت، زیرا با توجه به اینکه این وسیله در آب‌های کم‌عمق یا سیلابی به کار گرفته‌ می‌شود، امکان برخورد کف ایربوت با زمین یا موانع درون آب متصور است.

بخش مهم دیگر یک ایربوت موتور آن است. موتور ایربوت نیروی پیشران آن را تامین کرده و باعث حرکت رو به جلو می‌گردد. از آن‌جا که ایربوت بر اساس استفاده از نیروی هوا جهت حرکت به جلو ساخته می‌شود، طبیعتا ساده‌ترین و کاربردی‌ترین روش استفاده از یک موتور مجهز به ملخ جهت تامین این نیرو است. این موتور می‌تواند در انواع مختلف همچون الکتریکی یا بنزینی باشد. موتورهای الکتریکی معمولا نیروی خود را از یک باتری تامین می‌کنند. جدا از این‌که موتور نیروی خود را چگونه تامین می‌کند، در نهایت سبب چرخش یک ملخ می‌شود. چرخش ملخ سبب ایجاد یک نیروی آیرودینامیکی به عقب (همچون نیروی لیفت تولید شده توسط بال هواپیما یا نیروی لیفت تولید شده توسط ملخ بالگرد) می‌گردد.

با دقت در شکل فوق می‌توان دریافت که روش کار ملخ به این صورت است که حجم زیادی از هوا را با سرعت زیاد به عقب می‌راند، در نتیجه این کار مطابق قاون سوم نیوتن یعنی عمل و عکس‌العمل، جریان هوا نیز همین نیرو را به ملخ وارد آورده و آن را به سمت جلو حرکت می‌دهد.

تا اینجای کار ما یک ایربوت داریم که شامل یک بدنه و موتور است. سرنشینان درون قایق نشسته‌اند و قایق ما توسط نیروی موتور به جلو حرکت می‌کند. به نظر شما جای خالی چیزی احساس نمی‌شود؟ بله، قایق ما امکان حرکت به اطراف و دور زدن و به طور خلاصه کنترل را ندارد. همه شما می‌دانید که در یک اتومبیل تغییر جهت توسط فرمانی صورت می‌یگرد که به چرخ‌های اتومبیل متصل است. اما در هواپیما، قایق یا کشتی این کار چگونه انجام می‌شود؟

در وسایل نقلیه که در سیالاتی چون هوا و آب حرکت می‌کنند، کنترل توسط یک سکان عمودی یا رادر (Rudder) انجام می‌شود. اصطلاح رادر را با رادار اشتباه نگیرید. این سطح که بعد از موتور قرار می‌گیرد با حرکت به راست و چپ موجب تغییر جهت هواپیما یا قایق به چپ و راست می-گردد.



تا اینجا با ساختار کلی یک ایربوت، قطعات اصلی، نحوه حرکت و کنترل آن آشنا شدیم. در جلسات بعدی با روش ساخت یک ایربوت ساده و ایربوت رادیو کنترل آشنا خواهید شد.