Пытаемся создать правильный концепт или Требуется помощь с курсовой

Letchik-Zaletchik

Краткое вступление

В этом году по программе предмета “Design & Technology” у меня стоит задача создать концепт продукта, направленного на решение какой-либо проблемы. Оценивать же все этапы разработки этого продукта должен клиент, который как раз и предлагает проблему. Однако из-за того, что все проблемы (или то, как их хотели решить мои самопровозглашенные клиенты) казались мне скучными или непрактичными для моего будущего курса в университете, я решил отказаться от клиента вовсе и выдвинуть идею самостоятельно. Но, так как и проблема, и методы решения взяты из моей головы, я скорее всего столкнусь с проблемами, связанными с критической оценкой своих творений, поэтому хотел бы попросить форумчан о помощи. Хотелось бы услышать любую (но желательно аргументированную) критику в адрес моих идей, любые комментарии и предложения.

Проблема

Люди активно пользуются личным автотранспортом для ежедневных нужд, однако когда им необходимо преодолеть большое расстояние (некомфортное для автомобильного путешествия), они прибегают к использованию неудобного общественного транспорта (самолеты и поезда). Плюс ко всему, все известные виды транспорта сейчас используют сжигаемое топливо, продуктом горения которого является опасный газ (в основном CO2).

Решение

Для решения проблемы я собираюсь прибегнуть к созданию личного авиатранспорта, достаточно доступного для большей части людей. В качестве силовой установки он будет использовать либо только электрический двигатель, либо гибрид (как в планах у Airbus).

Этап 1: Брейнсторм или Ученики могут в воображение

Я остановился на девяти идеях, каждую из которых кратко зарисовал. Некоторые не совсем подходят для решения проблемы, некоторые совсем для этого не подходят, однако я все же их оставил, чтобы показать экзаменаторам, что я думал и отсеивал в процессе неликвидные концепты. Поэтому кратко остановлюсь на основных девяти:

#00. По сути, простой вертолет с гибридной силовой установкой. Удобный и сравнительно простой в управлении и обслуживании.

#01 и #02. Простые в использовании вертолеты - трициклы. Та же идея, что и у #00, но еще могут ездить по дорогам, если понадобится. #02 более тяжелый и комфортный, #01, по сути, летающая табуретка, предназначенная для коротких перелетов.

#03. Вертолет с коляской. Не знаю, насколько это возможно (вернее, скорее даже уверен, что лучше бы так не делать), но концепт просто интересный. Наследует идею #00.

#10. Летающее крыло. Скорее всего будет приводиться в движение электрическим двигателем, установленным на пилоне с одной стороны крыла, а пилот будет сидеть в симметричном пилоне по другую сторону крыла. На рисунке представлена другая силовая установка, но я склоняюсь к описанной выше. Аккумуляторы будут подзаряжаться за счет солнечных батарей по обеим сторонам крыла.

#11. Планер, дизайн был вдохновлен всякими слоперами (в частности, Alula). В идее, запускается тросом с земли, а благодаря высокому аэродинамическому качеству легко долетает до “контрольной точки”, подкидывающей его выше. Либо, будет установлен легкий и маленький электрический двигатель.

#12. То же самое, что и #00, но лопасть с двигателем спрятаны внутри самого корпуса. Предсказываю низкую эффективность силовой установки.

#20. Простой самолет на электрических двигателях, ничего сверхъестественного. Надеюсь на большой внутренний объем для багажа и прочей дряни.

#20. Бикоптер - гибрид. Хочу повесить на хвост управляющий двигатель с лопастью, вращающийся по всем осям (как гироскоп (не использующий гироскопический эффект, а просто обладающий теми же степенями свободы).

На первом этапе мне нужно оставить пять концептов, обладающих хоть какой-то практичностью в рамках моей проблемы. Поэтому хотелось бы услышать, какие концепты понравились форумчанам больше других. На втором этапе мне их нужно будет проработать и модифицировать, поэтому я также с удовольствием послушаю комментарии по поводу конструкций и дизайна.

Спасибо за внимание.

SAN
Letchik-Zaletchik:

все известные виды транспорта сейчас используют сжигаемое топливо, продуктом горения которого является опасный газ (в основном CO2).

Мировое производство электричества основано примерно 65% на сжигании разных видов топлива и ещё около 15% дают АЭС.
Так что использование в “концептах” эл. двигателей не спасает “опасных газов” 😃

foxfly
Letchik-Zaletchik:

продуктом горения которого является опасный газ (в основном CO2).

Желательно при написании проектов- не брать за основу неверные исходные: опасным выхлопом является не СО2, которого в природе и так полно и он отлично утилизируется растениями, а СО- окись углерода, являющаяся ядом для живых организмов и окиси азота (NO, NO2), при соединении с водой- образующие кислоты и повышающие кислотность среды.

Letchik-Zaletchik:

чтобы показать экзаменаторам, что я думал и отсеивал в процессе неликвидные концепты.

А то экзаменаторы, прочитав вводную часть поймут, что думал ты не о том…😦

Letchik-Zaletchik:

Либо, будет установлен легкий и маленький электрический двигатель.

В электролетах (любой компоновки) основной вес приходится не на двигатель, а на аккумулятор.
От его веса и надо плясать.
Справка : так любимые сейчас журналистами мультикоптеры (от 4 до 8 несущих винтов) при всех вариантах габаритов (от 30 см размахом до 5 метров, поднимающих вес человека) имеют полетное время- не более 20 мин!
Это связано с общими закономерностями : вес- прочность материалов, вес/емкость аккумуляторов.

Letchik-Zaletchik:

#01 и #02. Простые в использовании вертолеты - трициклы.

Особенно порадовало “простые в использовании”? Откуда такая уверенность? Обычно чем заморочек больше, тем ЛА сложнее в управлении и дороже в изготовлении: погуглите “Оспрей V 22”.

Letchik-Zaletchik:

Вертолет с коляской. Не знаю, насколько это возможно

Бред: сделать аппарат с такой нескомпенсированной массой, висящей сбоку от ЦТ- половина мощности уйдет на удержание всего этого в равновесии.

Letchik-Zaletchik:

Летающее крыло. Скорее всего будет приводиться в движение электрическим двигателем, установленным на пилоне с одной стороны крыла,

А что будете делать с боковым моментом? Ваше изделие будет стремиться в спираль вокруг центра масс.

Letchik-Zaletchik:

На первом этапе мне нужно оставить пять концептов

В общем, погуглите фильм “Необычные летательные аппараты”, где показано много вариантов летающих “тянитолкаев”, так там и про их +\- сказано.

ADF

Самая эффективная транспортная система - на основе рельсовых путей (надземных-подземных, моно, колесная, магнитная - дело десятое). Для удобства - вместо длинных составов использовать небольшие вагонетки вместимостью на 5-10 человек, которые заезжают по стрелкам на остановки с изолироваными участками путей (чтобы не мешать движению остальных вагонеток) и ждут пассажиров. А при движении по общим магистралям - автоматически “прыгают” по стрелкам, чтобы попасть в точку Б. Подобные проекты сейчас американские НИИ разрабатывают, говорят очень перспективно.

А идею летательных аппаратов для всех и каждого - лучше пока оставить.

Letchik-Zaletchik

Спасибо за комментарии, что хотелось бы уточнить:

foxfly:

не брать за основу неверные исходные

Согласен, неправильно выразился. Англичан (общество, на которое я и буду пытаться влиять) в данный момент больше волнует проблема парникового эффекта, чем кислотности среды. Глобальное потепление у всех на слуху (особенно из-за близости и важности Гольфстрима, который как раз попадает под угрозу), им легко манипулировать в собственных целях. Моя проблема - скорее предлог, под которым я буду продавать продукт, что тоже является большим разделом моей работы. Но за подсказку про кислотность - спасибо, с этой точки я проблему даже и не рассматривал.

foxfly:

А то экзаменаторы, прочитав вводную часть

Боюсь, экзаменаторы могут вообще ничего не понять. На работу в 30 слайдов они тратят не более 10 минут, оценка выводится скорее не по качеству материлала, а по ключевым моментам, перечисленным в “Mark Scheme” (бланке ответов). Поэтому вникать в работу им не обязательно.

foxfly:

основной вес приходится не на двигатель, а на аккумулятор

Знаю, проходили. Именно поэтому я предлагаю использовать гибридную компоновку, уменьшающую вес аккумуляторов, либо предлагаю использовать источники возобновляемой энергии (солнечные батареи). К тому же, я все-таки разрабатываю продукты с расчетом на будущее, а как известно, в этой сфере двоольно много интересных разработок (раз, два и так далее).

foxfly:

Откуда такая уверенность?

Относительно других идей. Все-таки построить и отладить вертолет классической схемы (и его стабилизацию) проще, чем сделать то же самое с бикоптером.

foxfly:

погуглите “Оспрей V 22”

Спасибо, все это знаем. И тем не менее он летал и до сих пор стоит на вооружении.

foxfly:

Бред: сделать аппарат с такой нескомпенсированной массой

Я предполагал, что про это скажут в первую очередь. Коляску с одной стороны легко можно сбалансировать аккумуляторами/вторым двигателем с другой стороны, мне эта идея тоже не очень нравится, но как результат брейнсторма все же остается.

foxfly:

А что будете делать с боковым моментом?

Выкосы, триммеры и т.д. Я делал расчет на то, что в использовании такая схема может быть проще, ибо у пилота гораздо шире угол обзора, его не загораживает капот. Хотя я тоже теперь больше склоняюсь к тому, что двигатель нужно сдвинуть к геометрическому центру, а кабину так и оставить на консоли, как это было у Blohm & Voss BV 141.

ADF

А идею летательных аппаратов для всех и каждого - лучше пока оставить.

Я, пожалуй, неправильно выразился в начале. Я не инженер-новатор. Я скорее дизайнер-торгаш, если вам угодно. Более того, в данный момент я обучаюсь в школе и этот проект не уйдет за пределы классной комнаты. Моя основная задача - разработать концепт зримого будущего, использующий, возможно, детали, которых пока не изобрели, но которые уже видны на горизонте. И я делаю упор на концептуальность, неординарное мышление и попытки сделать что-то новое. Тем не менее, мне бы хотелось слышать какие-то комментарии от людей, более вовлеченных в инженерную сторону, за что я всем ответимшим и благодраен. Но комментариев по типу “лучше отступись, то, что ты делаешь - полный бред” я бы не хотел встречать, потому что я попросту не могу бросить проект, если хочу получить хоть какую-то оценку за предмет.

Спасибо всем отписавшимся в теме людям, мне очень важны ваши комментарии. Однако я все еще хотел бы услышать какие из концептов вы видите наиболее перспективными, чтобы я смог развивать их дальше.

6wings

Вам бы в Думу с вашими конструкторскими фантазиями и закидонами. Думцы тоже ба-а-альшие оригиналы! ))

Вот так и рождается всякая неразумная хренотень, когда, в частности, КОНСТРУИРОВАНИЕМ занимается ДИЗАЙНЕР. И, главное, на замечания по существу не реагирует!

Прям “Пироги печет сапожник, а сапоги тачает пирожник” )))

foxfly
Letchik-Zaletchik:

Коляску с одной стороны легко можно сбалансировать аккумуляторами/вторым двигателем с другой стороны, мне эта

А смысл её вообще делать, если кроме проблем (вы еще не учитываете дополнительное аэродинамическое сопротивление, которое вызовут эти “две коляски”) это ничего не сулит?
Да и не принято в авиации городить какой то элемент, не нагружая его функциональностью: вот известный вертолет КА26, у которого моторы вынесены в боковые гондолы, за счет компоновки получил дополнительную стабилизацию, поскольку ДВС имеет маховик, а тут маховики с двух сторон фюзеляжа оказались еще и консольно вывешены относительно ЦТ 😃
То есть, на халяву- получились еще и два гиродина, что потом использовали при конструировании МКС.
Вообще, прежде чем пытаться изобрести что то новое, я бы сначала изучил уже сделанное: всяких концептов и прототипов в авиации наделали массу в 30е годы, и у нас, в ЦАГИ, и в Англии и в Америке и во Франции.
Может- просмотреть хотя бы обзорно?
Даже шведы, вроде особенно в авиации не блиставшие, “синхротор” изобрели?

Letchik-Zaletchik
6wings:

на замечания по существу не реагирует

Замечания по существу поступали пока только от foxfly, которму я благодарен и к советам которого я прислушался. На следующую ступень я пока не двигаюсь, ибо обдумываю модификации и жду еще замечаний по существу, а не “лучше брось” или “дизайнерам тут не место”, поэтому “не реагирует” в предложении было употреблено беспочвенно.

6wings:

Вот так и рождается всякая неразумная хренотень, когда, в частности, КОНСТРУИРОВАНИЕМ занимается ДИЗАЙНЕР

Во-первых:

Letchik-Zaletchik:

Но комментариев по типу “лучше отступись, то, что ты делаешь - полный бред” я бы не хотел встречать, потому что я попросту не могу бросить проект, если хочу получить хоть какую-то оценку за предмет.

Во-вторых, я назвал себя дизайнером только из-за того, что просто не обладаю инжеренрным образованием, но к которому всячески стремлюсь. В данный момент, например, этот проект, который я делаю, может оказаться решающим в вопросе принятия меня в британские университеты на аэрокосмическое направление.

6wings:

Вам бы в Думу с вашими конструкторскими фантазиями и закидонами.

Готов поспорить, именно что-то вроде этого говорили Уилларду Рей Кастеру или тем же Райт. Я отнюдь не пытаюсь поставить себя на одну ступень с ними, но все прорывные идеи когда-то звучали бредово. Опять же, я вовсе не хочу сказать, что мои идеи настолько же хороши, просто я бы хотел попросить придержать явное презрение моих идей. Я с удовольствием выслушаю даже негативные комментарии по существу, лишь бы в них была хоть какая-то основа.

foxfly:

всяких концептов и прототипов в авиации наделали массу в 30е годы, и у нас, в ЦАГИ, и в Англии и в Америке и во Франции.

Еще раз спасибо за наводку, поизучаю.

ADF
foxfly:

А…бы сначала изучил уже сделанное: всяких концептов и прототипов в авиации наделали массу в 30е годы,

Строго говоря, весь 20-ый век изобретали и запускали, да и сейчас - продолжают. Причем в наши дни, благодаря массовости в области СЛА и моделей, прототипов значительно больше строится.