2020年06月08日

ホバークラフトを作ろう(1)

突然ですが、エンジン式のラジコンホバークラフトを作りはじめました。

もとはといえば昨今のコロナウイルスによる Stay Home が影響しています。職場の研究室も活動停止になり、新しいメンバーもまだ初顔合わせすら出来ません。しかたないのでオンラインで進めながら、当面の課題として、プログラミングでも電子工作でも3Dプリンタでも何でも良いので、夏までに「作ってみた」的な活動を行って発表会をすることになりました。しかし、好き放題に言うだけではどうも締まりが出ないし、なにより自分から見本を見せねば・・というよりも実のところ、言っているうちに自分でもなにか作ってみたくなり、しかも自分のホームグラウンドでなく、ちょっと横道に逸れた方面で新しいことに挑戦したくなりました。

plan1.jpg

そんな中で白羽の矢が立てられた、というか、作ってみたくなったのがホバークラフトです。その昔、小学生時代に、発泡スチロールの箱にプロペラのついたモーターと電池を載せ、浮上させて遊んでいたことがありました。また同じ頃、大きいお兄さんが近所の池でエンジン式のラジコンボートを走らせており、その速さと迫力にびっくりしたことも心のなかに残っています。また調べてみると、リーフブロワー(落ち葉を吹き飛ばす農機具)で人が乗れるホバークラフトが作れることが国内外で多数紹介されており、これならなんとか作れそう。ラジコン用の小さなエンジンも多数売られていますが、値段が結構高い上、燃料も特殊だし、燃料タンクやスターターモーター、グロープラグスターター、プロペラなど付属品を買い揃える必要があります。その点、農機具なら単体ですぐに動かせるし、ファンを付ける必要もなく、羽根への接触、やけどの危険もありません。それじゃ1つ作ってみるか、と、リーフブロワー単体で浮上と推進ができる構造をいくつかラフスケッチしてみたのが上の汚い落書きです。

parts.jpg

リーフブロワーを載せるボード部分は面積を大きくすれば人も浮上させられるようですが、そのためにはかなり大きくなります。気軽に遊ぶためには自分の車(ボクスター)に無理なく積めることも重要で、いろいろ検討した結果、少し面積の小ささと重心バランスに不安がありますが、2,000円ほどで売っていたボディーボードを調達。ボードはWeb上では「厚さ5cm」とあり、実際にそれぐらいの厚みがありましたので、計算上はエアが停止しても沈没はしません(リーフブロワーの重量は約5kgで、ボードの体積は約15L)。他に2chのプロポ・サーボのセットも購入しました。サーボの1つは方向舵、もう1つはスロットルの制御用に使う予定です。

parts2.jpg

リーフブロワーは、飽きてもつぶしがきくよう、単なるブロワーではなく吸込口とダストバッグを付けて掃除機(バキューム)にもできるタイプを調達。26cc で、本当かどうかわかりませんが、スペック的には風量 7.8m3/sec, 風速75m/sec だそうです。他にホームセンターで、リーフブロワーがうまく固定できそうな金具類(厚さ1mmと2mmのアルミ板やゴムバンド)などを買ってきました。また配管用に柔軟性のあるパイプが必要でしたが、これが意外と問題で、良い太さのものが売られておらず、やむなく購入したのが流しの排水管のパーツ。ちょっと直径が細すぎるので、最初の図の右の設計(ブロワの出口を前に向け、パイプを底に通すもの)では圧力損失が大きくなると判断し、左の分岐タイプでまずはやってみることにしました。

ex1.jpg

まずは固定方法を確立した上で、どんな感じか確認してみよう、と、ボードにアルミ板を取り付け(下が1mm、上はバンドでリーフブロワーを固定するために2mmのアルミ板を使用しました)、穴を開けて配管を通しました。エンジン始動。結果は、・・・浮上しませんでした。計算上(ブロワの出口の圧力と設置面積の関係)では十分なはずなのですが、うまく滑りません。さすがにこの「すき間テープ」では気密性と接触抵抗のバランスが取れないようで、ちゃんとスカートを作る必要があるようです。確認するとスポンジ状の部分は少しずつ空気を通してしまうものでした。実は当初は、あわよくば「ペリフェラルジェット式」(船体周辺部から内向きに空気を吹き込むことでスカートを不要とする方式)に挑戦しようかとも思っていたのですが、それどころではないようです。パワフルなエンジンだとこんな手抜きでもそれなりに浮くだろうと思った自分が甘すぎました。次回に続く。
posted by しんさく at 23:55| Comment(0) | TrackBack(0) | ラジコン
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