BOR 90靈感三體船

捕風(fēng)更新
翼帆部分已經(jīng)完成，但由于一些復(fù)雜的最近我沒有機(jī)會(huì)工作的附件和弧度平移機(jī)制尚未。稍后會(huì)上傳。就目前的情況而言，使用粘在甲板頂部的短釘（位于前緣底部的一個(gè)小孔中）以及連接到船體上索具支架的適當(dāng)索具，將允許旋轉(zhuǎn)并讓船航行。
組裝機(jī)翼時(shí)，使用環(huán)氧樹脂或強(qiáng)力膠或丙酮將部件焊接在一起。前緣應(yīng)進(jìn)行組合配合，后緣應(yīng)與前緣配合。使用m3螺釘將翼子板底部連接在一起，并在打印部件之間使用墊圈。使用標(biāo)準(zhǔn)的1.75毫米燈絲作為頂部?jī)蓚€(gè)活門的連接。一旦所有組裝完成，使用乙烯基包裝或收縮包裝或類似的'皮膚'的翅膀。
配給：
甲骨文團(tuán)隊(duì)稱之為BOR90或usa17是航海競(jìng)賽設(shè)計(jì)和材料工程的杰作。在第33屆美洲杯的比賽中，這艘神奇的帆船贏得了人們對(duì)競(jìng)爭(zhēng)性帆船和設(shè)計(jì)的極大興趣，這也影響了最近完成的第34屆美洲杯，這艘帆船在比賽中挫敗了72英尺長(zhǎng)的硬翼雙體船。
目標(biāo)：
創(chuàng)造一個(gè)由美國(guó)17所批準(zhǔn)的三體船設(shè)計(jì)，既可以最終用作鋼筋混凝土或模型平臺(tái)，同時(shí)也可以提供足夠的浮力來支撐大量重量，并保持良好的美觀。重點(diǎn)是要放在易于三維打印和最小的支持結(jié)構(gòu)。
理論：
三體船的主船體將提供支撐重量所需的大部分位移，支腿提供穩(wěn)定性和輔助位移。在模型尺寸/重量下，船體部分的內(nèi)部支撐是不必要的，只會(huì)以浮力為代價(jià)增加重量。
為了提供可接受的三體船摩擦配合裝配，船體部分的設(shè)計(jì)公差最小，而零件的所有其他區(qū)域?qū)?.4mm的公差，以適應(yīng)任何打印/打印機(jī)不準(zhǔn)確。
浮力的工作原理是在水（或任何流體）和另一種被固體物體隔開的流體之間產(chǎn)生壓差，這種壓差的方式是外部流體產(chǎn)生的凈壓力作用于重力，從而使物體漂浮。對(duì)于船只來說，這是通過用船體置換一定體積的水來實(shí)現(xiàn)的?？諝庵癖人裥〉枚啵源w 空氣的整個(gè)系統(tǒng)比被系統(tǒng)置換的水要小，并且對(duì)于給定的體積來說重量更小。為了優(yōu)化更大的浮力，我們應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)船體系統(tǒng)，提供最大的排水量和最低的重量。
當(dāng)然，如果三體船的設(shè)計(jì)僅僅是優(yōu)化排水量和重量的關(guān)系，那么三體船的效率就會(huì)突然下降。如果我只是簡(jiǎn)單地創(chuàng)造了一個(gè)巨大的盒子，它的相對(duì)尺寸與完成的三體船相同，它的重量會(huì)大得多，因?yàn)樗呐潘恳蟮枚?。然而，我的設(shè)計(jì)也打算創(chuàng)造一個(gè)美觀的船，是基于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)（美國(guó)17），并可用于鋼筋混凝土帆船。因此，必須收集許多事實(shí)，包括：
船體和水線的流體力學(xué)，
三體船與波浪的相互作用和共同航行條件，
實(shí)際航行的能力（如用翼和帆提供升力、可操縱等）
結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，以使部件的變形和彎曲不會(huì)危及航行特性。
實(shí)施：
我所做的很多設(shè)計(jì)決定都已經(jīng)或很大程度上受到了USA17設(shè)計(jì)的影響，因?yàn)樗麄兊难邪l(fā)團(tuán)隊(duì)比我有更高的預(yù)算和經(jīng)驗(yàn)。一些設(shè)計(jì)借用的是穿浪支腿，橫梁幾何，船體布局。這三個(gè)已經(jīng)滿足上面的第1點(diǎn)、第2點(diǎn)和第4點(diǎn)。但是，必須對(duì)所有內(nèi)容進(jìn)行修改，以支持RC/模型比例和速度，從而支持第3點(diǎn)。
為了在這個(gè)尺寸下提供足夠的排水量，所有3個(gè)船殼的寬度相對(duì)于它們的長(zhǎng)度都增加了，這在全尺寸三體船上會(huì)引入太多的阻力。然而，在這個(gè)比例中，額外的浮力優(yōu)先。類似地，在滿標(biāo)度tri的速度下，需要更小的控制面來實(shí)現(xiàn)有效的控制。然而，在低速時(shí)，需要相對(duì)于船的尺寸更大的控制面。方向舵和兩個(gè)翼都增大了。另外，為了在航行時(shí)提供更大的升力，兩個(gè)翼片是不對(duì)稱的。
三維印刷適性是通過有限的使用懸挑，一般簡(jiǎn)單的單壁船體截面沒有交叉支撐。所有船體部分可以摩擦配合在一起。
測(cè)試：
在打印和裝配所有的零件后，我很高興地說，它是浮動(dòng)的！它不僅是浮動(dòng)的，而且支持大量的coi。然而，有一些變化，可以幫助設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上，以及容易印刷和組裝和它的航行能力。
主船體的大中間船體部分太弱，沒有任何交叉或內(nèi)部支撐。我在拆除印刷支架的時(shí)候把船體弄裂了，然后把它重新環(huán)氧合在一起，然后把它和主船體的后部連接起來，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它的配合不夠緊密，不能提供防水密封。這可以通過將壁厚從2毫米增加到3毫米來彌補(bǔ)，或者更優(yōu)選地，增加內(nèi)部船體橫梁和支柱。此更改將添加到veion 2中。
支腿實(shí)際上提供了足夠的浮力來支撐整個(gè)船的重量，但是我把太多的注意力放在支腿前面的浮力上，以防止航行時(shí)的前俯沖。如果這艘船真的同時(shí)飛了其他兩個(gè)船體，它很可能會(huì)向后翻轉(zhuǎn)，因?yàn)橹戎械母×χ行倪^于靠近質(zhì)量/重心。
在veion 2中，我將增加支腿的深度和寬度，使其長(zhǎng)度的最后1/3，以便將浮力的中心移回來。重要的是要注意，這將是一個(gè)問題，只有當(dāng)它是風(fēng)足夠?qū)е氯w船飛行它的其他兩個(gè)船體，并在逆風(fēng)行駛。
我發(fā)現(xiàn)，垂直打印船體部分是減少打印支持和提高船體表面質(zhì)量的最佳方向。然而，一些部件使這一點(diǎn)很困難，例如主船體的后部。由于舵支架位于該部分的末端，因此垂直印刷需要重型支架，并大大降低了船體后部的質(zhì)量。
在veion 2中，我將把方向舵支架從船體后部分開，這樣船體后部可以垂直打印，平頭平放在床身上。分離的舵安裝也將考慮到伺服和控制設(shè)計(jì)的靈活性在未來，以及容易更換，如果必要的。
結(jié)論：
雖然在我為veion 2設(shè)計(jì)的時(shí)候有一些缺陷需要解決，但是fit-veion仍然是功能性的和好看的。它的外觀類似于它的ipiration，usa17，并且仍然以coi的形式支持重量。這是相對(duì)容易的三維打印，也表明，大模型可以與一個(gè)相對(duì)較小的三維打印機(jī)，只要它是專為。裝配本來可以更容易，但最終需要相對(duì)較少的整理工作（注：我已經(jīng)砂光和環(huán)氧樹脂的所有接頭，因?yàn)槲蚁胍粋€(gè)更好的最終產(chǎn)品，但這不是必要的，以有一個(gè)功能性的三體船）。
總而言之，這個(gè)項(xiàng)目從頭到尾都非常有趣。我喜歡設(shè)計(jì)一艘既漂亮又實(shí)用的船。它使我能夠認(rèn)真探索solidworks中的曲面建模，并且比我完成的任何其他項(xiàng)目都更能提高我對(duì)三維建模的掌握。在未來，我將使用這個(gè)模型來學(xué)習(xí)和完善solidworks中的模具制作功能，并希望創(chuàng)建一個(gè)玻璃纖維面紗的三體船。
構(gòu)建日志和初始想法/描述：
這是一艘由BOR90/USA 17號(hào)三體船駕駛的半比例三體船，在2010年美國(guó)杯上獲得了勝利?？傞L(zhǎng)度為500毫米，寬度近450毫米，總位移量為559527立方毫米，這種型號(hào)被分解成適合20厘米×20厘米制版打印機(jī)的部件。
7月15日-大約完成一半的機(jī)翼，決定拋出它的船體渲染。
7月14日-打印完所有零件！一切都配合在一起，看起來不錯(cuò)，總印刷時(shí)間約為60小時(shí)（天啊…）；它真的很大。我已經(jīng)為“捕風(fēng)挑戰(zhàn)”設(shè)計(jì)了一半的機(jī)翼，它長(zhǎng)150毫米，高600毫米，寬20毫米。它使用NACA0015作為前元件，NACA006作為后元件，并將被分解成大約12個(gè)部分進(jìn)行打印。在接下來的幾天里，我將對(duì)船體進(jìn)行環(huán)氧涂層/涂漆/防水處理，并拍攝一段視頻，拍攝更多照片，讓它漂浮/保持coi。
用環(huán)氧樹脂或強(qiáng)力膠將船體部件連接在一起，然后用M3螺釘將船體連接到橫梁上。
我也在為這個(gè)型號(hào)設(shè)計(jì)一個(gè)600毫米高的功能性剛性翼帆，但是為了“MakeItFloat挑戰(zhàn)賽”的目的，這個(gè)部分不應(yīng)該包括在內(nèi)，因?yàn)樗鼤?huì)增加大量的重量。
關(guān)于模型：
使用Solidworks 2014設(shè)計(jì)
采用質(zhì)量和浮力模擬方法對(duì)質(zhì)量中心和浮力中心進(jìn)行匹配，完成后將質(zhì)量中心和浮力中心沿z方向?qū)R。
支腿對(duì)船頭有較大的浮力，因此當(dāng)三體船在波浪中航行時(shí)，不太可能使撐桿傾斜。
在完成翼帆后，將增加一個(gè)匕首板/龍骨，以便在正確航行時(shí)提供向前運(yùn)動(dòng)的力平衡（用于“捕風(fēng)挑戰(zhàn)賽”）。
所需零件：
2x橫梁左
2x橫梁右
2x前支腿
2倍