Περιεχόμενα: 1. Εισαγωγή 2. Βιογραφικά 3. Θεωρητικό Υπόβαθρο 4. Χορηγίες 5. Κατανομή πόρων 6. Φάση σχεδίασης-πορεία κατασκευής 7. Περίπτερο 8.

Transcript

1

2 Περιεχόμενα: 1. Εισαγωγή 2. Βιογραφικά 3. Θεωρητικό Υπόβαθρο 4. Χορηγίες 5. Κατανομή πόρων 6. Φάση σχεδίασης-πορεία κατασκευής 7. Περίπτερο 8. Ορθογραφική Προβολή 9. Χρόνοι Αντίδρασης 10. Χρονοδιαγράμματα 11. Βιβλιογραφία

3 Εισαγωγή: Είμαστε ομάδα μαθητών με το όνομα Ερμής F1, από το Παγκύπριο Λύκειο Λάρνακας υπό την εποπτεία του υπευθύνου μας καθηγητή κ.πάρη Παπαδόπουλου και συμμετέχουμε στον διαγωνισμό F1 in Schools, στον οποίο λαμβάνουν μέρος μέχρι τώρα 25 σχολικές μονάδες από ολόκληρη την Κύπρο. Έμπνευση για το logo μας πήραμε από το σχολείο μας που έχει ως σήμα τον φτεροτό Ερμή που ήταν ο αγγελιοφόρος των Θεών και μάλιστα γρήγορος και έτσι το εφαρμόσαμε μαζί με το logo της Φόρμουλας 1. Mέλη: Ανδρέας Μέρτζιος, Πέτρος Λακκοτρύπης, Πέτρος Κωνσταντίνου, Ρομπέρτο Απτελμίσεχ, Χρίστος Μιχαηλίδης, Χρυσόστομος Χατζημηνάς Υπεύθυνος καθηγητής: Παρασκευάς Παπαδόπουλος Αρμοδιότητες: Υπεύθυνος Ομάδας (Ανδρέας Μέρτζιος): Το άτομο αυτό θα είναι υπεύθυνο για την διεύθυνση της ομάδας, εξασφαλίζοντας ότι το αυτοκίνητο θα είναι έτοιμο για τους τελικούς. Ο Υπεύθυνος Ομάδας συνεργάζεται στενά με όλα τα μέλη της ομάδας, προσφέροντας βοήθεια όπου χρειάζεται. Υπεύθυνος Πόρων (Χρίστος Μιχαηλίδης): Το άτομο αυτό οργανώνει τον χρόνο, τα υλικά και τον εξοπλισμό για την μελέτη και την κατασκευή των αυτοκινήτων. Ο Υπεύθυνος Πόρων θα χρειαστεί να έχει επαφή με όλα τα μέλη της ομάδας για να ελέγχει αν τα καθήκοντα και οι αποστολές προχωρούν εγκαίρως και να προσφέρει συμπληρωματική βοήθεια, εφόσον χρειάζεται. Κατασκευαστής Μηχανικός (Ρομπέρτο Απτελμίσεχ, Χρυσόστομος Χατζημηνάς ): Τα άτομα αυτά είναι υπεύθυνα να παρέχουν συμβουλές στα μέλη της ομάδας για την κατασκευή του αυτοκινήτου και τους περιορισμούς της μηχανουργικής διεργασίας. Οι Κατασκευαστές Μηχανικοί θα χρειαστεί να έχουν επαφή με τους Μελετητές Μηχανικούς για να αναφέρουν τα προβλήματα στην κατασκευή του αυτοκινήτου και να βοηθούν στην επίλυσή τους. Μελετητής Μηχανικός (Πέτρος Λακκοτρύπης, Πέτρος Κωνσταντίνου): Τα άτομα αυτά είναι υπεύθυνα για τον τρόπο σχεδιασμού και την αεροδυναμική επίδοση του αυτοκινήτου. Οι Μελετητές Μηχανικοί θα χρειαστεί να έχουν επαφή με τους Κατασκευαστές Μηχανικούς για να διασφαλιστεί ότι οι ιδέες τους μπορούν να υλοποιηθούν. Σχεδιαστής Γραφικών (Πέτρος Κωνσταντίνου): Το άτομο αυτό θα είναι υπεύθυνο για την παραγωγή των έγχρωμων σχημάτων που αφορούν το όχημα, συμπεριλαμβανομένων των τυχόν ειδικών επιγραφών για τους χορηγούς, μαζί με τις τελικές γραφιστικές αποδόσεις και το τυχόν συμπληρωματικό υλικό μάρκετινγκ της ομάδας. Υπεύθυνος Μάρκετινγκ και Επικοινωνίας (Ανδρέας Μέρτζιος): Το άτομο αυτό θα είναι υπεύθυνο για την για την ανάπτυξη του μάρκετινγκ της ομάδας και την εξεύρεση χορηγών. Ο Υπεύθυνος Μάρκετινγκ και Επικοινωνίας θα χρειαστεί να έχει επαφή με την Ομάδα Μάρκετινγκ του Προγράμματος F1 in Schools, τα τοπικά μέσα επικοινωνίας και τους πιθανούς χορηγούς ώστε να εξασφαλίσουν την μέγιστη κάλυψη για την ομάδα τους.

4 Βιογραφικά Είμαι ο Πέτρος Λακκοτρύπης 16 ετών, μαθητής του Παγκυπρίου Λυκείου Λάρνακας. Από μικρός μου άρεσε αρκετά η φυσική και τα μαθηματικά γι αυτό και άρπαξα την ευκαιρία να συμμετάσχω σε αυτήν την ομάδα. Στον ελεύθερο μου χρόνο ασχολούμαι με κατασκευές και πειράματα που περιλαμβάνουν κυρίως φυσική. Θεωρώ ότι αυτός ο διαγωνισμός είναι πολύ ενδιαφέρον γιατί πέρα από τις γνώσεις που θα αποκομίσουμε, πολύ σημαντική για μένα είναι και η ομαδική δουλειά. Είμαι ο Ανδρέας Μέρτζιος, 17 ετών,και φοιτώ στο Παγκύπριο Λύκειο Λάρνακας. Αγαπημένα μου μαθήματα είναι η Φυσική και Σχεδιασμός/Τεχνολογία. Αυτός ο διαγωνισμός μας προσφέρει την δυνατότητα να συνεργαστούμε ομαδικά και να εκπληρώσουμε τον στόχο μας, που δεν είναι άλλος από το ίδια την κατασκευή! Στον ελεύθερο μου χρόνο μου αρέσει να κάνω ποδήλατο και να κατασκευάζω πράγματα. Λέγομαι Πέτρος Κωνσταντίνου, κατοικώ στην Λάρνακα και είμαι 16 χρονών. Μπήκα στον διαγωνισμό αυτό για να εμπλουτίσω τις γνώσεις και για τις νέες εμπειρίες που με περιμένουν. Τα ενδιαφέροντα μου είναι να παρακολουθώ ταινίες και γενικά η τεχνολογία. Ονομάζομαι Χρίστος Μιχαηλίδης και είμαι 17 ετών.μου αρέσει η ποδηλασία, να βλέπω ταινίες και γενικα τα αυτοκίνητα. Ο λόγος που έχω μπει στο διαγωνισμό είναι ότι από μικρός μου άρεσε η Formula 1 όπου το είδωλο μου ήταν ο Michael Shumacher και πάντα ήθελα να σχεδιάσω ένα αυτοκινητάκι που έχει σχέση με την F1. Ονομάζομαι Ρομπέρτο Απτελμίσεχ από την Λάρνακα και είμαι 16 χρονών. Μου αρέσει το ποδόσφαιρο και τα ηλεκτρονικά παιχνίδια. Μπήκα στο διαγωνισμό επειδή παρακολουθούσα Formula 1, μου αρέσουν τα οχήματα της και με ενδιαφέρει να φτιάξω ένα δικό μου. Ονομάζομαι Χρυσόστομος Χατζημηνάς, είμαι 16 ετών. Θέλησα να συμμετάσχω σε αυτόν τον διαγωνισμό επειδή μου αρέσουν οι προκλήσεις καθώς και η σχεδίαση με 3D CAD.Μου αρέσει να δημιουργώ και ίσως σε αυτό να οφείλεται η αγάπη μου να προγραμματίζω στον ηλεκτρονικό υπολογιστή καθώς και να ασχολούμαι με την δημιουργία διαφόρων κατασκευών.

5 Θεωρητικό Υπόβαθρο Η Αεροδυναμική είναι κλάδος της μηχανικής και ιδιαίτερα της μηχανικής των ρευστών. Ο κλάδος αυτός μελετά τους νόμους που σχετίζονται με τη ροή του αέρα ή άλλων αερίων γύρω από τα διάφορα σώματα καθώς επίσης και τη κίνηση των σωμάτων μέσα στον αέρα. 1. Αρχές αεροδυναμικής Όταν το αυτοκίνητο βρίσκεται σε κίνηση δέχεται και εξασκεί δυνάμεις σε δύο κυρίως «τομείς»: το οδόστρωμα και το στρώμα αέρος που το περιβάλλει. Αεροδυναμική επομένως είναι το πεδίο δυνάμεων που απορρέουν από την κίνηση ενός στερεού σώματος μέσα στον αέρα. Η γνώση των παραμέτρων της αεροδυναμικής που σχετίζονται με το αυτοκίνητο θεωρείται αναγκαία προκειμένου να βελτιώσουμε τους ακόλουθους σημαντικούς τομείς επιδόσεων: 4. Σταθερότητα στους Πλευρικούς Ανέμους. 5. Μειωμένοι Θόρυβοι Αέρος. 1. Οικονομία καυσίμου. 2. Υψηλές Ταχύτητες. 3. Σταθερότητα Χειρισμών και Υψηλές Ταχύτητες. Η αεροδυναμική σήραγγα είναι το «εργαλείο» που χρησιμοποιείται ευρέως για την αεροδυναμική βελτίωση των επιδόσεων των αυτοκινήτων που είναι, όπως φαίνεται, εξαιρετικά εκτενής. Η χρήση της αεροσήραγγας στη βελτίωση ενός αυτοκινήτου θεωρείται προϋπόθεση για την επιτυχία του. Οι τρεις δυνάμεις που επιδρούν στο αυτοκίνητο που βρίσκεται εν κινήσει είναι η οπισθέλκουσα, η άνωση και η πλευρική δύναμη. Οπισθέλκουσα είναι η δύναμη που εμποδίζει το αυτοκίνητο από το να κινείται προς τα εμπρός, άνωση είναι η δύναμη που σηκώνει το αυτοκίνητο από το οδόστρωμα (απώλεια πρόσφυσης) και η πλευρική δύναμη είναι εκείνη που σπρώχνει το αυτοκίνητο από το πλάι. Οπισθέλκουσα Άνωση Πλάγια Δύναμη Υπάρχουν κάποιες αεροδυναμικές συνιστώσες που συμβάλλουν σημαντικά στην ευστάθεια ή μη του αυτοκινήτου. Η πρώτη είναι η "γωνία προσβολής"" του πρόσθιου τμήματος του αυτοκινήτου από τα αερονημάτια, που συμβάλλει στην ανύψωσή χου γύρω από το κέντρο βάρους του. Αυτή η συνιστώσα γύρω από το κέντρο βάρους προκαλεί τη "ροπή ανατροπής" όπως λέγεται στην αεροδυναμική ορολογία. Η ροπή ανατροπής επομένως συνδέεται άμεσα με τη γωνία προσβολής του αέρα και με την πρόσθια και οπίσθια τάση ανύψωσης του αυτοκινήτου. Η δεύτερη είναι η "ροπή εκτροπής" που προκαλείται όταν ο αέρας προσβάλλει το αυτοκίνητο υπό γωνία. Αυτή η συνιστώσα έχει και αποτέλεσμα να εκτρέψει το αυτοκίνητο από την πορεία του. Με λίγα λόγια, βρίσκουμε εξαιρετική δυσκολία στο να οδηγήσουμε το όχημα σε ευθεία γραμμ

6 Χορηγίες Νοουμένου της οικονομικής κρίσης που επικρατεί στην χώρα μας γνωρίζαμε εξ αρχής το βαθμό δυσκολίας εύρεσης χορηγών. Πρωταρχικά σκεφτήκαμε να απευθυνθούμε σε εταιρίες που σχετίζονται με την Φόρμουλα1. Έτσι επικοινωνήσαμε άμεσα με την Petrolina, η οποία είναι η μεγαλύτερη εταιρία πετρελαιοειδών στην Κύπρο. Έπειτα σκεφτήκαμε πως ο τουρισμός έχει ζωτικής σημασίας ρόλο στην οικονομία της Κύπρο. Με το σκεπτικό αυτό καταφέραμε να πάρουμε χορηγία από ένα μεγάλο, κεντρικό ξενοδοχείο της Λάρνακας, το Atrium Zenon. Ακόμη τα McDonalds, μια παγκοσμίου φήμης αλυσίδα φαστ φουντ, μας χρηματοδότησε στο έργο μας. Χρηματική χορηγοί μας είναι οι εξής: Atrium Zenon, McDonalds, Petrolina Υλικός Χορηγός ο οποιός μας έκοψε τα 2 μοντέλα σε μηχάνημα CNC χωρίς χρηματικό κέρδος παρά μόνο να μπει χορηγός μας Morfomichaniki Eχαριστούμε θερμά τους χορηγούς μας που μας βοήθησαν να υλοποιήσουμε αυτή την συμμετοχή στον φετινό διαγωνισμό της Formula 1 στα σχολεία. Κατανομή Πόρων 5% 14% 30% 9% 28% 10% 4% Ξύλο Balsa Φιαλλύδια CO2 Κατασκευή Σκελετού Περιπτέρου Πανό Μπογιές Φανέλες Λόγο του μεγάλου κόστους που είχε η διεκπεραίωση όλων των αναγκαίων πράξεων για την συμμετοχή μας στον διαγωνισμό, έπρεπε να εξασφαλίσουμε ικανοποιητικά χρηματικά ποσά από χορηγίες. Ευτυχώς καταφέραμε να μαζέψουμε το αναγκαίο ποσό και επίσης εξασφαλίσαμε την δωρεάν κοπή του Balsa με την μορφή χορηγίας. Πόστερ

7 Φάση σχεδίασης Μετά από έρευνα και μελέτη προηγουμένων εργασιών άλλων ομάδων, που έλαβαν μέρος στο διαγωνισμό της F1 στα σχολεία, κυρίως των νικητών σε προηγούμενες χρονιές, καταλήξαμε σε μια πρώτη ιδέα για το σχήμα του αυτοκινήτου που πιστεύουμε ικανοποιεί αρκετά κριτήρια τα οποία ευελπιστούμε ότι θα καταφέρουν να μας θέσουν και εμάς στην πρώτη θέση του διαγωνισμού. Αφού πειραματιστήκαμε αρκετά με το πρόγραμμα solidworks και αφού αποκτήσαμε κάποια άνεση με τη διαχείρισή του, ξεκινήσαμε να δημιουργούμε το σχήμα του αυτοκινήτου. Όταν τελικά φτιάξαμε ένα πρώτο σχήμα αυτοκίνητου, που εν μέρει μας ικανοποιούσε, αποφασίσαμε τη δημιουργία του προσχέδιου σε μια κόλλα χαρτί πάνω στην οποία θα υπακούμε για τη συνέχεια του σχεδιασμού και της διαμόρφωσης του αυτοκινήτου. Όπως όμως είναι φυσικό το τελικό σχήμα που πήρε το αυτοκινητάκι μας στο solidworks δεν συμφωνούσε απόλυτα στην ορθογραφική του προβολή λόγω των βελτιώσεων που κάναμε πάνω του με σκοπό τη δημιουργία ενός αεροδυναμικού αυτοκινήτου. Τις βελτιώσεις αυτές τις εφαρμόσαμε μετά από το τρέξιμο της λειτουργίας του airflow του solidworks και μετά τον εντοπισμό του κέντρου βάρους του αυτοκινήτου που προηγουμένως μας δημιουργούσε πρόβλημα με τις ροπές. Όταν τελειώσαμε με το σχεδιασμό του αυτοκινήτου αποφασίσαμε να παραδώσουμε το τρισδιάστατο αυτό μοντέλο του αυτοκινήτου, σε ειδικό, για την κοπή του. Μετά από αυτήν τη διαδικασία παρουσιάστηκαν καινούργια προβλήματα λόγω της αδυναμίας της μηχανής κοπής να ανταποκριθεί στην πιστή υλοποίηση της κατασκευής. Προβλήματα Το κέντρο βάρος του αυτοκινήτου πιο πίσω από τους πίσω τροχούς και αυτό δημιουργούσε προβλήματα ισορροπίας. Οι τροχοί δεν εφάρμοζαν και σφήνωναν στο χώρο τους. Λύσεις Δημιουργία εσοχών στο μπροστινό μέρος του αυτοκινήτου έτσι ώστε να τις γεμίσουμε με μολύβι με σκοπό να προσθέσουμε μάζα στο μπροστινό μέρος του αυτοκινήτου. Ακόμα ξύσιμο της τρύπας του φυσιγγίου για να μπορέσουμε να βάλουμε το φυσίγγιο υπό κλίση έτσι ώστε να σπρώχνει το αυτοκίνητο μπροστά για να μην γέρνει προς τα πίσω και να μην ισορροπεί. Εντατικό τρίψιμο και χρήση λιπαντικού στο χώρο που μπαίνουν οι τροχοί ώστε να κυλούν οι τροχοί. Οι άξονες πάνω στους οποίους εφαρμόζαμε τους τροχούς μετακινούνταν στις εσοχές στις οποίες τους βάλαμε. Το αυτοκινητάκι δεν κόπηκε συμμετρικά με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί άνοιγμα στον χώρο που μπαίνει το φυσίγγιο. χρήση ειδικού ζελέ έτσι ώστε οι άξονες να σταθεροποιηθούν και να μην μετακινούνται στον χώρο που τους βάλαμε αλλά και να περιστρέφονται καλύτερα. Χρησιμοποίηση στόκου για την κάλυψή του.

8 Ένα από τα πρώτα μας σχέδια στο χέρι Τελικό σχέδιο του μοντέλου μας χωρίς σημαντική ακρίβεια \ Τελικό σχέδιο στο λογισμικό SolidsWorks

9 Εκπαίδευση στο SolidWorks

10 Περίπτερο Μέρος του διαγωνισμού ήταν να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε ένα διαφημιστικό περίπτερο. Το περίπτερο κατασκευάστηκε από ξύλο που οι ίδιοι διαμορφώσαμε και το καλύψαμε με πανό. Το πανό περιέχει διάφορες φωτογραφίες σειριακά τοποθετημένες από στάδια της αρχή της σχεδίασης του αμαξιού σε χαρτί, της σχεδίασης στον υπολογιστή, της υλοποίησης και κατασκευής του μοντέλου μας, και τέλος της συναρμολόγησής του. Επίσης το πανό διαθέτει τους χορηγούς μας και τα βιογραφικά των μελών μας. Τελικό σχέδιο του πανό

11 Ορθογραφική προβολή

12 Χρόνοι αντίδρασης Αφού αρκετοί βαθμοί κερδίζονται στους αγώνες «χρόνου αντίδρασης» είπαμε τουλάχιστον να έχουμε τον πιο γρήγορο από την ομάδα μας για να μας αντιπροσωπεύσει σε αυτους τους αγώνες! Ετσι ψάξαμε και βρήκαμε το καλήτερο πρόγραμμα για αυτό τον σκοπό και αρχίσαμε τις δοκιμές. Βγάλαμε τον μέσο όρο του καθένα και βρήκαμε αυτόν με τα πιο γρήγορα αντανακλαστικά! Χρονοδιάγραμμα NOE. ΔΕΚ. ΙΑΝ. ΦΕΒΡ. ΜΑΡΤ. ΑΠΡ. ΜΑΙ. ΙΟΥΝ Εγγραφή Οργάνωση ομάδων Ανάπτυξη Ιδέας CAD Προθεσμία υποβολής υποψηφιοτήτων Ανάλυση/Δοκιμή Σχεδίων Ανα-Σχεδιασμός Ορθογραφικές Προβολές & Αποδόσεις CAD Κατασκευή αγων. αυτοκινήτου Γραφικά/Φινίρισμα Αυτοκινήτου Σχεδίαση Γραφικών & WEB Μάρκετινγκ & Χορηγίες Διεύθυνση Έργου (Project Management) Παγκύπριοι Τελικοί

13 Βιβλιογραφία: Βικιπαιδεία: Βιβλίο: young and freedman university physics book( συγγραφέας Hugh D. Young) the 8 edition Ιστοσελίδα για αεροδυναμική οχημάτων: Εγκυκλοπαίδεια Δομή Reaction time: