Методическая разработка "Подводная лодка Бушнелла"
Инфоурок Доп. образование Другие методич. материалыМетодическая разработка "Подводная лодка Бушнелла"

Методическая разработка "Подводная лодка Бушнелла"

Скачать материал

МУНИЦИПАЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СТАНЦИЯ ЮНЫХ ТЕХНИКОВ ГОРОДА МАКЕЕВКИ»

 

 

 

 

 

Подводная лодка «Бушнелла» 

Методические рекомендации

 

 

Лохманова Оксана Юрьевна, педагог дополнительного образования

 

 

 

 

 

 

2021

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................... 3

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О ПОДВОДНОЙ ЛОДКЕ......................................................... 3

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ........................................................................................... 7

ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛИ.................................................................................... 8

Изготовление корпуса................................................................................................................... 8

Изготовление деталей.................................................................................................................. 10

Сборка модели.............................................................................................................................. 15

Окраска модели............................................................................................................................ 16

ВЫВОДЫ...................................................................................................................................... 17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................... 17

ПРИЛОЖЕНИЕ............................................................................................................................ 18

 

ВВЕДЕНИЕ

Судомоделизм – один из популярных видов детского технического творчества. Занимаясь им, учащиеся закрепляют и углубляют знания по математике, физике, черчению, истории, применяют их на практике и, кроме того, получают дополнительные знания, умения и навыки по технологии изготовления действующих моделей кораблей и судов. Таким образом, судомоделизм способствует расширению политехнического кругозора учащихся.

Судомоделизм воспитывает у ребят любовь к труду, целеустремленность, самостоятельность, усидчивость, терпение, способствует формированию личности каждого подростка.

Занимаясь любимым делом, учащиеся более активно приобретают новые знания, легче и раньше других определяются с выбором будущей профессии и, как правило, добиваются лучших результатов. Кроме того, судомоделизм представляет собой творческий, производительный труд, который способствует развитию интеллектуальных способностей ребенка, формированию гражданско-патриотических качеств ичности.

В данной работе приводится подробное описание процесса постройки простейшей модели подводной лодки с использованием простейших материалов. Данная работа рассчитана на обучающихся в возрасте от 7 лет. 

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О ПОДВОДНОЙ ЛОДКЕ

С древних времён человек осваивал морские глубины, непрерывно совершенствуя технику подводных погружений. Первым устройством, позволявшим находится под водой был водолазный колокол. Первое упоминание о водолазном колоколе было сделано Герадотом ещё в 450 году до н.э. Конструктивно водолазный колокол был выполнен в виде короба или опрокинутой бочки. Колокол с находящимся внутри водолазом опускали под воду с борта корабля и находящийся внутри воздух имел давление, равное давлению окружающей его воды. Внутреннее воздушное пространство колокола позволяло водолазу некоторое время дышать и совершать активные действия— выходить, либо выплывать наружу для осмотра и ремонта подводной части судов, либо для поиска затонувших сокровищ. Выполнив работу, водолаз возвращался в колокол и устройство при помощи крана или лебёдки поднимали на поверхность моря (рисунок 2.1.). Достоверно известно, что в середине XVII века шведские водолазы под руководством Альбректа фон Трейлебена при помощи водолазного колокола сумели поднять на поверхность свыше 50 пушек с затонувшего корабля Ваза. Также известно описание успешного применения водолазного колокола в XIX веке для подъёма золотых слитков и монет с затонувшего британского фрегата «Тетис».

  

Рисунок 2.1. Водолазный колокол

Несомненно, подводный колокол ограничивал находящегося в нём человека в свободе перемещения и создавал проблемы с обзором. Требовалось превратить колокол в подводный корабль. Для этого следовало обеспечить герметичность корпуса, изобрести двигатель, обеспечить самостоятельное погружение и всплытие судна, а также обеспечить безопасность экипажа во время подводного плавания.

Долгое время идея подводного судна не находила практической реализации. Различные учёные и инженеры создавали проекты таких кораблей, но технический уровень того времени не позволял воплотить их в жизнь. Авторство первого практически осуществлённого проекта приписывают голландцу Корнелию ван Дреббелю, который в 1620 году построил подводную «галеру», которая была рассчитана на 12 гребцов и 3 пассажиров. «Галера» не имела вооружения, она могла погружаться на глубину 4-5 метров и проводилась в движение вёслами.

В нашей стране первые свидетельства о создании подводного судна относятся к 1718 году, когда корабельный плотник Ефим Никонов подал «челобитную» Царю Петру I с предложением о постройке «потаённого судна» (рисунок 2.2.). В 1720 году в присутствии Петра I судно было испытано, но дальнейшие работы по данной теме не проводились.

 

Рисунок 2.2. «Потаённое судно» Ефима Никонова.

Но первым подводным боевым кораблём по праву считается «ТАРТЛ» («ЧЕРЕПАХА») американского изобретателя Дэвида Бушнелла (рисунок 2.3.).

 

Рисунок 2.3. Подводная лодка Бушнелла.

1 - Винт для движения по горизонтали; 2 - Бур. В подводном положении «водитель» сверлил днище корабля, затем выдергивал крепление мины, активируя часовой механизм; 3 - Винт для вертикального движения; 4 - Два шноркеля остроумной конструкции для вентиляции, при погружении автоматически закрывались; 5 - Мина, привязанная к острию бура; 6 - Руль (управлялся спиной или ногами); 7 - Помпа для закачивания балластной воды; 8 - Свинцовый балласт-балансир; 9 - «Приборная панель»: компас и глубиномер.

Все четыре требования, которым должна удовлетворять подводная лодка:

погружение-всплытие, передвижение, снабжение экипажа свежим воздухом и способность нести наступательное оружие, - были выполнены изобретателем с исчерпывающей для тех лет полнотой.  Корпус «Черепахи» представлял собой яйцеобразную оболочку из дубовых досок, толщиной 15мм, стянутых железными обручами и проконопаченных смолой. В нижней части находились балластные цистерны, заполняя которые командир лодки, совмещавший в одном лице весь экипаж, мог заставить свой корабль погрузиться под воду. Кроме этих цистерн, в распоряжении командира был ещё вертикальный винт, вращая который с помощью рукоятки можно было мерять глубину погружения. Для горизонтального передвижения был установлен второй винт, также вращаемый вручную. В верхней части лодки была вмонтирована невысокая медная башенка с герметичным люком и иллюминаторами, через которые командир мог вести наблюдение. Через крышу башенки были пропущены две трубки, снабженные клапанами. Через одну подавался воздух, через другую выбрасывался наружу насыщенный углекислотой.  Наступательное оружие «Черепахи» - мина, начинённая 45 килограммами пороха, - крепилось к корпусу снаружи. По задумке изобретателя мина должна была закрепляться под днищем атакуемого корабля при помощи бура установленного в верхней части корпуса.

Ближе к полуночи, 6 сентября 1776 года, при благоприятных погодных условиях решено было действовать. С помощью небольшой весельной лодки, соблюдая осторожность и тишину «Черепаха» была отбуксирована в сторону Английского 64 пуше чного фрегата «Игл», на пол пути к Стейтен-айленд, Ли забрался внутрь субмарины и закрыл люк рубки за собой. Впервые в истории военных сражений, подводное судно готовилось атаковать! После упорной работы рычагами, приводящими винты, Ли подобрался вплотную к английскому кораблю, полностью погрузился, приняв некоторое количество воды. Когда «Черепаха» прошла некоторое расстояние, Ли накачал немного воздуха в балластную цистерну и глухой удар возместил о том, что лодка находится непосредственно под днищем цели. В течении нескольких минут бесстрашный моряк безуспешно пытался закрепить бомбу – ему не повезло, именно в этом месте днище было покрыто металлическими пластинами так что сверло беспомощно скоблило по ним.

Необходимость пополнить запас воздуха заставила его всплыть и еще раз повторить свою попытку, но и она закончилась неудачно. Ничего не оставалось, как бросить тщетные попытки просверлить корпус английского флагмана и всплыть на поверхность. Ли был изнурен, набегающее течение могло унести его утлое судно в открытое море, более не заботясь о скрытности, он выпустил всю воду из балластного бака и стал грести изо всех сил. Но треть корпуса «Черепахи» заметно выступала из воды так, что субмарина стала видна на поверхности. С рассветом, английский патруль с Говернор Айлэнд заметил какой-то предмет на поверхности, и чтобы обмануть и дезориентировать их Ли отсоединил 113 килограммовую часовую бомбу от подлодки и набрав скорость достиг Батареи и таким образом был в безопасности. Спустя положенное время бомба взорвалась, вызвав немалый переполох на английских судах, которые в спешном порядке снялись с якоря и отошли в более безопасное место залива.

И, хотя непосредственная миссия «Черепахи» окончилась неудачей, историки не склонны считать те события полным провалом. Взрыв бомбы заставил английские корабли сместиться в новое расположение, откуда они не могли так эффективно осуществлять блокаду, как прежде. А также, несмотря на то, что «Черепаха» не смогла повредить ни один корабль, эффект от ее использования был чрезвычайно ошеломляющим. 

Сегодня мы рассмотрим, как изготовить копию подводной лодки «Бушнелла». Процесс изготовления непростой, поэтому работа займет 3-4 занятия. Начнем изготовление модели, прежде всего с подготовки всех материалов и оборудования.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

-  коврик для резки;

-  нож дизайнерский (модельный);

-  игла швейная;

-  пинцет модельный;

-  сверла диаметром 1.0, 1.5 и 4.0 мм;

-  надфиль плоский;

-  линейка металлическая;

-  набор лекал;

-  ножницы обычные;

-  ножницы закруглённые;

-  кусачки;

-  набор пробойников;

-  проволока медная и алюминиевая;

-  клей ПВА;

-  бумага туалетная или салфетка;

-  картон толщиной 0.5 мм; 

-  яйцо куриное;

-  распечатка деталей модели на бумаге плотностью 160 гр/м2 формата А4

-  краски акриловые в ассортименте;

-  кисти художественные;

-  сборочная схема модели и модель эталон, выполненная руководителем

ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛИ

Изготовление корпуса.

Прежде, чем приступать к изготовлению модели, необходимо внимательно ознакомиться с чертежами и выкройками.  На чертежах модель подводной лодки Бушнелла показана в масштабе 1:5 от натуральной величины. Для удобства восприятия детали, относящиеся к одному узлу окрашены в один цвет, но при финальной отделке модели они окрашиваются в цвета, соответствующие настоящей подлодке.

Так как корпус настоящей лодки имел овальную, яйцеобразную форму, проще всего использовать для корпуса модели скорлупу обычного куриного яйца. 

Толстой иголкой, аккуратно, прокалывается по одному отверстию снизу и сверху яйца и его содержимое выдувается в блюдце. Подготовленную таким образом скорлупу необходимо хорошо промыть внутри и просушить.

 

Используя обычную туалетную бумагу и клей ПВА необходимо обклеить скорлупу. Кусочки туалетной бумаги необходимо смочить клеем ПВА и дать им промокнуть, затем наложить их на скорлупу, тщательно разглаживая.

 

 После тщательной просушки заготовку корпуса необходимо зачистить наждачной бумагой. При выявлении дефектов их нужно устранить оклейкой бумагой с последующей зачисткой.  

 

 

К нижней части корпуса необходимо приклеить балластный киль, деталь 10 (Приложение), предварительно склеенное в конус. В месте стыка балластного киля 10 с корпусом необходимо приклеить кольцо 9 (Приложение).

 

Пробойником диаметром 13мм из картона толщиной 0.5 мм сделать два кружка и склеить их между собой. Мы получим деталь 13 (Приложение), втулку винта горизонтального движения. Готовую деталь нужно приклеить к передней части корпуса согласно рисунку.

 

На следующем этапе, для сохранности готового корпуса и удобства в последующей работе необходимо изготовить подставку. 

При помощи закруглённых ножниц вырезать детали 6 и 7 (Приложение). Проглаживая деталь 7 через край стола или ножницы свернуть её в усечённый конус и склеить концы детали клеем ПВА. Готовый усечённый конус приклеить встык на деталь 6. После просушки покрасить подставку под цвет дерева коричневой краской.

 

 

Изготовление деталей

При помощи ножа, линейки и лекала вырезать корпус мины деталь 1 (Приложение) и крышку деталь 2 (Приложение). Вырезанные детали согнуть по линиям сгиба и склеить клеем ПВА. После высыхания клея приклеить узел на корпус лодки.

 

 

 

Из вырезанной детали 8 (Приложение) свернуть втулку винта вертикального движения, и приклеить её согласно рисунку на корпус. По краю втулки 8 приклеить фланец 21 (Приложение).

 

Из вырезанной детали 4 (Приложение) свернуть втулку руля направления, и приклеить её согласно рисунку на корпус. По краю втулки 4 приклеить фланец 21

(Приложение).

 

 

 

Пробойником диаметром 4 мм из картона толщиной 0.5 мм сделать два кружка и приклеить их к торцам втулок 8 и 4 (Приложение).

 

 

Для изготовления башенки необходимо вырезать детали 3, 5 и 11 (Приложение). Деталь 3 сворачивается в трубочку и склеивается клеем ПВА. Сверху на полученный цилиндр приклеивается крышка, собранная из деталей 5 и 11. 

 

 

Из медной проволоки диаметром 0.5 мм изготавливаем иллюминаторы, для этого накручиваем проволоку на хвостовик сверла диаметром 4.0 мм. Полученную таким образом пружинку снимаем со сверла и при помощи кусачек разрезаем на колечки.

Колечки иллюминаторов приклеиваем на деталь 3 (Приложение).

 

 

 

 Готовая башенка приклеивается к корпусу лодки согласно схеме сборки. По нижнему краю башенки, в месте стыка её с корпусом необходимо приклеить кольцо 9 (Приложение). 

 

Для изготовления винтов горизонтального и вертикального движения необходимо вырезать детали винтовых поверхностей 19 и 18 (Приложение) соответственно. Каждая винтовая поверхность состоит из двух деталей, которые необходимо склеить концами между собой. 

 

Для изготовления ступиц необходимо отрезать полоску бумаги размером 13х100 мм. Вырезанную полоску необходимо скрутить в тугую трубку до получения диаметра 4 мм. После склеивания ступицы лишнюю бумагу необходимо срезать ножом.

 

На готовые ступицы приклеиваются винтовые поверхности 19 и 18 (Приложение). В процессе приклеивания детали винтовых поверхностей нужно равномерно растянуть вдоль по ступицам для получения деталей в виде винта Архимеда. Вид винтов показан на рисунке общего вида.

 

Для изготовления руля направления из проволоки диаметром 1.0 мм необходимо сделать румпель. Размеры и форма румпеля соответствуют виду детали 20 (Приложение). К румпелю приклеивается перо руля, деталь 12 (Приложение) так как показано на рисунке.  

 

Из медной проволоки диаметром 0.5 мм при помощи сверла диаметром 1.5 мм делается рым для каната крепления мины 14 (Приложение). Также из медной проволоки необходимо изготовить запорный винт 16 (Приложение), и бур 22 (Приложение). Для изготовления бура необходимо отрезать кусочек медной проволоки диаметром 0.5 мм и длиной 40 мм. Полученный отрезок проволоки нужно сложить пополам вокруг сверла диаметром 1.0 мм. Зажав концы пинцетом, вращая сверло на другом конце скручиваем проволоку. Образовавшуюся на конце петельку отрезаем кусачками.

 

Из алюминиевой проволоки диаметром 1.5 мм изготавливаются две вентиляционных трубки 15 (Приложение).

 

 

 Сборка модели

Закончив изготовление корпуса и всех деталей, необходимо выполнить сбоку модели. Сверлом диаметром 1.0 мм просверливаем отверстия в крыше башенки для установки вентиляционных трубок 15 (Приложение), запорного винта 16 и бура 22 (Приложение). Во втулках винта горизонтального движения 13 (Приложение), вертикального движения 8 (Приложение) и руля 4 (Приложение) сверлом 1.0 мм делаются отверстия для установки винтов и руля. Выполнив все необходимые отверстия произвести примерку всех деталей, убедится в том, что они легко становятся на свои места.

Выполняется приклеивание всех деталей с помощью клея ПВА.

Окраска модели

Для окраски модели следует использовать акриловые краски. Понадобятся следующие цвета:

-  чёрный: для окраски корпуса лодки;

-  медная: для окраски командирской мины, башенки, винтов вертикального и горизонтального движения, вентиляционных трубок, втулок винтов и руля, рам иллюминаторов командирской башенки;  - голубая: для окраски стёкол в иллюминаторах;  - коричневая для окраски подставки.

В первую очередь выполняется окраска подставки. После полного высыхания подставки выполняется окраска корпуса. Удерживая модель за командирскую башенку выполнить окраску корпуса лодки и мины. После полного высыхания краски корпус лодки устанавливается на подставку.

Далее выполняется окраска командирской башенки и других деталей в цвета указанные ранее.

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

В данном сборнике предложены методические рекомендации по изготовлению модели подводной лодки «Бушнелла» для педагогов школ и руководителей кружков технического направления. Материал, предложенный в сборнике адаптирован для детей младшего и среднего школьного возраста. Схемы и рисунки как можно более просты и понятны. 

Соблюдая методические рекомендации, дети так же могут самостоятельно изготовить данную модель и пополнить свою коллекцию моделей судов новым экспонатом. 

Удачи!

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Целовальников А.С. Справочник судомоделиста. Ч. II. – М., 1981.

2.      Воробьев П.М., Соловьев К. Альбом для начинающих судомоделистов: «Модель подводной лодки «Декабрист»». – М., 1991.

3.      Кириллов И.В. Альбом чертежей моделей для начинающих судомоделистов. – М., 1990.

4.      Левша, приложение к журналу «Юных техник», 2009

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Пожаловаться на материал
Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

также Вы можете выбрать тип материала:

Краткое описание документа:

Представлена методическая разработка по изготовлению модели подводной лодки "Бушнела" для обучающихся 1-4 классов по программе "Начальное судомоделирование" (авторская программа по судомодельному направлению Лохманова О.Ю)

Проверен экспертом

Общая информация

Скачать материал

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.