梦想成真-气垫输具（Hovercraft）的设计与制作.PDFVIP

夢想成真－氣墊輸具(Hovercraft)的設計與製作 朱耀明老師 壹、前言 交通工具為人類生活中重要的科技產物。在人類的文明發展過程中，各種 交通工具不斷的被開發出來。本教學活動乃從原始構想開始，並提供設備 與基本材料，讓參與者能夠依照其構思，逐步實現，完成作品。透過整體 的設計與製作過程，體會科技發展的歷程，與科技發展中所需要的知能。 期望透過實際的創作與問題的解決，體驗科技之特質，有助瞭解自然與生 活科技領域中，生活科技教學之意義。 貳、簡介 一、氣墊輸具的發展背景 水路兩用車一直是人類在交通工具發展史上的夢想。許多人都投注心 力，期望開發水路兩用車。在科幻片中，水路兩用或陸空兩用車等夢想性 交通工具不斷出現在劇情之中。氣墊船則為最接近幻想中的具體載具，因 為它既可以貼近水面航行，又可以像汽車一樣在陸地行駛，還可以在空中 飛行，是界于車、船和飛行之間的一種特殊的載具。澳大利亞墨爾本雷特 公司研製出的氣墊飛行船，能漂浮，飛翔和盤旋。它能耐水面或陸地上數 米高掠過，速度最高可達 300 公里／時。 氣墊船之構想早在 1870 年代 John Thornycroft 提出了 air cushion 效應的 概念，作為減少阻力的機械應用，往後不斷有設計及機械人員嘗試利用他 的氣墊構想。直到引擎效率的提升，才有氣墊船 的產生。 氣墊船係英國人凱利斯托佛(Christopher Cockerell)於 1958 年首創，並於 1959 年與法國的 Jean Bertin 公司合作，製造出第一艘氣墊模型船 並成功的飛離地面，引起世界各國的重視，由於 ， 气垫船设计与制作: 氣墊船具有獨特的高速航行性、強韌的耐波性、障礙超越性以及防雷安全 等特性，極具軍事價值。目前已經普遍被應用於運動、運輸、海岸工程以 及軍事用途。 二、基本原理 氣墊船之基本設計原理，乃是利用一具或多具風扇將空氣送至船底，藉 反作用力將船身托起，使船體與地面或水面之間形成一層氣墊(Air Cushion)，因氣墊的作用使其船體的重量平均分佈於整個底面，將操作表面 單位面積所受的壓力降至最低。氣墊船能適應各種表面，且能裝載大量貨 品而不致影響其操作。更由於氣墊作用使其離開地面而漂浮，船身和地面 的摩擦力幾乎為零，並利用氣體的橫向反作用力，使船身得以前、後、左、 右運動，再加上適當的推進系統後，它就能在各種地形高速行駛。 參、「設計與製作」 一、設計需求 設計知識+設計程序 設計可能方案 二、設計與製作循環系統 肆、活動目的 一、體驗科技發展的歷程 二、以氣墊車探討「設計與製作」之教學詮釋 三、討論科技與科學的互動與關係 四、啟發生活科技之教學活動的開發 伍、活動 一、問題：設計與製作出一台可以浮起來的氣墊輸具。 二、設備與材料：保力龍、小馬達、氣球、螺旋槳、膠帶、雙面膠、保力龍 膠、30cm 直尺、美工刀、導線、AAA 電池 三、構想描述 1、請用文字或圖描述您的初步構想？與強調的重點 2、請說明此構想的來源？來自於圖片？經驗？ 气垫船设计与制作: 3、請列出解決此問題所需處理的事項？如「如何浮起來？」、「動力為 何？」 四、設計 1、請列出完成輸具需要注意哪些知識？具備哪些技能？ 2、請具體說明您製作氣墊輸具的預定步驟 3、請繪出您的設計圖 4、請描述輸具設計時的歷程 A、您一開始如何進行設計輸具？ B、您做了哪些調整？為何？ 五、製作 1、請列出所需的材料、設備與工具。 2、您描述遭遇到哪些問題與困難？您如何解決？例如大小尺寸？動力 來源？位置？為何？ 3、解決這些問題需要應用哪些知能？您的這些知能來自於何處？ 陸、參考構想 柒、簡易製作範例 气垫船设计与制作: 捌、問題討論 一、「設計與製作」的詮釋 二、科學與科技間的互動 气垫船设计与制作: