AlibreDesign助我设计雪崩爆破新方法灌粉机

2022-09-15

Alibre Design助我设计雪崩爆破新方法

Alibre Design助我设计雪崩爆破新方法 2011：从直升机窗口投掷炸药，让它在山体上爆炸，能起到预防自然灾难性雪崩的作用。它也有点让人头疼，机舱里堆放着200公斤的炸药，而背后却有人拿着打火机、火柴之类东西，这始终让我感觉有点紧张。这种情况非常危险，于是我觉得应该想出更好的方法来控制雪崩。能随时爆炸的设想一直强烈地激励着我。毫无疑问，在这种情况下，过分紧张是发明之母。我的发明是雪崩爆破，一种用空运来移走山脉上积雪的方法，而不采用传统的爆破手段。

由Alibre Design 设计的雪崩爆破“弹仓”模型，这些弹药释放出来的能量可供 11 个橡胶气象（探测）气球使用。

弹仓沿着器械底部绕成一圈

弹药库特写及相关说明

移动山脉大部分雪崩的缓解会采用下述两种方法之一。作为飞行员，我最熟悉的方式是利用空投来缓解雪崩：封闭道路，驾着载满炸药的直升机，点燃炸药后将它投放到山坡上。另一种常规的方法在加拿大使用非常普遍，也是采用传统的装药方式，但是从地面大炮中射出去。在上述两种情况中，传统的炮弹在撞击到雪的时候，并不总是能引爆。大概有一半左右的炸药都是哑弹。没有爆炸的炸药或炮弹会留在山体中，这样就导致了另一种危险。如果将这些弹药遗留在那里，当春天冰雪融化的时候，一些徒步旅行者就会不小心遭遇到，那时这里就跟战场差不多了。为此，意大利政府下令所有未爆炸的弹药必须在24小时内找回。同时，冬季在危险地区翻山越岭地挖掘一些没有爆炸的炸药也是一件非常不安全的工作。运输以及储存炸药显然是非常危险的－在我经常工作的意大利阿尔卑斯山一些管辖区，更是严格地控制炸药的使用。比如说，他们需要提前三个星期提出申请许可。当你的工作依赖天气情况时，这些许可给你带来非常不便。机舱里堆放着200公斤的炸药，而背后却有人拿着打火机、火柴之类东西，这始终让我感觉有点紧张。构建一个 CAD 模型吧！我向我的合伙人提出了我的新设备构思，我的伙伴们都来自于意大利直升机公司 Elikos、Gabriel 和 Marco Kostner，他们经常遇到同样的危险境遇。我们预想的新设备能够不使用炸药却能释放出同样的爆炸力。由于我又是一个机械工程师，那就由我来设计这个新设备吧。雪崩爆破的概念就是建造一个机器，它能够用一根绳索悬挂在直升机上，并与机舱保持一个安全的距离。该设备将用爆炸气体注满位于器械底部1.5米大小的气象气球。所用的氢氧混合气体放入金属罐后，运输起来非常安全，而且不需要许可证。气球中的混合气体有严格的比例控制，不过气体本身会变得非常的不稳定。当通过远程控制方式点火后，气球将会爆炸，爆炸产生的威力相当于 2 到4 公斤炸药爆炸的威力。设计建模初期，我用的是已有的老版本CAD软件，但很快我就决定寻找一种更新的软件。一位美国朋友给我提供了关于Alibre的最新信息。于是我下载了免费测试版本 Alibre Design Xpress。免费测试版在功能上并没有太多限制，只对使用者能够装配的部件数量进行了控制。这实在是太棒了，因为我能在购买前测试它的所有功能。

空中监视：直升机舱内操作人员能远程控制雪崩爆破，包括新气球的装载、膨胀以及爆炸。雪崩爆破能够一次就发射 11 枚炸弹。包括摄像机在内的其他控制器可以让飞行员和操作员确保爆破确实命中目标。

实施爆炸：雪崩爆破设备由直升机带往冰雪厚积的山顶。与危险的传统爆炸装药方式（如炸药）不同，雪崩爆破装备依靠一个直径为 1.5米的气象气球，里面装满了爆炸性混合物。

就在我制造了一些零件和组件后，我发现 Alibre Design 非常容易上手，而且它的参数能够处理我头脑中已经形成的设计。我的设计将包含活动装置，如带锁的摆动架，它能够固定气体罐，还能够在直升机中途停靠时快速变换。我还设计了一个能装 11 个橡胶气球的弹仓，这个弹仓能绕底部旋转，并能自动加载新气球。Alibre Design 让我实现了曾经设想过的运动学概念。

雪崩爆破装置的外框能支持 4 个气体罐，气球弹仓和控制面板。

很显然，由于这个工程的完全装配包含了 300 多个模型部件，于是我就升级到了Alibre Design 完整版。考虑到它的功能，我觉得价格（不到 1,000 美元）还是相当合理的。我在立体建模方面经验不足，但是 Alibre Design 的命令相当直观，我没花多少时间就掌握了它的用法。我还从 Alibre 德国公司支撑部门代表 Ralf Schroedter 那儿得到了很多好建议，当我为了设计一个特别难的部件而不得不学习新功能时，他总是很乐于助人，并且还能指导我。我总共只用了两个星期就完成了整个设计。任何事物都由成本推动，我设计这种机器的理念是尽量保持简单。如果你能在自己车库里制作，不管怎样，你就不需要使用昂贵的计算机数控（CNC）铣床。尽管雪崩爆破机相当复杂，但只有三个部件需要 CNC 制造工艺。对于那些部件，我只需在建模软件中将模型输出到轧制（milling）模块中，而后交由外部制作者完成，这样就解决了所有难题。进行商用！我在Elikos 的合伙人在意大利 Dolomite 地区的滑雪胜地和山口处对雪崩爆破原型进行了两个季节的测试。总共发射了 500 多个气球。与传统的只有50％的引爆率相比，雪崩爆破成功清除积雪率达到80%。该装置能在单次飞行中充满和发射11个气球。直升机上的操作员能在30秒内装载一个新气球。该装置也允许在地面上快速填充。氢氧气体罐能在5分钟内替换完毕。另外，机器有很多内置安全联动装置，还有一个摄像机可供操作员直接监视气球区域。 Werner Greipl 工具包软件：Alibre Design 8.2 参数化立体建模器（建模时）Alibre Design 的最新版本是 9.0，价格为 995 美元Alibre Design Xpress（供下载的免费版本－试用期为 30 天）软件：● 运行 Windows XP Professional 的 PC● 1024 x 768 屏幕分辨率● 支持 DirectX 9.0c 的视频卡：显存为 64 MB 或更高● 16 位或更高色● Intel Pentium 2 GHz● 1024 MB 内存● 1000 MB 虚拟内存雪崩爆破使得在直升机机舱里放置炸药不再有必要。不会留下任何没有爆炸的原料，而且气球本身的原料也是可生物降解的。与传统方法相比，雪崩爆破更安全，而且更加环保－这使得每个人感觉不再那么紧张。

一张有原型详细信息的照片，展示了气球的充气口。一旦气球充满爆炸混合气体，使用电火花塞就可以点燃气球。

完成后的Alibe 模型组合，由1,000多个部件组成。只有三个部件需要CNC 加工。

在测试成功后，我的公司将雪崩爆破设计方法出售给一个法国制造商，T.A.S，它是一家制作基于地面雪崩控制系统的公司。很快，他们就将把这种安全有效的空运方式投入商用。雪崩爆破的发明者Werner Griepl是一名德国工程师和飞行员。他还是慕尼黑直升机旅游公司（Helicopter Travel Munich）的总经理，他还运作着 Fun Flight und Helicopterdien-ste。他通过自己的Heli救援咨询公司（http://designnews.com.cn/0608-304.aspx）进行国际性的高山搜救培训。GAZEX雪崩纾解系统制造商T.A.S很快就将把该设备投入商用。DESIGN NEWS China(end)

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