Разработки

ПАРЯЩИЙ НАД ВОЛНАМИ

27.12.2014

ПАРЯЩИЙ НАД ВОЛНАМИПАРЯЩИЙ НАД ВОЛНАМИКатер на воздушной подушке. Постройке транспортного средства, которое позволяло бы передвигаться как по суше, так и по воде, предшествовало знакомство с историей открытия и создания оригинальных амфибий—аппаратов на воздушной подушке (АВП), изучение принципиального их устройства, сравнение различных конструкций и схем. С этой целью я посетил немало интернетовских сайтов энтузиастов и создателей АВП (в том числе и зарубежных), познакомился с некоторыми из них очно.

 
В конце концов за прототип задуманного катера взял английский «Ховеркрафт» («парящее судно»—так в Великобритании называют АВП), построенный и испытанный тамошними энтузиастами. Наши наиболее интересные отечественные машины этого типа большей частью создавались для силовых ведомств, а в последние годы — для коммерческих целей, имели большие габариты, и потому мало подходили для любительского изготовления.
 
Мой аппарат на воздушной подушке (я его называю «Аэроджип»)—трехместный: пилот и пассажиры располагаются по Т-образной схеме, как на трицикле: пилот впереди посередине, а пассажиры позади рядом, один около другого. Машина одномоторная, с разделяющимся воздушным потоком, для чего в его кольцевом канале немного ниже его центра установлена специальная панель.
 
Катер-АВП состоит из трех основных частей: винтомоторной установки с трансмиссией, стеклопластикового корпуса и «юбки» — гибкого ограждения нижней части корпуса—так сказать, «наволочки» воздушной подушки.
 
Корпус «Аэроджипа». Он двойной: стеклопластиковый, состоит из внутренней и наружной оболочек.
 
Наружная оболочка имеет довольно простую конфигурацию—это всего лишь наклонные (около 50° к горизонтали) борта без днища—плоские почти по всей ширине и слегка выгнутые в верхней своей части. Носовая часть—скругленная, а задняя имеет вид наклонного транца. В верхней части по периметру наружной оболочки вырезаны продолговатые отверстия-пазы, а внизу снаружи закреплен в рым-болтах охватывающий оболочку трос для крепления к нему нижних частей сегментов.
 
«Аэроджип»
 
«Аэроджип»:
 
1 — сегмент (плотная ткань); 2 — швартовная утка (3 шт.); 3 — ветровой козырек; 4 — бортовая планка крепления сегментов; 5 — ручка (2 шт.); 6 — ограждение воздушного винта; 7 — кольцевой канал; 8 —руль направления (2 шт.); 9 — рычаг управления рулями; 10 — лючок доступа к бензобаку и аккумулятору; 11 — сиденье пилота; 12 — пассажирский диван; 13 — кожух двигателя; 14 — двигатель; 15 — наружная оболочка; 16 — наполнитель (пенопласт); 17 — внутренняя оболочка; 18 — разделительная панель; 19 — воздушный винт; 20 — втулка воздушного винта; 21 — приводной зубчатый ремень; 22 — узел для крепления нижней части сегмента
 
Теоретический чертеж корпуса
 
Теоретический чертеж корпуса:
 
1 — внутренняя оболочка; 2 — наружная оболочка
 
Внутренняя оболочка по конфигурации посложнее, чем наружная, поскольку она имеет практически все элементы маломерного судна (скажем, шлюпки или лодки); борта, днище, выгнутые планшири, небольшую палубу в носу (нет только верхней части транца в корме),—при этом выполненные, как одна деталь. К тому же по середине кокпита вдоль него к днищу приклеен еще отдельно отформованный туннель с банкой под сиденье водителя, В нем размещаются топливный бак и аккумулятор, а также проложен трос «газа» и трос управления рулями.
 
В кормовой части внутренней оболочки устроен своеобразный ют, приподнятый и открытый спереди. Он служит основанием кольцевого канала для воздушною винта, а его палуба-перемычка—разделителем воздушного потока, часть которого (поддерживающий поток) направляется в отверстие шахты, а другая часть—для создания пропульсивной силы тяги.
 
Все элементы корпуса: внутренняя и наружная оболочки, туннель и кольцевой канал—выклеивались по матрицам из стекломата толщиной около 2 мм на полиэфирной смоле. Конечно, эти смолы уступают винилэфирным и эпоксидным по адгезии, уровню фильтрации, усадке, а также выделению вредных веществ при высыхании, но имеют неоспоримое преимущество в цене—они значительно дешевле, что немаловажно. Для тех, кто намеревается использовать такие смолы, напомню, что помещение, где проводятся работы, должно иметь хорошую вентиляцию и температуру не менее 22°С.
 
Кормовая часть внутренней оболочки (в положении вверх днищем)
 
Кормовая часть внутренней оболочки (в положении вверх днищем)
 
Носовая часть наружной оболочки
 
Носовая часть наружной оболочки
 
Сборка внутренней и наружной оболочек (в положении вверх днищем)
 
Сборка внутренней и наружной оболочек (в положении вверх днищем)
 
Монтаж двигателя в кормовой части кокпита.  Горизонтальная полка в кольцевом канале воздушного винта разделительная панель
 
Монтаж двигателя в кормовой части кокпита. Горизонтальная полка в кольцевом канале воздушного винта разделительная панель
 
Крепление сегментов к корпусу
 
Крепление сегментов к корпусу
 
Матрицы изготавливались заранее по мастер-модели из таких же стекломатов на той же полиэфирной смоле, только толщина их стенок была побольше и составляла 7—8 мм (у оболочек корпуса—около 4 мм). Перед выклей-кой элементов с рабочей поверхности матрицы были тщательно убраны все шереховатости и задиры, и она трижды покрывалась разбавленным в скипидаре воском и полировалась. После этого на поверхность распылителем (или валиком) был нанесен тонкий слой (до 0,5 мм) гелькоута (цветного лака) выбранного желтого цвета.
 
После его высыхания начался процесс выклейки оболочки по следующей технологии. Вначале с помощью валика восковая поверхность матрицы и сторона стекломата с более мелкими порами промазываются смолой, и затем мат укладывается на матрицу и прикатывается до полного удаления воздуха из-под слоя (при необходимости можно сделать и небольшую прорезь в мате). Таким же образом укладываются и последующие слои стекломатов до требуемой толщины (4—5 мм), с установкой, где необходимо, закладных деталей (металлических и деревянных). Излишние лоскуты по краям обрезаются при выклейке «по-мокрому».
 
Рекомендуется для изготовления бортов корпуса использовать 2—3 слоя стекломата, а днища—до 4 слоев. При этом следует проклеить дополнительно еще все углы, а также места вворачивания крепежных деталей.
 
После отвердения смолы оболочка легко снимается с матрицы и обрабатывается: обтачиваются края, вырезаются пазы, сверлятся отверстия.
 
Для обеспечения непотопляемости «Аэроджипа» к внутренней оболочке приклеивают куски пенопласта (например, мебельного), оставляя свободными лишь каналы для прохода воздуха по всему периметру. Куски пенопласта склеиваются между собой смолой, а к внутренней оболочке прикрепляются полосками стекломата, тоже смазанными смолой.
 
После изготовления по отдельности наружной и внутренней оболочек они состыковываются, скрепляются струбцинами и саморезами, а затем соединяются (склеиваются) по периметру полосками промазанного полиэфирной смолой того же стекломата шириной 40—50 мм, из которого были изготовлены сами оболочки.
 
После этого корпус оставляют до полной полимеризации смолы.
 
Через сутки к верхнему стыку оболочек по периметру прикрепляют вытяжными заклепками дюралюминиевую полосу сечением 30x2 мм, установив ее вертикально (на ней фиксируются язычки сегментов). К нижней части дна приклеивают деревянные полозья размерами 1500x90x20 мм (длина х ширина х высота) на расстоянии 160 мм от края. Сверху на полозья наклеивается один слой стекломата. Точно так же, только изнутри оболочки, в кормовой части кокпита, устраивается основание из деревянной плиты под двигатель.
 
Схема трансмиссии винтомоторной установки
 
Схема трансмиссии винтомоторной установки:
 
1 —выходной вал двигателя; 2—ведущий зубчатый шкив; 3 —зубчатый ремень; 4—ведомый зубчатый шкив; 5 —гайка; 6—дистанционные втулки; 7—подшипник; 8—ось; 9—ступица; 10—подшипник; 11—дистанционная втулка; 12—опора; 13—воздушный винт
 
Рулевая колонка
 
Рулевая колонка:
 
1—рукоятка; 2—двуплечий рычаг; 3—стойка; 4—сошка (см. фото)
 
Схема рулевого управления
 
Схема рулевого управления:
 
1—рулевая колонка; 2—трос Боудена, 3—узел крепления оплетки к корпусу (2 шт.); 4—подшипник (5 шт.); 5—рулевая панель (2 шт.); 6—двуплечий рычаг-кронштейн (2 шт.); 7—соединительная тяга рулевых панелей (см. фото)
 
Руль — мотоциклетного типа. Внизу на стойке — сошка с боуденовским тросом. На левой рукоятке — рычаг газа
 
Руль — мотоциклетного типа. Внизу на стойке — сошка с боуденовским тросом. На левой рукоятке — рычаг газа
 
Левая панель руля направления
 
Левая панель руля направления
 
Сегмент гибкого ограждения
 
Сегмент гибкого ограждения:
 
1 — стенки; 2 — крышка с язычком
 
Стоит отметить, что по такой же технологии, по которой изготавливались наружная и внутренняя оболочки, выклеивались и более мелкие элементы: внутренняя и наружная оболочки диффузора, рули поворота, бензобак, кожух двигателя, ветроотбойник, тоннель и сиденье водителя. Тем же, кто только начинает работать со стеклопластиком, рекомендую подготавливать изготовление катера именно с этих мелких элементов. Полная масса стеклопластикового корпуса вместе с диффузором и рулями направления—около 80 кг.
 
Конечно, изготовление такого корпуса можно поручить и специалистам—фирмам, производящим стеклопластиковые лодки и катера. Благо и в России их немало, да и расходы будут соизмеримы. Однако в процессе самостоятельного изготовления удастся получить необходимые опыт и возможность в дальнейшем самому моделировать и создавать различные элементы и конструкции из стеклопластика.
 
Винтомоторная установка. Она включает в себя двигатель, воздушный винт и трансмиссию, передающую от первого ко второму крутящий момент.
 
Двигатель использован BRIGGS & STATTION, выпускающийся в Японии по американской лицензии: 2-цилиндровый, V-образный, четырехтактный, мощностью 31 л.с. при 3600 оборотах в минуту. Его гарантированный моторесурс составляет 600 тыс. часов. Запуск осуществляется электростартером, от аккумулятора, а работа свечей зажигания—от магнето.
 
Двигатель установлен на днище корпуса «Аэроджипа», а ось ступицы пропеллера закреплена с обоих концов на кронштейнах по центру диффузора, приподнятого над корпусом. Передача крутящего момента с выходного вала двигателя на ступицу осуществляется зубчатым ремнем. Ведомый и ведущий шкивы, как и ремень,—зубчатые.
 
Хотя масса двигателя не столь уж велика (около 56 кг), но расположение его на днище значительно понижает центр тяжести катера, что положительно сказывается на устойчивости и маневренности машины, особенно такой — «воздухоплавающей».
 
Выхлоп отработавших газов выведен в нижний воздушный поток.
 
Вместо установленного японского можно использовать и подходящие отечественные двигатели,—например, от снегоходов «Буран», «Рысь» и другие. Кстати, для одно- или двухместного АВП вполне подойдут двигатели мощностью поменьше—около 22 л. с.
 
Воздушный винт—шестилопастный, с фиксированным шагом (устанавливаемым на суше углом атаки) лопастей.
 
К неотъемлемой части винтомоторной установки следует отнести и кольцевой канал воздушного винта, хотя его основание (нижний сектор) выполнено заодно с внутренней оболочкой корпуса. Кольцевой канал, как и корпус—тоже составной, склеен из наружной и внутренней обечаек. Как раз в том месте, где нижний сектор его стыкуется с верхним, устроена стеклопластиковая разделительная панель: она разделяет воздушный поток, создаваемый пропеллером (а стенки нижнего сектора, наоборот, соединяет по хорде).
 
Двигатель, расположенный у транца в кокпите (за спинкой сиденья пассажиров), закрыт сверху стеклопластиковым капотом, а воздушный винт, кроме диффузора,—еще и проволочной решеткой спереди.
 
Мягкое эластичное ограждение «Аэроджипа» (юбка) состоит из отдельных, но одинаковых сегментов, выкроенных и сшитых из плотной легкой ткани. Желательно, чтобы ткань была водоотталкивающей, не твердела на морозе и не пропускала воздух. Я использовал материал Vinyplan финского производства, но вполне подойдет отечественная ткань типа перкаль. Выкройка сегмента несложная, и сшить его можно даже вручную.
 
Крепится каждый сегмент к корпусу следующим образом. Язычок накидывается на бортовую вертикальную планку, с нахлестом в 1,5 см; на него—язычок соседнего сегмента, и оба они в месте нахлеста закрепляются на планке специальным зажимом типа «крокодильчик», только без зубьев. И так по всему периметру «Аэроджипа». Для надежности можно еще поставить зажим и по середине язычка. Два же нижних угла сегмента с помощью капроновых хомутиков подвешиваются свободно на тросе, обхватывающем нижнюю часть наружной оболочки корпуса.
 
Такая составная конструкция юбки позволяет без проблем заменять вышедший из строя сегмент, на что потребуется 5—10 минут. К месту будет сказать, что конструкция оказывается работоспособной при выходе из строя до 7% сегментов. Всего же их размещается на юбке до 60 штук.
 
Принцип движения «Аэроджипа» следующий. После запуска двигателя и его работы на холостом ходу аппарат остается на месте. При увеличении числа оборотов воздушный винт начинает гнать более мощный поток воздуха. Часть его (большая) создает пропульсивную силу и обеспечивает катеру движение вперед. Другая же часть потока уходит под разделительную панель в бортовые воздуховоды корпуса (свободное пространство между оболочками до самой носовой части), и далее через отверстия-пазы в наружной оболочке равномерно поступает в сегменты. Этот поток одновременно с началом движения создает воздушную подушку под днищем, приподнимая аппарат над подстилающей поверхностью (будь то грунт, снег или вода) на несколько сантиметров.
 
Поворот «Аэроджипа» осуществляется двумя рулями направления, отклоняющими «поступательный» поток воздуха в сторону. Управление рулями осуществляется от двухплечего рычага рулевой колонки мотоциклетного типа, через боуденовский трос, идущий по правому борту между оболочками к одному из рулей. Другой руль соединен с первым жесткой тягой.
 
На левой рукоятке двуплечего рычага закреплена и манетка управления дроссельной заслонкой карбюратора (аналог ручки газа).
 
Для эксплуатации катера на воздушной подушке его необходимо зарегистрировать в местной государственной инспекции по маломерным судам (ГИМС) и получить судовой билет. Для получения же удостоверения на право управления катером надо пройти еще и курс обучения по управлению маломерным судном.
 
Однако и на этих курсах пока еще далеко не везде есть инструкторы по пилотированию аппаратов на воздушной подушке. Поэтому каждому пилоту приходится осваивать управление АВП самостоятельно, буквально по крупицам набирая соответствующий опыт.
 
Технические данные «Аэроджипа»
 
Габаритные размеры, мм:
длина...................................................3450
ширима................................................2400
высота.................................................1380
Мощность двигателя. л.с...................31
Масса, кг............................................150
Грузоподъечность, кг.........................220
Запас топлива, л................................12
Расход топлива, л/ч............................6
Преодолеваемые препятствия:
подъем, град......................................20
волна, м.............................................0,5
Крейсерская скорость, км/ч:
по воле...............................................50
по грунту............................................54
по льду...............................................60
 
М. ЯГУБОВ




Рекомендуем почитать
  • «МАРЛИН» СНИМАЕТСЯ С ЯКОРЯ

    «МАРЛИН» СНИМАЕТСЯ С ЯКОРЯС лучшими образцами технического творчества С.П.КОРОВИНА, конструктора из г. Кумертау (Башкортостан), читатели нашего журнала уже знакомы. В «Фотопанораме» (см. «Моделист-конструктор» № 1 2000) были представлены наиболее известные его конструкции: самолет «Визит», детский автомобиль, семиместный автомобиль «Орбита-1500» и водный мотоцикл (гидроцикл). Позже читатели оценили еще одну разработку Станислава Петровича — микроавтобус «АСКОР» (см. «Моделист-конструктор» № 4—5'02). Теперь предлагается «Марлин» — усовершенствованная версия гидроцикла, опубликованного в «Фотопанораме». «Марлин» превосходит предшественника по маневренности, удобству и дизайну.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.