БУТЫЛОЧНАЯ ФЛОТИЛИЯ — 3

Мы уже рассказывали о постройке парусника и судна, оснащенного резиномотором, с использованием ПЭТ-бутылок из-под газировки (см. «М-К» № 5 и 8 за 2024 год). Предлагаем пополнить «бутылочную флотилию» моделью катамарана с роторным ветряным движителем.

Давно подмечено, что если в воздушный поток поместить вращающийся цилиндр, то на него будет действовать сила, перпендикулярная направлению потока. Дело в том, что при вращении цилиндра направление движения одной из частей его поверхности совпадает с направлением течения воздуха, а вращение противоположной части — ему навстречу. В соответствии с законом Бернулли, устанавливающим соответствие скорости течения воздуха и давления в нем, при увеличении скорости потока давление в нем уменьшается. При обдуве вращающегося цилиндра в зоне со встречным движением цилиндрической поверхности и потока давление оказывается меньшим, чем в зоне с попутным движением цилиндрической поверхности и воздуха. Появление же разности давлений вызывает образование силы, направленной перпендикулярно движению воздушного потока от зоны большего давления к зоне меньшего давления.

В предлагаемой модели роторы раскручиваются потоком воздуха. Каждый из них представляет собой пластиковую бутылку, на поверхности которой имеется множество лопаток — при обдуве она, установленная вертикально на подшипниках, получает осевое вращение.

Изготовление катамарана начнем с корпусов — для каждого потребуется две полутора — или двухлитровые бутылки. Пластиковые сосуды в единый корпус стыкуются донышками и соединяются болтом М5, гайкой и шайбами — двумя стальными и одной резиновой. Для такой стыковки требуются специальные инструменты: отвертка с удлиненным жалом и длинный торцевой ключ. В пробки всех четырех бутылок вставляются вентили от велосипедных камер, через которые внутри корпусов насосом создается избыточное давление, существенно повышающее их жесткость.

Подготовленные корпуса монтируются в единый катамаран с помощью мостика, состоящего из платформы (сосновая дощечка сечением 60×15 мм) и двух поперечин (фанера толщиной 15 мм). Детали мостика соединяются длинными шурупами диаметром 4 мм. В поперечинах сверлятся отверстия под вентили. Готовый мостик ошкуривается, окрашивается и покрывается двумя-тремя слоями паркетного лака.

Киль катамарана вырезается из фанеры толщиной 5 мм, в верхней его части эпоксидной смолой приклеиваются два березовых брусочка. Передняя часть киля имеет скругление, задняя сошлифована на клин. Киль ошкуривается и покрывается двумя слоями паркетного лака. На конец киля можно навесить свинцовый бульб. Крепление киля к платформе мостика осуществляется четырьмя шурупами диаметром 4 мм.

Рулевое устройство модели состоит из фанерного рулевого пера и оси-румпеля. Последний выгибается из 4-мм стальной проволоки и на одном его конце нарезается резьба М4. Рулевое перо имеет симметричный профиль с округлой передней и заостренной задней кромками. Отделка пера стандартная: шлифовка, окраска и покрытие паркетным лаком. Соединение пера с осью-румпелем — неразъемное на эпоксидном клее.

Теперь займемся изготовлением роторного движителя. Каждый из роторов представляет собой шарнирно закрепленную на платформе полутора- или двухлитровую пластиковую бутылку с множеством отогнутых лопаток на поверхности. При обдуве воздушным потоком такой ротор начинает вращаться. Чтобы лопатки получились одинаковыми и аккуратными, для прорезания стенки бутылки желательно использовать электровыжигатель или самодельный терморезак.

Размечать контуры лопаток на поверхности следует по шаблону — жестяной пластине с окном по размерам лопатки. Перед вырезкой нужно проплавить в окне пару отверстий, а затем уже делать прорези по контуру лопатки. Внимание: работать терморезаком необходимо в хорошо проветриваемом помещении или у открытого окна! На подготовленном таким образом роторе лопатки отгибаются приблизительно на 35°.

Шарнирные узлы роторов должны обеспечивать их предельно легкое вращение — буквально, от малейшего ветерка. Сделать это можно только с помощью шарикоподшипников. Для двухлитровых бутылок подойдут подшипники с внешним диаметрами 18 мм, внутренним -6 мм, и шириной 6 мм.

Для крепления подшипников понадобятся корпуса из дюралюминия. В горлышке роторов они фиксируются штатными бутылочными пробками с отверстиями диаметром 8 мм. Ступенчатый валик, на котором вращаются подшипники и, соответственно, ротор, — стальной, на платформе мостика он крепится гайкой М6. Перед установкой подшипников в корпуса из них следует удалить консистентную смазку (промыть в керосине) и нанести масло, предназначенное для швейных машин.

У правильно отрегулированного катамарана роторный движитель легко раскручивается, и ориентированное боком к ветру судно, быстро набирает скорость, автоматически выдерживая курс относительно направления ветра. Если модель приводится или уваливается, то необходимо сместить центр бокового сопротивления перестановкой киля вперед или назад.

Следует отметить, что роторный катамаран может ходить не только в галфвинд, когда ветер дует точно в борт, но и более полными или более острыми курсам. Хотя, конечно, катамаран с классическим парусом способен идти к ветру несколько круче.

«Моделист-конструктор» № 8’2025, Игорь ТЕРЕХОВСКИЙ