АМФИБИЯ НА «ПОДУШКЕ» | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Прототипом представляемой амфибийной машины стал аппарат на воздушной подушке (АВП) под названием «Аэроджип», публикация о котором была в журнале «Моделист-конструктор» № 7 за 2007 год. Как и предшествующий аппарат, новая машина — одномоторная, одновинтовая с распределённым воздушным потоком. Эта модель тоже трёхместная, с расположением пилота и пассажиров по Т-образной схеме: пилот впереди посередине, а пассажиры — по бокам, сзади. Хотя ничто не мешает и четвёртому пассажиру расположиться за спиной водителя — длины сиденья и мощности винтомоторной установки вполне хватает.

Амфибия на воздушной подушке, конструкции 2007 года - надежная и непотопляемая — **Амфибия на воздушной подушке, конструкции 2007 года — надежная и непотопляемая**

Новая машина, кроме улучшенных технических характеристик, имеет ряд конструктивных особенностей и даже нововведений, повышающих её надёжность в эксплуатации и живучесть — всё-таки амфибия — «птица» водоплавающая. А «птицей» её называю потому, что и над водой, и над землёй передвигается она всё же по воздуху.

Конструктивно новая машина состоит из четырёх основных частей: стеклопластикового корпуса, пневмобаллона, гибкого ограждения (юбки) и винтомоторной установки.

Ведя рассказ о новой машине, неизбежно придётся повторяться — ведь конструкции во многом схожи.

Корпус амфибии идентичен прототипу как по размерам, так и по конструкции — стеклопластиковый, двойной, объёмный, состоит из внутренней и наружной оболочек. Здесь же стоит отметить, что отверстия во внутренней оболочке в новом аппарате расположены теперь не у верхней кромки бортов, а примерно посередине между ней и днищевой кромкой, что обеспечивает более быстрое и стабильное создание воздушной подушки. Сами отверстия теперь не продолговатые, а круглые, диаметром 90 мм. Их около 40 штук и расположены они равномерно по бортам и спереди.

Каждая оболочка выклеивалась в своей матрице (использованы от предыдущей конструкции) из двух-трёх слоёв стеклоткани (а днище — из четырёх слоёв) на полиэфирном связующем. 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.

**Готовый стеклопластиковый корпус «Аэроамфибии»**

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 выклейкой элементов с рабочей поверхности матрицы были тщательно убраны все шероховатости и задиры, и она трижды покрывалась разбавленным в скипидаре воском и полировалась. После этого на поверхность распылителем (или валиком) был нанесён тонкий слой (до 0,5 мм) гелькоута (цветного лака) красного цвета.

После его высыхания начался процесс выклейки оболочки по следующей технологии. Вначале с помощью валика восковая поверхность матрицы и одна 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 (3-4 мм), с установкой, где необходимо, закладных деталей (металлических и деревянных). Излишние лоскуты по краям обрезались при выклейке «по-мокрому».

После изготовления по отдельности наружной и внутренней оболочек они состыковывались, скреплялись струбцинами и саморезами, а затем склеивались по периметру полосками промазанного полиэфирной смолой того же стекломата шириной 40 -50 мм, из которого были изготовлены сами оболочки. После присоединения оболочек к кромке лепестковыми заклёпками прикреплялась по периметру вертикальная бортовая планка из 2-мм дюралюминиевой полосы шириной не менее 35 мм.

Дополнительно кусочками пропитанной смолой стеклоткани следует аккуратно проклеить все углы и места вворачивания крепёжных деталей. Наружная оболочка сверху покрыта гелькоутом — полиэфирной смолой с акриловыми добавками и воском, придающими блеск и водостойкость.

**Рис. 1. Аэроамфибия:**
1 — сегмент (комплект 60 шт.); 2 — баллон; 3 — швартовная утка (3 шт.); 4 — ветровой козырёк; 5 — поручень (2 шт.); 6 — сетчатое ограждение воздушного винта; 7 — наружная часть кольцевого канала; 8 — руль направления (2 шт.); 9 — рычаг управления рулями; 10 — лючок в тоннеле для доступа к топливному баку и аккумулятору; 11 — сиденье пилота; 12 — пассажирский диван; 13 — кожух двигателя; 14 — весло (2 шт.); 15 — глушитель; 16 — наполнитель (пенопласт); 17 — внутренняя часть кольцевого канала; 18 — фонарь ходового огня; 19 — воздушный винт; 20 — втулка воздушного винта; 21 — приводной зубчатый ремень; 22 — узел крепления баллона к корпусу; 23 — узел крепления сегмента к корпусу; 24 — двигатель на мотораме; 25 — внутренняя оболочка корпуса; 26 — наполнитель (пенопласт); 27 — наружная оболочка корпуса; 28 — разделительная панель нагнетаемого воздушного потока

Стоит отметить, что по такой же технологии (по ней изготавливались наружная и внутренняя оболочки) выклеивались и более мелкие элементы: внутренняя и наружная оболочки диффузора, рули поворота, кожух двигателя, ветроотбойник, тоннель и сиденье водителя. Бензобак (промышленный из Италии) на 12,5 л вставляется внутрь корпуса, в консоль, перед скреплением нижней и верхней части корпусов. Тем, кто только начинает работать со стеклопластиком, рекомендую начинать изготовление катера именно с этих мелких элементов. Полная масса стеклопластикового корпуса вместе с лыжами и полосой из алюминиевого сплава, диффузором и рулями направления — от 80 до 95 кг.

Днище амфибии: внутренняя оболочка корпуса с выпускными воздушными отверстиями для создания воздушной подушки; выше отверстий - ряд тросовых клипс для зацепления концов платка сегмента юбки; к днищу приклеены две деревянные лыжи — Днище амфибии: внутренняя оболочка корпуса с выпускными воздушными отверстиями для создания воздушной подушки; выше отверстий — ряд тросовых клипс для зацепления концов платка сегмента юбки; к днищу приклеены две деревянные лыжи

Пространство между оболочками служит воздуховодом по периметру аппарата от кормы по обоим бортам к носу. Верхняя и нижняя части этого пространства заполнены строительным пенопластом, который обеспечивает оптимальное сечение воздушных каналов и дополнительную плавучесть (а соответственно и живучесть) аппарату. Куски пенопласта склеивались между собой всё тем же полиэфирным связующим, а к оболочкам приклеивались полосами стеклоткани, тоже пропитанной смолой. Далее из воздушных каналов воздух выходит наружу через равномерно расположенные отверстия диаметром 90 мм в наружной оболочке, «упирается» в сегменты юбки и создаёт под аппаратом воздушную подушку.

**Рис. 2. Оболочки корпуса амфибии:**
а — внешняя оболочка; б — внутренняя оболочка;
1 — лыжа (дерево); 2 — подмоторная плита (дерево)

К днищу наружной оболочки корпуса для защиты от повреждений приклеены снаружи пара продольных лыж из деревянных брусков, а в кормовой части кокпита (то есть изнутри) — подмоторная деревянная плита.

Баллон. Новая модель катера на воздушной подушке имеет чуть ли не вдвое большее водоизмещение (350 — 370 кг), чем прежняя. Этого удалось добиться за счёт установки надувного баллона между корпусом и сегментами гибкого ограждения (юбкой). Баллон выклеен из плёночного на лавсановой основе ПХВ материала Vinyplan финского производства плотностью 750 г/м2 по форме корпуса в плане. Материал прошёл испытания на больших промышленных судах на воздушной подушке, таких как «Хиус», «Пегас», «Марс». Для повышения живучести баллон может состоять из нескольких отсеков (в данном случае -из трёх, каждый имеет свой клапан наполнения). Отсеки в свою очередь могут разделяться и вдоль пополам продольными перегородками (но такой их вариант исполнения пока ещё только в проекте). При такой конструкции пробитый отсек (или даже два) позволит продолжить движение по маршруту, а тем более добраться до берега для ремонта. Для экономного раскроя материала баллон разделён на четыре секции: носовая, две бортовые и кормовая. Каждая секция, в свою очередь, склеивается из двух частей (половинок) оболочки: нижней и верхней — их выкройки зеркально отображённые. В данном варианте баллона отсеки и секции не совпадают.

**Рис. 3. Баллон:**
а — внешняя оболочка; б — внутренняя оболочка;
1 — носовая секция; 2 — бортовая секция (2 шт.); 3 — кормовая секция; 4 — перегородка (3 шт.); 5 — клапаны (3 шт.); 6 — ликтрос; 7 — фартук

По верху баллона приклеен «ликтрос» — полоса из сложенного вдвое материала Vinyplan 6545 «Арктик», с вложенным по сгибу плетёным капроновым шнуром, пропитанным клеем «900И». «Ликтрос» прикладывается к бортовой планке, и с помощью пластмассовых болтов баллон крепится к алюминиевой полосе, закреплённой на корпусе. Такая же полоса (только без вложенного шнура) приклеена к баллону и снизу-спереди («на полвосьмого»), так называемый «фартук» — к которому привязываются верхние части сегментов (язычки) гибкого ограждения. Позднее к передней части баллона был приклеен резиновый бампер-отбойник.

Мягкое эластичное ограждение «Аэроджипа» (юбка) состоит из отдельных, но одинаковых элементов-сегментов, выкроенных и сшитых из плотной лёгкой ткани или плёночного материала. Желательно, чтобы ткань была водоотталкивающей, не твердела на морозе и не пропускала воздух. Я использовал опять же материал Vinyplan 4126, только плотностью поменьше (240 г/м2), но вполне подойдёт отечественная ткань типа перкаль.

Сегменты имеют несколько меньший размер, чем на «безбаллонной» модели. Выкройка сегмента несложная, и сшить его можно самому даже вручную, либо сварить токами высокой частоты (ТВС).

**Рис. 4. Сегмент:**
1 — платок (материал «Виниплан 4126»); 2 — язычок (материал «Виниплан 4126»); 3 — накладка (ткань «Арктик»)

Сегменты привязываются язычком крышки к ликпазу баллона (два — одним концом, при этом узелки находятся внутри под юбкой) по всему периметру «Аэроамфибии». Два же нижних угла сегмента с помощью капроновых строительных хомутиков подвешиваются свободно к стальному тросику диаметром 2 — 2,5 мм, обхватывающим нижнюю часть внутренней оболочки корпуса. Всего в юбке размещается до 60 сегментов. Стальной трос диаметром 2,5 мм крепится к корпусу посредством клипс, которые в свою очередь притягиваются к внутренней оболочке лепестковыми заклёпками.

**Рис. 5 Схемы крепления баллона и сегментов к оболочкам корпуса:**
1 — наружная оболочка корпуса; 2 — внутренняя оболочка корпуса; 3 — накладка (стеклопластик); 4 — планка (дюралюминий, полоса 30×2); 5 — шуруп-саморез; 6 — ликтрос баллона;
7 — пластмассовый болт; 8 — баллон; 9 — фартук баллона; 10 — сегмент; 11 — шнуровка; 12 — клипса; 13 — хомут (пластмассовый); 14 — трос Ø2,5; 15 — вытяжная заклёпка; 16 — люверс

Такое крепление сегментов юбки не намного превышает время замены вышедшего из строя элемента гибкого ограждения, по сравнению с предыдущей конструкцией, когда каждый крепился по отдельности. Но как показала практика, юбка оказывается работоспособной даже при выходе из строя до 10% сегментов и частой замены их и не требуется.

Винтомоторная установка состоит из двигателя, шестилопастного воздушного винта (вентилятора) и трансмиссии.

Двигатель — РМЗ-500 (аналог «Ротакс 503») от снегохода «Тайга». Выпускается ОАО «Русская механика» по лицензии австрийской фирмы Rotax. Мотор двухтактный, с лепестковым впускным клапаном и принудительным воздушным охлаждением. Зарекомендовал себя как надёжный, достаточно мощный (около 50 л.с.) и не тяжёлый (около 37 кг), а главное -сравнительно недорогой агрегат. Топливо — бензин марки АИ-92 в смеси с маслом для двухтактных двигателей (например, отечественное МГД-14М). Средний расход топлива — 9 — 10 л/ч. Смонтирован двигатель в кормовой части аппарата, на мотораме, прикреплённой к днищу корпуса (а точнее -к подмоторной деревянной плите). Моторама стала выше. Это сделано для удобства очистки кормовой части кокпита от снега и льда, которые попадают туда через борта и скапливаются там, и замерзают при остановке.

**Рис. 6. Трансмиссия и узлы крепления винтомоторной установки:**
1 — выходной вал двигателя; 2 — ведущий зубчатый шкив (32 зуба); 3 — зубчатый ремень; 4 — ведомый зубчатый шкив; 5 — гайка М20 крепления оси; 6 — дистанционные втулки (3 шт.); 7 — подшипник (2 шт.); 8 — ось; 9 — втулка винта; 10 — задняя подкосная опора; 11 — передняя надмоторная опора; 12 — передняя подкосная опора-двунога (на чертеже не показана, см. фото); 13 — наружная щёчка; 14 — внутренняя щёчка

**Передний узел крепления оси винта с двуногой и ранним вариантом надмоторной опоры**

Воздушный винт — шестилопастный, фиксированного шага, диаметром 900 мм. (Была попытка установить два пятилопастных соосных винта, но она оказалась неудачной). Втулка винта — дюралюминиевая, литая. Лопасти — стеклопластиковые, с напылением гелькоутом. Ось втулки винта была удлинена, хотя на ней остались прежние подшипники 6304. Смонтирована ось на стойке над двигателем и закреплена здесь двумя распорками: двухлучевой — спереди и трёхлучевой — сзади. Перед винтом расположена сетчатая решётка ограждения, а сзади — перья воздушного руля.

Передача крутящего момента (вращения) с выходного вала двигателя на втулку воздушного винта осуществляется через зубчатый ремень с передаточным отношением 1:2,25 (ведущий шкив имеет 32 зуба, а ведомый — 72).

**Рис. 7. Подмоторная рама:**
1 — основание (стальной лист s6, 2 шт.); 2 — портальная стойка (стальной лист s4, 2 шт.); 3 — перемычка (стальной лист s10, 2 шт.)

Воздушный поток от винта распределён перегородкой в кольцевом канале на две неравные части (примерно 1:3). Меньшая его часть идёт под днище корпуса на создание воздушной подушки, а большая — на образование пропульсивной силы (тяги) для передвижения. Несколько слов об особенностях вождения амфибии, а конкретно — о начале движения. При работе двигателя на холостом ходу аппарат остаётся неподвижным. При увеличении числа его оборотов, амфибия сначала приподнимается над опорной поверхностью, а затем начинает движение вперёд при оборотах от 3200 — 3500 в минуту. В этот момент важно, особенно при трогании с грунта, чтобы пилот сначала приподнял заднюю часть аппарата: тогда кормовые сегменты ни за что не зацепятся, а передние проскользят по неровностям и препятствиям.

Управление «Аэроджипом» (изменение направления движения) осуществляется аэродинамическими рулями направления, закреплёнными шарнирно за кольцевым каналом. Отклонение руля производится посредством двухплечего рычага (руля мотоциклетного типа) через итальянский боуденовский трос, идущий к одной из плоскостей аэродинамического руля. Другая плоскость соединена с первой жёсткой тягой. На левой рукоятке рычага закреплена манетка управления дроссельной заслонкой карбюратора или «курок» от снегохода «Тайга».

**Рис. 8. Схема рулевого управления:**
1 — руль; 2 — боуденовский трос; 3 — узел крепления оплётки к корпусу (2 шт.); 4 — боуденовская оплётка троса; 5 — рулевая панель; 6 — рычаг; 7 — тяга (качалка условно не показана); 8 — подшипник (4 шт.)

Торможение осуществляется «сбросом газа». При этом пропадает воздушная подушка и аппарат корпусом ложится на воду (или лыжами — на снег или грунт) и останавливается за счёт трения.

Электрооборудование и приборы. Аппарат снабжён аккумуляторной батареей, тахометром со счётчиком моточасов, вольтметром, индикатором температуры головки двигателя, галогенными фарами, кнопкой и чекой выключения зажигания на руле и др. Двигатель запускается электростартёром. Возможна установка любых других приборов.

Амфибийный катер получил название «Рыбак-360». Он прошёл ходовые испытания на Волге: в 2010 г. на слёте компании «Велход» в посёлке Эммаус под Тверью, в Нижнем Новгороде. Участвовал по просьбе Москомспорта в показательных выступлениях на празднике, посвящённом дню ВМФ в Москве на Гребном канале.

Технические данные «Аэроамфибии»:

Габаритные размеры, мм: длина 3950
ширина 2400
высота 1380
Мощность двигателя, л.с 52
Масса, кг 150
Грузоподъёмность, кг 370
Запас топлива, л 12
Расход топлива, л/ч 9 — 10
Преодолеваемые препятствия:
подъём, град 20
волна, м 0,5
Крейсерская скорость, км/ч:
по воде 50
по грунту 54
по льду 60

М. ЯГУБОВ, почётный изобретатель г. Москвы

Рекомендуем почитать