ПЛАВАЮЩИЙ АВТОМОБИЛЬ с двигателем от мопеда удалось построить А. Натарову из Ярославля. Хочу познакомить читателей «М-К» с собранной мною амфибией. Сконструировал я ее, чтобы на практике решить целый ряд возникающих при проектировании проблем и противоречий. Их было достаточно много, однако главные есть смысл назвать.
1. Можно ли создать автомобиль с двигателем класса 50 см3? Какие при этом будут его скорость и грузоподъемность?
Выяснилось — можно! При массе 80 кг он свободно везет взрослого человека со скоростью 30—35 км/ч (по асфальту), при условии, что автомобиль имеет упругую подвеску колес. Вариантом с жесткой подвеской гораздо труднее управлять — машина прыгает и не слушается руля, что проявляется уже на скорости свыше 20 км/ч. Ну а на скорости чуть выше велосипедной (16…18 км/ч) она легко везет двух взрослых человек и берет любые подъемы на автодорогах. С одним водителем с места въезжает на эстакаду с углом подъема 15°.
2. Стоит ли форсировать двигатель?
Оказалось — не стоит. При форсировании мотора рост мощности идет за счет повышения оборотов. Крутящий момент при этом не возрастает. Характеристика двигателя становится крутопадающей. Все это затрудняет троганье с места и требует применения многоступенчатой коробки передач. Интересно, что двигатели Ш-51 и Д-6, работая с одной и той же коробкой передач, вели себя одинаково, несмотря на различные мощности.
3. Какими могут быть минимальные габариты у одноместной амфибии? Какая при этом возможна скорость?
Могу сообщить, что свою машину собирал в обычной квартире, расположенной на десятом этаже. Поэтому размеры ее ограничивались габаритами грузового лифта и ящика, служившего гаражом для амфибии — 2000X2000X700 мм. Так, высота борта составляет 300 мм; это позволяет амфибии свободно держаться на плаву с двумя взрослыми людьми, погружаясь при этом в воду на глубину чуть выше половины борта. А с одним водителем осадка всего лишь 120 мм. На плаву машина весьма остойчива — можно забрасывать спиннинг, садиться на капот, борт или корму без риска перевернуться. Здесь сыграло свою роль низкое расположение двигателя и ходовой части, ставших своего рода балластом. Полагаю, что минимально возможные габариты для одноместного варианта могут быть доведены до 2000Х800Х Х400 мм.
Скорость движения по воде при таких размерах, неубирающемся «шасси» и обводах типа «ящик» по законам гидродинамики не может быть выше 3 км/ч. В этом я убедился, получив скорость со стационарным водометом — 1 км/ч (сказались низкий КПД трансмиссии и самого водомета); скорость же на веслах и с подвесным мотором «Спутник» (2,5 км/ч) оказалась одинаковой. Поэтому пришлось отказаться и от водомета и от подвесного мотора в пользу весел. В дальнейшем ставил на колеса грунтозацепы из алюминиевых швеллеров — удалось достичь скорости в… 0,5 км/ч. Управлять при этом было удобно за счет крена — для спиннингования меня это вполне устраивало.
Хочу предупредить всех, кто собирается строить амфибию: если машина не рассчитана на глиссирование, то скорость ее на воде зависит только от габаритов корпуса — чем он длиннее и уже, тем скорость выше, чем он шире и короче, тем скорость меньше. Экономичная мощность, необходимая для движения таких машин по воде, обычно составляет 1/3 … 1/5 мощности, необходимой для движения по суше. Отсюда простой вывод — собирать амфибию по традиционным автомобильным канонам, но обеспечивать герметичность корпуса и предусмотреть водный движитель. Область применения таких транспортных средств — в основном сухопутная. В воде они бывают мало и проходят небольшие расстояния. Нужна эта техника в основном рыбакам и иногда туристам. Если вы хотите иметь быстроходную по воде и суше амфибию, то стройте катер и ставьте его на колеса — другого выхода нет.
4. Ну а какими могут быть проходимость и расход топлива?
Отмечу, что расход топлива за счет снижения скорости и увеличения массы вырос вдвое (по сравнению с «мопедным») и достиг 4 л/100 км. Надо учесть, что большинство самоделок, собранных на базе мотоциклетных двигателей, не являются чемпионами экономичности и потребляют на каждую сотню километров до 10 л смеси! А если учесть, что двигатель, работая с перегрузкой, через 15 000 км уже теряет мощность, то мечта каждого самодельщика о ежедневных поездках на такой машине, например, на работу, представляется явной утопией. Городским транспортом добираться и быстрее и дешевле.
Что же касается проходимости амфибии, то она почти такая же, как у мопеда. Последний, правда, гораздо лучше ведет себя на песке. Выяснилось, что самолетные «дутики» небольшого диаметра с круглой беговой дорожкой — далеко не лучший движитель: они «резали» колею в рыхлом грунте и буксовали, и машина в итоге «садилась» на днище. Не помогали при этом и грунтозацепы. В принципе же представляется, что проходимость самодельных «земноводных» транспортных средств должна быть такой же, как и у обычных автомобилей; схема с одним задним ведущим мостом и клиренсом, равным радиусу колеса, вполне подходит для них. Дело в том, что даже армейские плавающие автомобили подчас не могут выбраться на берег без помощи лебедки.
5. Какое дополнительное оснащение требуется для амфибии?
Мой небольшой опыт показал: в первую очередь водооткачивающие средства. Без них машина быстро становится своего рода подводной лодкой. Вода может попасть в корпус через неплотные швы, сальники и прочие соединения, во время дождя, при неудачном съезде в воду, при встрече с хорошей волной. Нужно предусмотреть, чтобы вода, попавшая в корпус, стекала в определенное место, обусловленное дифферентом и креном, не задерживаясь перемычками и перегородками. Таким образом ее будет легче удалить. Проще всего сделать это любым черпаком или ковшом, однако можно предусмотреть ручной или электрический насос или эжектор (если используется водомет).
Второе, что совершенно необходимо,— лебедка любой конструкции. В этом я убедился после первого же «заплыва», вытаскивая машину из пруда. При ее массе всего в 80 кг я справился с этой задачей с большим трудом. Самая простая (но и самая неудобная) — колесная лебедка. За ней по простоте и доступности следует ручная таль: с ее помощью можно вытащить автомобиль откуда угодно. И наиболее сложно делать лебедку с приводом от трансмиссии. Однако в моем случае последний вариант оказался самым простым. Для проверки работоспособности лебедки я закинул якорь на балку ворот и, проверив, крепко ли он зацепился, включил сцепление — через несколько секунд оказался в воздухе вместе с машиной. Именно благодаря лебедке моя амфибия может выбираться на самый недоступный и неудобный берег. Для нее не препятствие даже обрыв высотой 2 м, не имеющий заплеска и даже мели у его подножия.
Следующее, что тоже немаловажно,— обеспечение непотопляемости или упрощение спасательных работ после затопления. Все плавающие автомобили, даже армейские, залитые водой, идут ко дну. Дело в том, что разместить блоки плавучести в корпусе попросту невозможно: они заполнят весь его внутренний объем. Остается одно — снабдить спасательными жилетами водителя и пассажиров, обеспечив им возможность быстро покинуть машину, а также предусмотреть буи: всплывая, они поднимут за собой тросы, за которые можно вытащить «утопленницу».
Полезно также предусмотреть привальный брус в конструкции кузова, защищающий его со всех сторон от повреждений, вмятин и царапин во время швартовки к другим плавсредствам. С этой же целью полезно подумать и о расположении фар, подфарников и задних габаритных огней, так как причалы и мостки при стоянке на плаву во время волнения могут стать причиной выбитой фары или выдранных «с корнем» габаритных огней.
Моя амфибия строилась как своего рода модель, или, что вернее, лаборатория на колесах, поэтому в ней много упрощений. В частности, я не надеялся получить высокую скорость, поэтому отказался от подвески переднего и заднего мостов. Кузов машины несущий, он собран по «лодочной» технологии. Отличие лишь в том, что у него два килевых бруса, и шпангоуты расположены наклонно — так оказалось проще закрепить колесные ниши. Шпангоуты № 1 и № 2 сходятся треугольником и имеют один общий бимс, выполняющий роль приборной доски. Шпангоуты № 0 и № 5 зашиты: они служат транцами. Задний транец усилен и имеет накладку для закрепления подвесного лодочного мотора. Кузов обшит прессованным картоном (оргалитом), ниши колес выполнены из кровельного железа. Сборка велась без стапеля, все детали корпуса соединялись гвоздями и нитрошпаклевкой, использованной в качестве клея. Готовый кузов шпаклевался и окрашивался масляной краской.
Передний и задний мосты практически такие же, как у спортивного карта, но не имеют тормозов. Дело в том, что тормозные колодки от воды разбухают и быстро стираются. Оба моста прикреплены снаружи к килевым балкам корпуса болтами. Рулевое управление также «картовское»; трапеция располагается снаружи корпуса, она имеет две тяги, соединенные с сошкой на рулевом валу. Герметизирован рулевой вал как шверт на паруснике: к днищу прикреплена труба с фланцем и опорой, выполняющая роль «колодца», а в ней вращается рулевой вал. Верхняя его часть вместе с рулевым колесом сделана съемной, чтобы не мешала при работе веслами, и крепится хомутом-зажимом от велосипеда «Кама».
1 — передний транец, 2 — лонжероны, 3 — шпангоут № 1,4 — шарнир ветрового стекла, 5 — рамка ветрового стекла, 6 — приборная доска, 7 — шпангоут № 2, 8 — реле поворотов, 9 — съемная часть рулевой колонки, 10 — катушка зажигания, 11 — сиденье, 12 — топливный бак, 13 — шарнирный каркас тента, 14 — запор каркаса тента, 15 — педальный узел, 16 — ниша переднего колеса, 17 — передняя ось, 18 — колодец рулевого вала, 19 — общее натяжное устройство педальных тросов, 20 — рычаг переключения передач, 21 — глушитель, 22 — двигатель Ш-58, 23 — щуп-маслоуказатель, 24 — подвижная плита крепления двигателя, 25 — устройство натяжения цепи, 26 — плита крепления трансмиссионного вала, 27 — фланец крепления выхлопной трубы, 28 — задний мост, 29 — ниша заднего колеса, 30 — килевая балка, 31 — шпангоут № 4, 32 — задний транец, 33 — педаль газа, 34 — педаль тормоза, 35 — педаль сцепления, 36 — заделка тросов управления, 37 — фланец колодца рулевого вала, 38 — включатель стоп-сигнала, 39 — передача с трансмиссионного вала на ведущий мост, 40 — цепная передача с двигателя на трансмиссионный вал, 41 —тормозной барабан, 42 — держатель и поводок щита тормозных колодок, 43 — катушка лебедки, 44 — трансмиссионный вал, 45 — корпус подшипника, 46 — уголки крепления сиденья к килевой балке, 47 — рычаг переключения передач.
Задний мост не имеет дифференциала, оба колеса ведущие, что повышает проходимость и мало влияет на управляемость — машина, подобно карту, разворачивается буквально на месте. Крутящий момент на мост передается цепью; для обеспечения ее натяжки мост может смещаться к корме. Ось моста вращается в двух подшипниках, корпуса которых крепятся болтами к килевым балкам.
1 — шпоночный палец, 2 — звездочка (передача от трансмиссионного вала к ведущему), 3 — подшипники с двусторонним сальниковым уплотнением (от водяной помпы «Москвич-412»), 4 — корпус подшипникового узла, 5 — стенка колесной ниши, 6 — левая опора трансмиссионного вала — крепится к килевой балке, 7 — ведомая звездочка (передача от двигателя к трансмиссионному валу), 8 — корпус трансмиссионного вала, 9 — штифт-фиксатор шпоночного пальца, 10 — стопорное кольцо, 11 — поводок щита тормозных колодок, 12 — щит тормозных колодок, 13 — тормозные колодки, 14 — тормозной барабан, 15 — удлинитель трансмиссионного вала, 16 — барабан лебедки самовытаскивания, 17 — штифт-фиксатор барабана лебедки самовытаскивания, 18 — заглушка трансмиссионного вала, 19 — поддерживающий подшипник, 20 — правая опора трансмиссионного вала (крепится на килевой балке).
Трансмиссионный или промежуточный вал принимает крутящий момент от двигателя через цепную передачу, ведомую звездочку которой легко заменить. Число зубьев выбирается от 13 до 25 в зависимости от нагрузки и дороги. Далее момент передается либо на катушку лебедки, насаженную свободно на промежуточный вал и имеющую фиксацию съемным штифтом, либо через сальниковое уплотнение и цепную передачу на задний мост. На этом же промежуточном валу установлен тормозной барабан, работающий на задний мост и лебедку.
А — установка принудительного охлаждения, Б — разворот головки цилиндра на 90°, В — установка щупа-маслоуказателя, Г — усилитель возврата заслонки.
Двигатель закреплен на левой килевой балке и для натяжения цепи смещается вместе с глушителем и основанием. В картере двигателя Ш-58 вместо вала кикстартера смонтирован педальный вал от двигателя Ш-51. Левый шатун отпилен около клина, а на правый наварена труба. Таким образом кикстартер у двигателя оказался справа и легко заводится левой рукой. Двигатель переделан на принудительное охлаждение. Для этого пришлось развернуть головку цилиндра на 90°. Так как положение шпилек этого сделать не позволяло, рассверлил отверстия в рубашке цилиндра до Ø12 мм и отогнул шпильки до совмещения с отверстиями в головке при новом ее расположении. Гайки головки следует удлинить и винтами прикрепить к ним дефлектор. Крыльчатка охлаждения связана с коленвалом двигателя ременной передачей и вращается на оси, закрепленной между головкой цилиндра и цилиндром двумя винтами. Шкив к коленвалу крепится пустотелым болтом, завернутым в резьбовое отверстие в маховике. Приводной шкив — это уплотнительное резиновое кольцо от гильз двигателя ЯМЗ-236. Управление двигателем мало отличается от принятой для карта «Пионер» схемы.
Сиденье и каркас тента сделаны из деталей раскладушек. Тент может подворачиваться с трех сторон, проемы тента застегиваются на «молниях». Ветровое стекло при необходимости откидывается на капот.
1 — хомут крепления педального вала к шпангоуту № 1, 2 — поводок педали газа, 3 — поводок педали тормоза, 4 — поводок педали сцепления, 5 — педаль сцепления, 6 — педаль тормоза, 7 — педаль газа, 8 — упор поводков (приваривается к левому хомуту).
Машина оснащена передними и задними сигналами поворотов, стоп-сигналами и габаритными огнями. Все световые приборы, включая фары ближнего света и фару-искатель,— от велосипедов и мопедов. Предусмотрен и звуковой сигнал.
Амфибия оказалась вполне надежной и удобной. За сезон она прошла около 2 тыс. км по дорогам и рекам Ярославской области. Поломок не было ни одной. Правда, встречались трудности с очень капризным двигателем.
1 — рулевая сошка, 2 — клин крепления сошки, 3 — балка переднего моста, 4 — днище, 5 — колодец рулевой колонки с фланцем крепления к днищу, 6 — вал рулевой сошки, 7—дополнительная опора колодца, 8 — хомут удлинителя, 9 — съемный удлинитель рулевой колонки, 10 — поперечина рулевого колеса, 11 — шпангоут № 2.
Где бы ни оказывалась машина, везде она вызывала искренний восторг, удивление и — не скрою — зависть. Были «хлопоты» и с сотрудниками ГАИ, которые частенько останавливали меня — как правило, из любопытства: ведь транспортное средство с двигателем рабочим объемом менее 50 см3 и скоростью ниже 40 км/ч правила относят к мопедам и велосипедам с мотором, и посему регистрации оно не подлежит, и ездить на нем можно без водительского удостоверения.
К сожалению, амфибии хватило всего на один сезон. Сделанная в качестве испытательного стенда, она тем не менее была удобным и надежным транспортным средством, а главное — заразила меня тягой к дальнейшему творчеству. Сейчас поставил перед собой новую задачу — по ее подобию сделать новую амфибию, но уже двухместную и с более мощным двигателем. Расчеты и чертежи наполовину готовы. Хотел бы переписываться с другими самодельщиками, занятыми подобной работой. Зная опыт коллег по увлечению, легче продолжать работу.
Мой адрес: 150052, г. Ярославль, пр. Дзержинского, д. 29/71, кв. 62.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМФИБИИ
Число мест — 1
Масса машины, кг — 80
Полная масса, кг — 200
Габаритные размеры, мм:
длина — 2000
ширина — 1000
высота — 1200
База, мм — 1050
Осадка с колесами, мм — 300
Скорость на суше, км/ч — 30
Скорость по воде, км/ч — 3
Расход топлива, л/100 км — 4
Усилие на лебедке, кгс — 250
Угол максимального подъема, преодолеваемого с места — 20°
Двигатель — Ш-58
Мощность, л. с. — 2
Охлаждение — воздушное
А. НАТАРОВ, конструктор-любитель
Рекомендуем почитать
ПРИЩЕПКА… ДЛЯ МИКРОСХЕМ
Микросхемы, широко использующиеся в электронной промышленности, находят все большее применение в любительской практике. Однако при впайке их в плату или замене от мастера требуется...
ЭКЗАМЕН ДЛЯ ДОМА
На своей земле владелец возвёл двухэтажную коробку «канадского» дома на ленточном фундаменте. Территория, находящаяся рядом, долгое время была в продаже. Наконец у неё появился хозяин,...
