НА КАТАМАРАНЕ — РОТОР-ПАРУС

Хочется рассказать читателям журнала о катамаране, движение которого осуществлялось с помощью эффекта Магнуса. Эффект Магнуса заключается в том, что при обтекании потоком воздуха вращающегося тела образуется сила, перпендикулярная направлению потока. При вращении цилиндра, например, близкие к его стенкам слои воздуха также начинают перемещаться по кругу, благодаря чему на одной стороне вращающегося тела происходит увеличение скорости обтекающего цилиндр потока, а на другой стороне — уменьшение. В результате у поверхности цилиндра образуются зоны повышенного и пониженного давления, что и приводит к образованию силы, которая может быть использована для движения судов. Это та самая сила, что изменяет направление полета «резаных» мячей в теннисе и футболе.

Для того чтобы уменьшить перетекание воздуха из зоны высокого в зону низкого давления, на торцах цилиндра устанавливаются диски большего диаметра.

Опыты показали, что максимально эффект Магнуса проявляется в том случае, когда линейная скорость вращающейся поверхности цилиндра примерно в четыре раза больше скорости ветра. При этом тяга ротора получается в десять раз больше тяги паруса равней площади.

В двадцатые годы подобными роторами были оборудованы два крупнотоннажных судна. Оки совершали даже трансатлантические рейсы, ко в дальнейшем не строились, в значительной степени из-за громоздкости массивных металлических роторов, которые могли послужить причиной опрокидывания судна при сильном ветре.

…Как-то, отдыхая ка Красноярском водохранилище, я с помощью друзей, Н. Бескровного и В. Брина, построил катамаран со складывающимся мягким ротором. В нашем распоряжении было всего три недели, поэтому пришлось сделать менее эффективный ротор Савониуса, для которого не требуется двигатель.

Ротор Савониуса состоит из двух полуцилиндрических поверхностей, сдвинутых относительно друг друга на длину радиуса.

Под действием ветра ротор вращается, причем его линейная скорость не превышает 1,7 скорости ветра. В силу этого эффект Магнуса на роторе Савониуса проявляется в 2 — 3 раза слабее, чем у принудительно вращаемых роторов.

Ротор (см. рис.) состоит из двух каркасов — дисков и полуцилиндров, сваренных из прутка Ø 10 мм. Прутки, образующие каркас полуцилиндров, соединены между собой полотнищами из плотной ткани. Концы каркаса обоих дисков стянуты веревкой. Образовавшиеся вверху и внизу шестиугольники обшиты полотном. Осью ротора также служит веревка, что позволяет складывать парус.

К каждому из полотнищ пришиты по две тканевые полосы, под которыми пропускаются резиновые медицинские бинты шириной 6 см и длиной 80 см; концы их привязаны к пруткам. К полотнищам прикреплен каркас жесткости, изготовленный из стального прутка Ø 4 мм.

Гибкая ось и веревки, обеспечивающие натяжение ротора, привязаны к крепежным скобам, соединенным с опорными подшипниками. Мы использовали обычные шариковые подшипники качения; они вполне себя оправдали — ротор вращался при малейшем дуновении ветра.

Ротор-парус:

1, 2 — верх полукаркаса, 3 — рамка диска ротора, 4 — полотнище ротора, 5 — полотнище диска, 6 — веревочная ось ротора, 7 — тканевые полосы, 8 — мягкий каркас (медицинский резиновый бинт), 9 — жесткий полукаркас, 10 — веревочные растяжки, 11 — П-образная мачта-опора, 12 — поперечная балка катамарана, 13 — нижний натяжной трос, 14 — скоба балки, 15 — рычаг натяжного троса, 16 — подвеска ротора, 17 — скоба подвески, 18 — корпус подшипника, 19 — подшипник, 20 — крюк подвески, 21 — блок. Руль условно не показан.

Поплавки катамарана представляют собой брезентовые чехлы. В каждом находится по три баллона из прорезиненной ткани (могут быть использованы и камеры мячей). Мы привязывали поплавки к каркасу, сколоченному из плавника (его много ка берегах Красноярского водохранилища]. Постройка корпуса катамарана подробно не вписывается, так как в альманахе «Катера и яхты» не раз рассказывалось о надувных катамаранах лучшей конструкции, чем наша.

Ротор устанавливается следующим образом. Сначала он, стянутый резиновыми бинтами, с помощью веревки, пропущенной через блоки П-образной опоры, поднимается наверх. Затем натягивается вручную веревкой, пропущенной через кольцо, укрепленное в балке катамарана. Последние 15 — 20 см веревки приходится вытягивать рычагом.

Испытывали катамаран в течение 10 дней при очень слабых ветрах. Мы считали ветер сильным, если нитка длиной 30 см отклонялась на 30—40°.

При таком ветре катамаран дрейфовал и не мог ходить под углом острее 100—110° по отношению к ветру. Для смены галса необходимо было переворачивать ротор, на что у нас уходило 5—6 мин.

Замеров скорости не делали, но следующим летом тот же катамаран ходил с обычным парусом в 6 м2 примерно так же, как и с ротором, однако с парусом он лавировал лучше.

Мы не рекомендуем наш катамаран в качестве образца точного копирования, так как ряд узлов конструкции оказался неудачным. Например, кромки торцевых дисков следовало сделать из прутка или из пластмассовых трубок. Наш опыт свидетельствует лишь о возможности постройки любителями судна с весьма оригинальным и, на наш взгляд, перспективным способом создания тяги.

Читатели, заинтересовавшиеся роторными судами, наверняка смогут построить более удачные конструкции. Нам представляется наиболее интересной постройка катамарана со складывающимся цилиндром, который вращался бы легким двигателем внутреннего сгорания. Цилиндр может быть выполнен в виде надувного баллона или же иметь растягивающуюся конструкцию, как у сделанного нами ротора.

Опробованные любителями конструкции, возможно, найдут применение и в народном хозяйстве.

По нашему мнению, установленные с помощью грузовых стрел надувные или же растягивающиеся роторы с электромоторами могут быть использованы в качестве вспомогательных двигателей и на грузовых судах.

В. ХАБАРИН