Навесной и подвесной водометы

О преимуществах навесного водомета уже говорилось в статье «Вода вместо винта». Теперь мы расскажем о его конструкции. Разработанная нами водометная установка предназначена для широкого круга любителей. Водомет рассчитан на двухцилиндровый двигатель СМ-557Л, но может работать с любым другим, развивающим аналогичную мощность. Так, в одном из последних вариантов мы применили силовую головку от подвесного лодочного мотора «Вихрь», и результаты были хорошие. Можно применять двигатели мотороллерного типа или мотоциклетные, снабдив их системой принудительного охлаждения.

Рис. 1. Общий вид навесного водомета, установленного на лодку:
1 — водовод, 2 — фланец, 3 — валопровод, 4 — сопло, 5 — подвеска рулевого устройства, 6 — рулевые пластины.

Общий вид навесного водометного устройства, установленного на лодку, показан на рисунке 1. Движитель состоит из литого алюминиевого водовода 1, изготовленного за одно целое с фланцем 2 и валопроводом 3. С помощью фланца вся система крепится к транцу судна сквозными болтами через резиновую прокладку, обеспечивающую водонепроницаемость разъема. К кормовому фланцу водовода болтами крепится съемное сопло 4 с направляющим аппаратом, также изготовленное из легкого сплава. Спрямляющий аппарат сварной, с шестью лопатками из нержавеющей стали толщиной 3 мм. Корпус водозаборника изображен на рисунке 2.

К кормовой части сопла с помощью вертикальных шарниров 5 крепятся рулевые пластины 6, благодаря которым осуществляется поворот судна. Задний ход (реверс) обеспечивается перекладкой дополнительных пластин, соединенных между собой ломающейся тягой и установленных на одной оси с основными рулевыми пластинами.

Гребной вал 3 (рис. 3) соединяется с валом мотора через эластичную муфту 7 и имеет два опорных подшипника: резино-металлический 9 — в ступице направляющего аппарата и шариковый — у фланца водозабор-ника.

Для защиты от водорослей гребной вал покрыт легким трубчатым кожухом 10, переходящим в обтекатель 11 на ступице ротора. Ротор 12 (четырехлопастное рабочее колесо) имеет диаметр 179 мм и шаг 130 мм. На гребном валу он крепится цилиндрическим штифтом диаметром 6 мм, что обеспечивает его сохранность (при засорении водовода штифт срезается). Отверстие водозабор-ника 13 расположено сразу за обрезом транца судна, на которое устанавливается водомет. Для обеспечения надежного забора воды его задний край расположен несколько ниже переднего, благодаря чему водомет может работать даже на корпусах, имеющих «подбор» кормовых обводов.

Установка и демонтаж водомета просты. Отверстие под гребной вал и большинство крепежных болтов расположены выше ватерлинии. Поэтому после демонтажа установки корпус не нуждается в ремонте — достаточно закрыть отверстия герметичными пробками.

В любительских условиях разработанную нами конструкцию можно изготовить методом сварки из листовой стали. Для этого придется сначала вырезать плоские детали по основным проекциям (фланцы, ребра жесткости), затем выточить на токарном станке валопровод вместе с гнездом для шарикоподшипника и соединить их в одно целое, прихватив в нескольких местах сваркой (рис. 4). Водовод следует изготовлять из двух половин, с разъемом по диаметральной плоскости. Его выколачивают на деревянном болване, после чего подгоняют полученные заготовки друг к другу и сваривают сплошным плотным швом. При этом фаски на деталях надо запиливать так, чтобы внутри водовода была обеспечена максимальная чистота сварного шва. Сваренный и зачищенный водовод тщательно подгоняется к фланцам и ребрам жесткости, после чего приваривается с таким расчетом, чтобы деформации были минимальными. Небольшое коробление устраняется после сварки рихтовкой.

При испытаниях наша водометная установка, смонтированная на стандартной «Казанке», показала следующие результаты: тяга на швартовых — 124 кг, скорость хода с одним человеком на борту — 34 км/час, с четырьмя — 28 км/час. Мотолодка испытывалась в разнообразных условиях, в том числе на очень засоренных водоемах, изобилующих поваленными деревьями, топляками и камышом. Благодаря защитному кожуху и решетке водозаборника засорения водовода не наблюдалось, судно свободно преодолевало небольшие мели и «перелезало» с ходу через отдельные бревна.

Благодаря высоким тяговым характеристикам навесного водомета мотолодка легко поднимает воднолыжника весом до 90 кг и может буксировать его с достаточной скоростью.

На глиссирующем судне описываемая водометная установка монтируется по нижнему обрезу транца и на ходу касается воды только своей нижней частью. Это обеспечивает наиболее благоприятные условия для наполнения водозаборника и в то же время не создает лишнего сопротивления движению. В случае установки водомета на водоизмещающем судне монтировать его надо с учетом осадки последнего. Нижняя плоскость водозаборника располагается чуть ниже ходовой ватерлинии судна, в противном случае неизбежны потеря мощности и снижение тягового усилия.

Мысль о создании подвесного водомета оказалась настолько навязчивой, что отступать и не думать о нем было уже невозможно. За одним вариантом создавались другие, неудачи огорчали, но цель четко вырисовывалась впереди. Итог: после пятилетней работы перед нами стоит промышленный образец подвесного водомета, утвержденный Государственным комитетом по делам открытий и изобретений при Совете Министров СССР (рис. 5).

Кто не мечтал, идя на лодке, забраться в самые укромные, глухие места, перебраться через коряги и острые камни, не повредив при этом винт? На подвесном водомете это всегда возможно. Глубина погружения водозаборника водомета всего на 20 мм ниже днища лодки. Управляемость и маневренность подвесного водомета оказалась настолько эффективной, что приводила в изумление даже самих авторов, не говоря уже о посторонних зрителях.

Подвесной водомет по своим характеристикам не уступает лучшим отечественным подвесным лодочным моторам с гребными винтами. Следует отметить, что на нем впервые в практике отечественного и мирового судостроения создана схема подвесной водометной установки, обеспечивающей эксплуатацию катера практически без увеличения осадки за счет движителя.

По сравнению с подвесными лодочными моторами и зарубежными подвесными водометами минимальная осадка достигнута путем использования осевого одноступенчатого водометного движителя, с передачей крутящего момента на рабочее колесо через угловой редуктор с парой конических шестерен (рис. 5).

Подвесной водомет состоит из следующих основных узлов: двигателя от подвесного лодочного мотора «Вихрь» или «Нептун» 1, углового редуктора 10, водозаборника 16, насосной части, включающей рабочее колесо 23 и спрямляющий аппарат, сопла 24 и рулевого устройства 32.

В отличие от водозаборников обычного типа водозаборник подвесного водомета имеет по периметру две шайбы: нижнюю и верхнюю. Нижняя шайба способствует формированию потока на входе в водозаборник и устраняет возможность прососа воздуха в приемное отверстие по корпусу водозаборника. Верхняя же шайба предназначена для уменьшения брызгообразования и замывания корпуса потоком воды. При этом достигается весьма ощутимое снижение сопротивления водозаборника.

На корпусе водозаборника имеются приливы для крепления редуктора с помощью пяти шпилек М8. Водозаборник может быть отлит заодно с корпусом редуктора. В любительских условиях целесообразно изготовлять его сварным из нержавеющей стали толщиной 2—3 мм.

Изготовление лопастей рабочего колеса производится в соответствии с рисунком 5, доводка — по шаговым угольникам на специальном стапеле.

Спрямляющий аппарат может быть выполнен заодно с корпусом сопла или съемным. В первом случае лопатки заливаются в ступицу и корпус сопла; для повышения прочности соединения торцевые кромки спрямляющих лопаток выполняют с большим количеством зубцов. Для съемного спрямляющего аппарата крепление лопаток к ступице и наружному кольцу, имеющему посадочный диаметр 150 мм, выполняется сваркой. Съемный спрямляющий аппарат удобнее, так как он позволяет производить быструю замену или зачистку лопаток во время эксплуатации.

Реверс подвесного водометного устройства обеспечивается заслонкой, навешенной на сопле. Поворот заслонки, изменяющей направление выходящей из сопла струи, производится шарнирными тягами.

Особенностью подвесного водомета является наличие механизма регулировки положения движителя (по высоте) относительно днища лодки, что позволяет использовать его на лодках с различной высотой транца без переделок.

Регулируя положение плоскости водозаборного отверстия по высоте, можно добиться оптимальной работы водометного движителя. Регулировка производится с помощью двух гаек, ввернутых в корпус вертлюга подвески мотора. Величина перемещения равна 25 мм, что допускает использование водомета на лодках, имеющих высоту транца от 380 до 405 мм. Как показали результаты испытаний, наивыгоднейшие результаты по скорости и тяге получаются при погружении носка водозаборника на 15—20 мм ниже днища лодки.

Сравнительные скоростные характеристики лодок типа «Казанка» с двигателем «Вихрь», работающим на подвесной водомет, и таким же мотором, но с гребным винтом практически не отличаются друг от друга, а снижение скорости при увеличении нагрузки у водомета происходит менее интенсивно, чем с винтом — за счет более пологих гидродинамических характеристик. Особенно существенно то, что за счет присасывающей способности водозаборника время выхода лодки с подвесным водометом на глиссирование сокращается; одновременно улучшаются маневренные характеристики — повороты, например, можно совершать даже на максимальной скорости движения. При этом диаметр циркуляции лодки с подвесным водометом составляет 1—1,5 длины корпуса, то есть в 3—4 раза меньше, чем у такой же лодки с винтовым вариантом мотора.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДВЕСНОГО ВОДОМЕТНОГО УСТРОЙСТВА «ВИХРЬ»

ДВИГАТЕЛЬ тип двигателя — двухтактный, двухцилиндровый, карбюраторный («Вихрь» или «Нептун»);
передаточное отношение от коленчатого вала к рабочему колесу — 0,95 (19/20)

ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ

диаметр рабочего колеса в м — 0,143;
диаметр водозаборника в м — 0,145;
диаметр ступицы рабочего колеса в м — 0,053;
число лопастей — 4 шт., дисковое отношение — 0,9; шаг рабочего колеса в м — 0,130;
максимальные обороты рабочего колеса в об/мин — 4850;
площадь выходного сечения сопла в м — 0,0115;
относительное обжатие в м — 0, 788;
количество лопаток спрямляющего аппарата — 5—6 шт.;
угол установки лопаток спрямляющего аппарата — 18°.

И. ЛАВРОВ, Б. ФАЙНЕРМАН