ПЛАВАЮЧИЙ АВТОМОБІЛЬ з двигуном від мопеда вдалося побудувати А. Натарову. Хочу познайомити читачів «М-К» зі зібраною мною амфібією. Сконструював її, щоб на практиці розв’язати цілу низку проблем і суперечностей, які виникають під час проєктування. Їх було чимало, проте головні варто назвати.
1. Чи можна створити автомобіль з двигуном класу 50 см3? Якими при цьому будуть його швидкість і вантажопідйомність?
З’ясувалося — можна! За маси 80 кг він вільно везе дорослу людину зі швидкістю 30–35 км/год (по асфальту), за умови, що автомобіль має пружну підвіску коліс. Варіантом із жорсткою підвіскою керувати значно важче — машина підстрибує і не слухається керма, що проявляється вже на швидкості понад 20 км/год. А на швидкості трохи вище велосипедної (16…18 км/год) вона легко везе двох дорослих людей і долає будь-які підйоми на автодорогах. З одним водієм з місця заїжджає на естакаду з кутом підйому 15°.
2. Чи варто форсувати двигун?
Виявилося — не варто. За форсування мотора приріст потужності досягається за рахунок підвищення обертів. Крутний момент при цьому не збільшується. Характеристика двигуна стає круто спадною. Усе це ускладнює початок руху й вимагає застосування багатоступеневої коробки передач. Цікаво, що двигуни Ш-51 і Д-6, працюючи з однією й тією самою коробкою передач, поводилися однаково, незважаючи на різну потужність.
3. Якими можуть бути мінімальні габарити в одномісної амфібії? Яка при цьому можлива швидкість?
Можу повідомити, що свою машину збирав у звичайній квартирі на десятому поверсі. Тому її розміри обмежувалися габаритами вантажного ліфта та ящика, що слугував гаражем для амфібії — 2000×2000×700 мм. Так, висота борта становить 300 мм; це дозволяє амфібії вільно триматися на плаву з двома дорослими людьми, занурюючись у воду трохи вище половини борта. А з одним водієм осадка всього лише 120 мм. На плаву машина дуже остійна — можна закидати спінінг, сідати на капот, борт чи корму без ризику перевернутися. Тут відіграло свою роль низьке розташування двигуна і ходової частини, що стали своєрідним баластом. Вважаю, що мінімально можливі габарити для одномісного варіанта можна зменшити до 2000×800×400 мм.
Швидкість руху по воді за таких розмірів, не прибраного «шасі» та обводів типу «ящик» за законами гідродинаміки не може бути вищою за 3 км/год. У цьому я переконався, отримавши швидкість зі стаціонарним водометом — 1 км/год (позначилися низький ККД трансмісії та самого водомета); швидкість же на веслах і з підвісним мотором «Спутник» (2,5 км/год) виявилася однаковою. Тому довелося відмовитися і від водомета, і від підвісного мотора на користь весел. Згодом ставив на колеса ґрунтозачепи з алюмінієвих швелерів — вдалося досягти швидкості у… 0,5 км/год. Керувати при цьому було зручно за рахунок крену — для спінінгування мене це цілком влаштовувало.
Хочу попередити всіх, хто збирається будувати амфібію: якщо машина не розрахована на глісерування, то її швидкість на воді залежить тільки від габаритів корпуса — що він довший і вужчий, то швидкість вища; що ширший і коротший, то швидкість менша. Економічна потужність, необхідна для руху таких машин по воді, зазвичай становить 1/3…1/5 потужності, потрібної для руху по суші. Звідси простий висновок — збирати амфібію за традиційними автомобільними канонами, але забезпечувати герметичність корпуса і передбачити водяний рушій. Сфера застосування таких транспортних засобів — здебільшого суша. У воді вони бувають рідко і проходять невеликі відстані. Потрібна ця техніка переважно рибалкам і іноді туристам. Якщо ж ви хочете мати швидкохідну на воді й суші амфібію, то будуйте катер і ставте його на колеса — іншого виходу нема.
4. А якими можуть бути прохідність і витрата пального?
Зазначу, що витрата пального через зниження швидкості та збільшення маси зросла вдвічі (порівняно з «мопедною») і досягла 4 л/100 км. Треба врахувати, що більшість саморобок, зібраних на базі мотоциклетних двигунів, аж ніяк не чемпіони економічності й споживають на кожні сто кілометрів до 10 л суміші! А якщо врахувати, що двигун, працюючи з перевантаженням, уже через 15 000 км втрачає потужність, то мрія кожного самодельника про щоденні поїздки на такій машині, наприклад, на роботу, виглядає відвертою утопією. Міським транспортом діставатися і швидше, і дешевше.
Що ж до прохідності амфібії, то вона майже така сама, як у мопеда. Останній, щоправда, набагато краще поводиться на піску. З’ясувалося, що авіаційні «пухирі» невеликого діаметра з круглою біговою доріжкою — далеко не найкращий рушій: вони «різали» колію в пухкому ґрунті й буксували, і машина врешті-решт «сідала» на днище. Не допомагали й ґрунтозачепи. Загалом видається, що прохідність саморобних «земноводних» транспортних засобів має бути такою ж, як у звичайних автомобілів; схема з одним заднім провідним мостом і кліренсом, рівним радіусу колеса, цілком для них підходить. Річ у тім, що навіть армійські плаваючі автомобілі часом не можуть вибратися на берег без допомоги лебідки.
5. Яке додаткове оснащення потрібне для амфібії?
Мій невеликий досвід показав: у першу чергу — засоби відкачування води. Без них машина швидко перетворюється на своєрідний підводний човен. Вода може потрапити в корпус через неплотні шви, сальники та інші з’єднання, під час дощу, при невдалому спуску у воду, за зустрічі з гарною хвилею. Треба передбачити, щоби вода, що потрапила до корпусу, стікала в певне місце, зумовлене диферентом і креном, не затримуючись перемичками й перегородками. Так її буде легше прибрати. Найпростіше зробити це будь-яким кухлем або ковшем, однак можна передбачити ручний чи електричний насос або ежектор (якщо використовується водомет).
Друге, що абсолютно необхідно, — лебідка будь-якої конструкції. У цьому я переконався після першого ж «запливу», витягуючи машину з ставка. За її маси лише 80 кг я впорався з цим завданням із великими труднощами. Найпростіша (але й найзручніша) — колесна лебідка. За нею за простотою й доступністю йде ручна таль: з її допомогою можна витягти автомобіль звідки завгодно. І найскладніше робити лебідку з приводом від трансмісії. Проте в моєму випадку останній варіант виявився найпростішим. Для перевірки працездатності лебідки я закинув якір на балку воріт і, перевіривши, чи міцно він зачепився, ввімкнув зчеплення — за кілька секунд опинився в повітрі разом із машиною. Саме завдяки лебідці моя амфібія може вибиратися на найнедоступніший і найнезручніший берег. Для неї не перешкода навіть урвище заввишки 2 м, що не має заплеска й навіть мілини біля своєї основи.
Наступне, що також немаловажне, — забезпечення непотоплюваності або спрощення рятувальних робіт після затоплення. Усі плаваючі автомобілі, навіть армійські, залиті водою, ідуть на дно. Річ у тім, що розмістити блоки плавучості в корпусі просто неможливо: вони заповнять увесь його внутрішній об’єм. Залишається одне — забезпечити водія й пасажирів рятувальними жилетами, надавши їм можливість швидко покинути машину, а також передбачити буї: спливаючи, вони піднімуть за собою троси, за які можна витягти «потопельницю».
Корисно також передбачити привальний брус у конструкції кузова, що захищає його з усіх боків від пошкоджень, вм’ятин і подряпин під час швартування до інших плавзасобів. З цією ж метою варто подумати й про розташування фар, підфарників і задніх габаритних вогнів, адже причали й містки під час стоянки на плаву в період хвилювання можуть стати причиною вибитої фари або вирваних «з коренем» габаритних вогнів.
Мою амфібію будували як своєрідну модель або, що точніше, лабораторію на колесах, тому в ній багато спрощень. Зокрема я не розраховував отримати високу швидкість, тож відмовився від підвіски переднього й заднього мостів. Кузов машини — несівний, його зібрано за «човновою» технологією. Відмінність лише в тому, що має два кільові бруси, а шпангоути розташовані похило — так виявилося простіше закріпити колісні ніші. Шпангоути № 1 і № 2 сходяться трикутником і мають один спільний бімс, що виконує роль приладової панелі. Шпангоути № 0 і № 5 зашиті: вони слугують транцями. Задній транець посилений і має накладку для кріплення підвісного човнового мотора. Кузов обшито пресованим картоном (оргалiтом), ніші коліс виконано з покрівельного заліза. Збирання велося без стапеля, усі деталі корпуса з’єднувалися цвяхами й нітрошпаклівкою, використаною як клей. Готовий кузов шпаклювали й фарбували масляною фарбою.
Передній і задній мости практично такі самі, як у спортивного карта, але не мають гальм. Річ у тім, що гальмівні колодки від води набухають і швидко стираються. Обидва мости прикріплені зовні до кільових балок корпуса болтами. Кермове керування також «картове»; трапеція розташована зовні корпуса, вона має дві тяги, з’єднані з сошкою на кермовому валу. Герметизовано кермовий вал як шверт на вітрильнику: до днища прикріплена труба з фланцем і опорою, що виконує роль «колодязя», а в ній обертається кермовий вал. Верхню його частину разом із кермом зроблено знімною, щоб не заважала під час роботи веслами, й закріплено хомутом-затискачем від велосипеда «Кама».
1 — передній транець, 2 — лонжерони, 3 — шпангоут № 1, 4 — шарнір лобового скла, 5 — рамка лобового скла, 6 — приладова панель, 7 — шпангоут № 2, 8 — реле поворотів, 9 — знімна частина рульової колонки, 10 — котушка запалювання, 11 — сидіння, 12 — паливний бак, 13 — шарнірний каркас тенту, 14 — засувка каркаса тенту, 15 — педальний вузол, 16 — ніша переднього колеса, 17 — передня вісь, 18 — колодязь рульового вала, 19 — загальний натяжний пристрій педальних тросів, 20 — важіль перемикання передач, 21 — глушник, 22 — двигун Ш-58, 23 — щуп-рівнемір, 24 — рухома плита кріплення двигуна, 25 — пристрій натягування ланцюга, 26 — плита кріплення трансмісійного вала, 27 — фланець кріплення випускної труби, 28 — задній міст, 29 — ніша заднього колеса, 30 — кільова балка, 31 — шпангоут № 4, 32 — задній транець, 33 — педаль газу, 34 — педаль гальма, 35 — педаль зчеплення, 36 — закладення тросів керування, 37 — фланець колодязя рульового вала, 38 — вимикач стоп-сигналу, 39 — передача з трансмісійного вала на провідний міст, 40 — ланцюгова передача з двигуна на трансмісійний вал, 41 — гальмівний барабан, 42 — утримувач і важіль щита гальмівних колодок, 43 — котушка лебідки, 44 — трансмісійний вал, 45 — корпус підшипника, 46 — куточки кріплення сидіння до кільової балки, 47 — важіль перемикання передач.
Задній міст не має диференціала, обидва колеса провідні, що підвищує прохідність і мало впливає на керованість — машина, подібно до карта, розвертається буквально на місці. Крутний момент на міст передається ланцюгом; для забезпечення його натягу міст може зміщуватися до корми. Вісь моста обертається в двох підшипниках, корпуси яких кріпляться болтами до кільових балок.
1 — шпонковий палець, 2 — зірочка (передача від трансмісійного вала до провідного), 3 — підшипники з двостороннім сальниковим ущільненням (від водяної помпи «Москвич-412»), 4 — корпус підшипникового вузла, 5 — стінка колісної ніші, 6 — ліва опора трансмісійного вала — кріпиться до кільової балки, 7 — ведена зірочка (передача від двигуна до трансмісійного вала), 8 — корпус трансмісійного вала, 9 — штифт-фіксатор шпонкового пальця, 10 — стопорне кільце, 11 — важіль щита гальмівних колодок, 12 — щит гальмівних колодок, 13 — гальмівні колодки, 14 — гальмівний барабан, 15 — подовжувач трансмісійного вала, 16 — барабан лебідки самовитягування, 17 — штифт-фіксатор барабана лебідки самовитягування, 18 — заглушка трансмісійного вала, 19 — підтримувальний підшипник, 20 — права опора трансмісійного вала (кріпиться на кільовій балці).
Трансмісійний або проміжний вал приймає крутний момент від двигуна через ланцюгову передачу, ведену зірочку якої легко замінити. Кількість зубців обирається від 13 до 25 залежно від навантаження й дороги. Далі момент передається або на котушку лебідки, насаджену вільно на проміжний вал і зафіксовану знімним штифтом, або через сальникове ущільнення й ланцюгову передачу на задній міст. На цьому ж проміжному валу встановлено гальмівний барабан, що працює на задній міст і лебідку.
А — встановлення примусового охолодження, Б — розворот головки циліндра на 90°, В — встановлення щупа-рівнеміра, Г — підсилювач повернення заслінки.
Двигун закріплено на лівій кільовій балці і для натягу ланцюга він зміщується разом із глушником та основою. У картері двигуна Ш-58 замість вала кікстартера змонтовано педальний вал від двигуна Ш-51. Лівий шатун відпиляно біля клина, а на правий наварено трубу. Таким чином кікстартер у двигуна опинився справа й легко заводиться лівою рукою. Двигун перероблено на примусове охолодження. Для цього довелося розгорнути головку циліндра на 90°. Оскільки положення шпильок цього не дозволяло, розсвердлив отвори в сорочці циліндра до Ø12 мм і відігнув шпильки до суміщення з отворами в головці при її новому розташуванні. Гайки головки слід подовжити й гвинтами прикріпити до них дефлектор. Крильчатка охолодження пов’язана з колінвалом двигуна пасовою передачею й обертається на осі, закріпленій між головкою циліндра та циліндром двома гвинтами. Шків до колінвала кріпиться порожнистим болтом, загвинченим у різьбовий отвір у маховику. Приводний шків — це ущільнювальне гумове кільце від гільз двигуна ЯМЗ-236. Керування двигуном мало відрізняється від схеми, прийнятої для карта «Піонер».
Сидіння й каркас тенту зроблено з деталей розкладачок. Тент може підвертатися з трьох боків, прорізи тенту застібаються на «блискавках». Лобове скло за потреби відкидається на капот.
1 — хомут кріплення педального вала до шпангоута № 1, 2 — важіль педалі газу, 3 — важіль педалі гальма, 4 — важіль педалі зчеплення, 5 — педаль зчеплення, 6 — педаль гальма, 7 — педаль газу, 8 — упор важелів (приварюється до лівого хомута).
Машину оснащено передніми й задніми покажчиками повороту, стоп-сигналами й габаритними вогнями. Усі світлові прилади, включно з фарами ближнього світла й фарою-прожектором, — від велосипедів і мопедів. Передбачено й звуковий сигнал.
Амфібія виявилася досить надійною та зручною. За сезон вона пройшла близько 2 тис. км дорогами й річками. Поломок не було жодної. Щоправда, траплялися труднощі з дуже вередливим двигуном.
1 — рульова сошка, 2 — клин кріплення сошки, 3 — балка переднього моста, 4 — днище, 5 — колодязь рульової колонки з фланцем кріплення до днища, 6 — вал рульової сошки, 7 — додаткова опора колодязя, 8 — хомут подовжувача, 9 — знімний подовжувач рульової колонки, 10 — поперечина кермового колеса, 11 — шпангоут № 2.
Де б не опинялася машина, всюди вона викликала щирий захват, здивування і — не приховую — заздрість. Були й «клопоти» зі співробітниками ДАІ, які частенько зупиняли мене — як правило, з цікавості: адже транспортний засіб із двигуном робочим об’ємом менш ніж 50 см3 і швидкістю нижче 40 км/год правила відносять до мопедів і велосипедів із мотором, тож реєстрації він не підлягає, і їздити на ньому можна без посвідчення водія.
На жаль, амфібії вистачило лише на один сезон. Зроблена як випробувальний стенд, вона тим не менш була зручним і надійним транспортним засобом, а головне — заразила мене потягом до подальшої творчості. Зараз поставив перед собою нове завдання — за її подобою зробити нову амфібію, але вже двомісну та з потужнішим двигуном. Розрахунки й креслення наполовину готові. Хотів би листуватися з іншими самодельниками, зайнятими подібною роботою. Знаючи досвід колег за захопленням, простіше продовжувати справу.
ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМФІБІЇ
Кількість місць — 1
Маса машини, кг — 80
Повна маса, кг — 200
Габаритні розміри, мм:
довжина — 2000
ширина — 1000
висота — 1200
База, мм — 1050
Осадка з колесами, мм — 300
Швидкість на суші, км/год — 30
Швидкість по воді, км/год — 3
Витрата пального, л/100 км — 4
Зусилля на лебідці, кгс — 250
Кут максимальної гірки, подоланої з місця — 20°
Двигун — Ш-58
Потужність, к. с. — 2
Охолодження — повітряне
А. НАТАРОВ, конструктор-аматор