Про переваги навісного водомета вже говорилося в статті «Вода замість гвинта». Тепер ми розповімо про його конструкцію. Розроблена нами водометна установка призначена для широкого кола любителів. Водомет розрахований на двоциліндровий двигун СМ-557Л, але може працювати з будь-яким іншим, що розвиває аналогічну потужність. Так, в одному з останніх варіантів ми застосували силову головку від підвісного човнового мотора «Вихор», і результати були добрі. Можна застосовувати двигуни моторолерного типу або мотоциклетні, забезпечивши їх системою примусового охолодження.
Рис. 1. Загальний вигляд навісного водомета, встановленого на човен:
1 — водовід, 2 — фланець, 3 — валопровід, 4 — сопло, 5 — підвіска рульового пристрою, 6 — рульові пластини.
Загальний вигляд навісного водометного пристрою, встановленого на човен, показано на рисунку 1. Рушій складається з литого алюмінієвого водоводу 1, виготовленого за одне ціле з фланцем 2 і валопроводом 3. За допомогою фланця вся система кріпиться до транця судна скрізними болтами через гумову прокладку, що забезпечує водонепроникність роз’єму. До кормового фланця водоводу болтами кріпиться знімне сопло 4 з направляючим апаратом, також виготовлене з легкого сплаву. Випрямляючий апарат зварний, з шістьма лопатками з нержавіючої сталі товщиною 3 мм. Корпус водозабірника зображено на рисунку 2.
До кормової частини сопла за допомогою вертикальних шарнірів 5 кріпляться рульові пластини 6, завдяки яким здійснюється поворот судна. Задній хід (реверс) забезпечується перекладанням додаткових пластин, з’єднаних між собою ламаною тягою і встановлених на одній осі з основними рульовими пластинами.
Гребний вал 3 (рис. 3) з’єднується з валом мотора через пружну муфту 7 і має два опорні підшипники: гумо-металевий 9 — в ступиці направляючого апарату і кульковий — біля фланця водозабірника.
1 — водовід, 2 — фланець, 3 — гребний вал, 4 — сопло, 5 — підвіска рульового пристрою, 6 — рульові пластини, 7 — з’єднувальна пружна муфта, 8 — кульковий підшипник гребного вала, 9 — гумо-металевий підшипник гребного вала, 10 — захисний кожух вала, 11 — обтікач вала, 12 — робоче колесо, 13 — вхідне отвір водозабірника.
Для захисту від водоростей гребний вал покритий легким трубчастим кожухом 10, що переходить в обтікач 11 на ступиці ротора. Ротор 12 (чотирилопатеве робоче колесо) має діаметр 179 мм і крок 130 мм. На гребному валу він кріпиться циліндричним штифтом діаметром 6 мм, що забезпечує його збереження (при засміченні водоводу штифт зрізається). Отвір водозабірника 13 розташований одразу за обрізом транця судна, на яке встановлюється водомет. Для забезпечення надійного забору води його задній край розташований трохи нижче переднього, завдяки чому водомет може працювати навіть на корпусах, що мають «підбір» кормових обводів.
Встановлення та демонтаж водомета прості. Отвір під гребний вал і більшість кріпильних болтів розташовані вище ватерлінії. Тому після демонтажу установки корпус не потребує ремонту — достатньо закрити отвори герметичними пробками.
В умовах любительського виготовлення розроблену нами конструкцію можна виготовити методом зварювання з листової сталі. Для цього доведеться спочатку вирізати плоскі деталі по основних проекціях (фланці, ребра жорсткості), потім виточити на токарному верстаті валопровід разом з гніздом для кулькопідшипника і з’єднати їх в одне ціле, прихопивши в кількох місцях зварюванням (рис. 4). Водовід слід виготовляти з двох половинок, з роз’ємом по діаметральній площині. Його виколочують на дерев’яному болвані, після чого підганяють отримані заготовки одна до одної і зварюють суцільним щільним швом. При цьому фаски на деталях треба запилювати так, щоб всередині водоводу була забезпечена максимальна чистота зварного шва. Зварений і зачищений водовід ретельно підганяється до фланців і ребер жорсткості, після чого приварюється з таким розрахунком, щоб деформації були мінімальними. Невелике короблення усувається після зварювання рихтуванням.
1 — половинки водоводу, виколочені з низьковуглецевої сталі товщиною 2 мм, 2 — фланець зі сталі товщиною 5 мм, 3 — валопровід (токарна деталь), 4 — сопло (токарна деталь), 5 — фланець водоводу, 6 — нижній фланець водозабірника, 7 і 8 — ребра жорсткості.
При випробуваннях наша водометна установка, змонтована на стандартній «Казанці», показала наступні результати: тяга на швартових — 124 кг, швидкість ходу з однією людиною на борту — 34 км/год, з чотирма — 28 км/год. Моторний човен випробовувався в різноманітних умовах, зокрема на дуже засмічених водоймах, що рясніють поваленими деревами, топляками і очеретом. Завдяки захисному кожуху і решітці водозабірника засмічення водоводу не спостерігалося, судно вільно подолalo невеликі мілини і «перелізало» з ходу через окремі колоди.
Завдяки високим тяговим характеристикам навісного водомета моторний човен легко піднімає воднолижника вагою до 90 кг і може буксирувати його з достатньою швидкістю.
На глісуючому судні описувана водометна установка монтується по нижньому обрізу транця і на ходу торкається води лише своєю нижньою частиною. Це забезпечує найбільш сприятливі умови для наповнення водозабірника і в той же час не створює зайвого опору руху. У разі встановлення водомета на водотоннажному судні монтувати його треба з урахуванням осадки останнього. Нижня площина водозабірника розташовується трохи нижче ходової ватерлінії судна, інакше неминучі втрата потужності і зниження тягового зусилля.
Думка про створення підвісного водомета виявилася настільки нав’язливою, що відступати і не думати про нього було вже неможливо. За одним варіантом створювалися інші, невдачі засмучували, але мета чітко вимальовувалася попереду. Підсумок: після п’ятирічної роботи перед нами стоїть промисловий зразок підвісного водомета, затверджений Державним комітетом у справах відкриттів і винаходів при Раді Міністрів СРСР (рис. 5).
1 — силова головка (від підвісного мотора «Вихор» або «Нептун»), 2 — вушко підвіски дейдвуда, 3 — гайка пристрою для заглиблення водомета, 4 — струбцинка кріплення мотора до транця човна, 5 — вертлюг, 6 — корпус підвіски, 7 — вертикальний вал двигуна (ресора), 8 — гайка, 9 — втулка, 10 — ведуча шестерня, 11 — ведома шестерня, 12 — корпус пристрою для заглиблення, 13 — упорний кулькопідшипник гребного вала, 14 — нижній підшипник вертлюга, 15 — шліцевий цоколь гребного вала, 16 — отвір водозабірника, 17 — болт кріплення корпусу редуктора до корпусу водоводу, 18 — корпус водоводу, 19 — корпус кутового редуктора, 20 — опорний підшипник гребного вала, 21 — кожух гребного вала, 22 — гребний вал, 23 — робоче колесо, 24 — сопло водомета, 25 — запобіжна шпилька кріплення робочого колеса, 26 — гумо-металевий підшипник гребного вала, 27 — трубка, що подає воду з сопла в систему охолодження, 28 — болт кріплення корпусу водомета до корпусу дейдвуда, 29 — трубка, що подає воду в зарубашечний простір двигуна, 30 — корпус дейдвуда, 31 — болт кріплення дейдвуда до піддону силової головки, 32 — козирок реверсу.
Хто не мріяв, йдучи на човні, забратися в найвіддаленіші, глухі місця, перебратися через корчі і гострі камені, не пошкодивши при цьому гвинт? На підвісному водометі це завжди можливо. Глибина занурення водозабірника водомета всього на 20 мм нижче днища човна. Керованість і маневреність підвісного водомета виявилася настільки ефективною, що призводила в здивування навіть самих авторів, не кажучи вже про сторонніх глядачів.
Підвісний водомет за своїми характеристиками не поступається найкращим вітчизняним підвісним човновим моторам з гребними гвинтами. Слід зазначити, що на ньому вперше в практиці вітчизняного і світового суднобудування створена схема підвісної водометної установки, що забезпечує експлуатацію катера практично без збільшення осадки за рахунок рушія.
Порівняно з підвісними човновими моторами і зарубіжними підвісними водометами мінімальна осадка досягнута шляхом використання осьового одноступеневого водометного рушія, з передачею крутного моменту на робоче колесо через кутовий редуктор з парою конічних шестерень (рис. 5).
Підвісний водомет складається з наступних основних вузлів: двигуна від підвісного човнового мотора «Вихор» або «Нептун» 1, кутового редуктора 10, водозабірника 16, насосної частини, що включає робоче колесо 23 і випрямляючий апарат, сопла 24 і рульового пристрою 32.
На відміну від водозабірників звичайного типу водозабірник підвісного водомета має по периметру дві шайби: нижню і верхню. Нижня шайба сприяє формуванню потоку на вході в водозабірник і усуває можливість підсмоктування повітря в приймальний отвір по корпусу водозабірника. Верхня ж шайба призначена для зменшення бризкоутворення і замивання корпусу потоком води. При цьому досягається дуже відчутне зниження опору водозабірника.
На корпусі водозабірника є приливи для кріплення редуктора за допомогою п’яти шпильок М8. Водозабірник може бути відлитий заодно з корпусом редуктора. В умовах любительського виготовлення доцільно виготовляти його зварним з нержавіючої сталі товщиною 2—3 мм.
Виготовлення лопатей робочого колеса виробляється відповідно до рисунка 5, доведення — по крокових кутниках на спеціальному стапелі.
Випрямляючий апарат може бути виконаний заодно з корпусом сопла або знімним. У першому випадку лопатки заливаються в ступицю і корпус сопла; для підвищення міцності з’єднання торцеві кромки випрямляючих лопаток виконують з великою кількістю зубців. Для знімного випрямляючого апарата кріплення лопаток до ступиці і зовнішнього кільця, що має посадочний діаметр 150 мм, виконується зварюванням. Знімний випрямляючий апарат зручніший, оскільки він дозволяє виробляти швидку заміну або зачистку лопаток під час експлуатації.
Реверс підвісного водометного пристрою забезпечується заслінкою, навішаною на соплі. Поворот заслінки, що змінює напрямок виходячої з сопла струмені, виробляється шарнірними тягами.
Особливістю підвісного водомета є наявність механізму регулювання положення рушія (по висоті) відносно днища човна, що дозволяє використовувати його на човнах з різною висотою транця без переробок.
Регулюючи положення площини водозабірного отвору по висоті, можна досягти оптимальної роботи водометного рушія. Регулювання виробляється за допомогою двох гайок, ввернутих в корпус вертлюга підвіски мотора. Величина переміщення дорівнює 25 мм, що допускає використання водомета на човнах, що мають висоту транця від 380 до 405 мм. Як показали результати випробувань, найвигідніші результати по швидкості і тязі виходять при зануренні носика водозабірника на 15—20 мм нижче днища човна.
Порівняльні швидкісні характеристики човнів типу «Казанка» з двигуном «Вихор», що працює на підвісний водомет, і таким же мотором, але з гребним гвинтом практично не відрізняються одна від одної, а зниження швидкості при збільшенні навантаження у водомета відбувається менш інтенсивно, ніж з гвинтом — за рахунок більш пологих гідродинамічних характеристик. Особливо істотно те, що за рахунок присмоктувальної здатності водозабірника час виходу човна з підвісним водометом на глісування скорочується; одночасно покращуються маневрені характеристики — повороти, наприклад, можна здійснювати навіть на максимальній швидкості руху. При цьому діаметр циркуляції човна з підвісним водометом становить 1—1,5 довжини корпусу, тобто в 3—4 рази менше, ніж у такого ж човна з гвинтовим варіантом мотора.
ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПІДВІСНОГО ВОДОМЕТНОГО ПРИСТРОЮ «ВИХОР»
ДВИГУН тип двигуна — двотактний, двоциліндровий, карбюраторний («Вихор» або «Нептун»);
передавальне відношення від колінчастого вала до робочого колеса — 0,95 (19/20)
ВОДОМЕТНИЙ РУШІЙ
діаметр робочого колеса в м — 0,143;
діаметр водозабірника в м — 0,145;
діаметр ступиці робочого колеса в м — 0,053;
число лопатей — 4 шт., дискове відношення — 0,9; крок робочого колеса в м — 0,130;
максимальні обороти робочого колеса в об/хв — 4850;
площа вихідного перерізу сопла в м — 0,0115;
відносне обтискання в м — 0, 788;
кількість лопаток випрямляючого апарата — 5—6 шт.;
кут установки лопаток випрямляючого апарата — 18°.
І. ЛАВРОВ, Б. ФАЙНЕРМАН