НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ

Эту модель спроектировали школьники Витя Писарев, Алеша Книжников и Никита Новиков. Строили они ее в судомодельной лаборатории Московского городского Дворца пионеров. Большая скорость —10 м/с, устойчивость на курсе и высокая стендовая оценка позволили ребятам, занять первое место в классе гражданских судов и стать чемпионами Москвы среди младших школьников. Модель демонстрировалась на международных выставках технического творчества школьников в США и Канаде. Приводим ее описание.

Корпус модели (рис. 1) из стеклоткани. Прежде чем приступите к его изготовлению, сделайте из липы или другой мягкой древесины болван (пуансон) размером 890X120X80 мм. Используя теоретический чертеж (рис. 2), обработайте брусок сначала по наружным обводам «бока» и «полу-широты», а затем по шаблонам шпангоутов. Изготовьте их из фанеры толщиной 3 мм, используя теоретический чертеж «корпус». Один из шаблонов показан на рисунке 3.

Пуансон покройте двумя-тремя слоями шпаклевки, вначале густой, затем жидкой, обработав всю поверхность древесины. После сушки зачистите поверхность наждачной бумагой с керосином. К палубе болвана прибейте два бруска (они не должны выходить за обводы корпуса); один в носовой части, другой в кормовой. Положите пуансон на стол днищем вверх и покройте тонким слоем парафина, чтобы выклеенный корпус легко отделялся от болвана. Подготовьте стеклоткань (два куска размером 1100X350 мм); прокалите ее на огне (иначе смола не будет смачивать ткань), разрежьте в носовой части по оси на длину 120—150 мм, в кормовой — по боковым линиям транца (для лучшего прилегания к пуансону). Для приготовления эпоксидной смолы (ЭД-5 или ЭД-6) необходимо взять по массе: 100 г смолы, 10—20 г дибутилфталата (пластификатор) и 10—12 г полиэтиленполиамина (отвердитель).

Положите стеклоткань на болван и промажьте смолой всю поверхность. Проделайте ту же операцию со вторым куском стеклоткани. После Полимеризации смолы (спустя 15—20 ч) выступающие части обрежьте ножом, обработайте корпус наждачной бумагой, отделите его от пуансона.

Чтобы придать корпусу необходимую жесткость, приклейте к нему палубные и днищевые стрингеры, бимсы (сосновые рейки сечением 4X4 мм), носовую и кормовую усиливающие пластины из стеклопластика толщиной 3—4 мм (рис. 4).

Рис. 1. Модель катера на подводных крыльях:

1 — якорный огонь (белый), 2— киповая планка, 3—кнехт, 4 — надстройка, 5 — окно надстройки, 6 — топовые огни «Не могу управляться» (красные), 7 — топовый огонь (белый), 8 — клотиковый сигнально-проблесковый огонь (в середине красный, по краям белый), 9 — мачта с вымпелом Морского речного пароходства, 10 — прожектор, 11 — окно рубки, 12 — рубка, 13 — огнетушитель, 14 — цепь, 15 — окно салона, 16 -— леерное ограждение, 17, 18 — иллюминаторы, 19, 36 — скамейки, 20 — флажок выключателя, 21 — кормовой огонь (белый), 22 — кормовая заглушка, 23 — проушина под крючок дрели для заводки мотора, 24 — винт крепления кронштейна подводного крыла, 25 — руль, 26 — конусный обтекатель, 27 — пластина выключателя, 28 — гребной винт, 29 — кормовое подводное крыло, 30 — опорно-упорный подшипник, 31 — стойка кормового крыла, 32 — кронштейн подшипника, 33 — поперечный редан, 34 — ограждение кормового крыла, 35 — гребной вал, 37 — кормовая верхняя палуба, 38 — дейдвудная труба, 39 — ватерлиния, 40 — дорожка, 41 — вентиляционный грибок, 42 — антенна радиолокатора, 43 — люк, 44 — бортовые отличительные огни (правый красный, левый зеленый), 45 — электросифон, 46 — ограждение носового крыла, 47 — носовое подводное крыло, 48 — якорь типа Холла, 49 — стойка носового крыла, 50 — носовая заглушка.

Рис. 2. Теоретический чертеж.

Рис. 3. Шаблон мидель-шпангоута.

Изготовьте и смонтируйте винтомоторную группу и подводные крылья. Винтомоторная группа (рис. 5) состоит из редуктора, замка-выключателя, заводного устройства, двух валов, двух кронштейнов, руля и четырех резиномоторов

Редуктор (рис. 6) изготовьте из двух зубчатых колес Ø 40 мм и трех шестерен Ø 8 мм. Можно использовать и другие колеса и шестерни. Важно, чтобы передаточное отношение было близким 1:5. Для изготовления корпуса редуктора потребуются три пластинки размером 120 X 70 мм: две текстолитовые толщиной 1,5—2 мм, одна из оргстекла (для кожуха) толщиной 12 мм, а также винты М3 с гайками.

Вначале, используя шаблон мидель-шпангоута, изготовьте из текстолитовых пластин стенки корпуса редуктора. Подберите колеса и шестерни. Изготовьте из «серебрянки» 4 мм валы для колес, вставьте их в колеса, затем просверлите отверстия 0,8—1 мм в ступицах под шплинт. Закрепите одно колесо шплинтом, второе снимите с вала. В стенке редуктора просверлите отверстие Ø 4 мм для вала левого колеса. Отверстие для вала правого колеса определите по месту, проложив между колесами лист бумаги и плотно прижав их. Таким же образом по месту просверлите отверстия Ø 3 мм для валов всех шестерен. Причем зубчатую шестерню замка установите так, чтобы она находилась в зацеплении одновременно с обоими колесами. Затем сложите обе стенки редуктора вместе, зажмите в ручные тиски и просверлите отверстия в другой стенке. Изготовьте из оргстекла кожух редуктора (рис. 6а) и после этого начинайте сборку. По обе стороны колес и шестеренок поставьте шайбы. Концы валов колес выпустите в обе стороны за стенки на 8—10 мм, просверлите в них радиальные отверстия Ø 1,2—1,5 мм, вставьте в них проволоку, загните в виде овала и спаяйте концы.

Валы шестерен выпустите на 7 мм в сторону кормы для крепления втулок кардана (рис. 6б). Выточите из стали Ст. 3 на токарном станке втулки и закрепите их с помощью шплинтов на выходящие концы валов шестерен.

Для вывода шестерни замка из зацепления необходимо предусмотреть такое расстояние между передней стенкой редуктора и колесами, чтобы в растопоренном состоянии шестерня входила в этот зазор и не касалась зубчатых колес (рис. 6б). Концы оси шестерни замка должны иметь длину: в сторону носа — 25—30 мм, кормы — 8 мм. На длинный конец вала наденьте пружину с направляющими втулками и в слегка сжатом состоянии зашплинтуйте. Короткий конец вала служит для крепления муфты привода.

Редуктор установите в районе мидель-шпангоута и закрепите с помощью двух усиленных бимсов, палубных стрингеров и упорных уголков (см. рис. 4, 5). Затем вмонтируйте остальные бимсы, прорежьте отверстия под дейдвудные трубы. Установите продольные осевые переборки в носовой и кормовой частях модели, изготовленные из полистирола или фанеры толщиной 1,5—2 мм. Они служат для предотвращения спутывания резиномоторов.

Замок-выключатель (см. рис. 5) состоит из зубчатой шестерни, пружины, двух втулок, муфты, привода и флажка-выключателя. Привод с муфтой и флажок-выключатель монтируют после установки редуктора. На кормовой конец привода наденьте флажок-выключатель и зафиксируйте его с обеих сторон зашплинтованными втулками. Привод замка прикрепите к продольной переборке хомутиками, изготовленными из мягкой проволоки. Кормовой конец привода вставьте в отверстие, просверленное в транце, носовой соедините муфтой с валом шестерни замка. Проверьте работу замкового устройства.

Заводное устройство служит для удобного и быстрого закручивания резиномотора, что крайне важно во время соревнований. Оно состоит из четырех заглушек — двух кормовых и двух носовых и ручной дрели (рис. 4а). Заглушку изготовьте из двух кусков полистирола толщиной 2 и 4 мм и «серебрянки» Ø 3 мм. Вначале сделайте сухарик, точно подогнав под отверстие для выхода резиномотора, затем упорную пластину (склейте их дихлорэтаном). Изготовьте проушину с крючком.

Подгоните заглушки по месту так, чтобы они составляли единую конструкцию с корпусом, были плотно подогнаны и в то же время легко входили в отверстия для резиномоторов, не выступали за габариты модели.

Рис. 4. Последовательность установки винтомоторной группы и крыльев:

а — установка усиливающих пластин и подгонка редуктора по месту; б — установка палубных и днищевых стрингеров, пиллерсов, редуктора; подгонка носового крыла по месту; установка продольных переборок, привода и флажка-выключателя; в — установка носового крыла, изготовление и установка заводного устройства (носовых и кормовых заглушек), зашивка палубы, вырезание люков и приклеивание комингсов, г — крепление крыла к корпусу; 1 — окна для заводки резиномотора, 2 — усиливающая пластина, 3 — упорные уголки, 4 — бимсы, 5 — редуктор, 6 — отверстие под дейдвуд, 7 — днищевой стрингер, 8 — палубные стрингеры, 9 — привод замка-выключателя, 10 — флажок замка выключателя, 11 — продольная переборка, 12 — отверстия под винты крепления крыла, 13 — стойка крыла, 14 — комингс, 15 — резиномотор, 16 — сухарик кормовой заглушки (20X20 мм), 17 — упорная пластина заглушки, 18 — дрель, 19 — подводное крыло, 20 — стойка крыла, 21 — корпус, 22 — винт, 23 — шайба, 24 — гайка.

Рис. 5. Винтомоторная группа:

1, 7, 12 — шплинты, 2 — направляющая втулка, 3 — направляющий вал замка, 4 — пружина замка, 5 — усиленный бимс, 6 — муфта привода, 8 — привод замка, 9 — палуба, 10 — хомут, 11 — продольная переборка, 13 — пластина выключателя, 14 — флажок замка-выключателя, 15 — упорная втулка, 16 — кормовой резиномотор, 17 — винт крепления кронштейна, 18 — ограничительная втулка, 19 — упорный уголок, 20 — редуктор, 21— зубчатое колесо, 22 — шестерня замка-выключателя 23 — носовой резиномотор, 24 — кольцо для резиномотора.

Рис. 6. Редуктор:

а — кинематическая схема; б — условный разрез; в — кардан.

Конструкция каждого привода состоит из гребного вала (см. рис. 1), дейдвудной трубы, опорно-упорного подшипника и гребного винта.

Гребной вал изготовьте из «серебрянки» Ø 3 мм и длиной примерно 270 мм (окончательную длину установите при подгонке). На одном конце вала закрепите головку кардана, на втором нарежьте резьбу М3Х0,5, длиной 15 мм (рис. 6б, в).

Дейдвуд изготовьте из латунной трубки с внутренним диаметром 3,5—4 мм и длиной 30 мм. Ее конец длиной 5—7 мм вставьте в патрон токарного станка, сожмите до Ø 2,8—2,9 мм и разработайте разверткой отверстие Ø 3 мм. Затем обработайте надфилем на токарном станке до требуемого размера.

Опорно-упорный подшипник (рис. 1) выточите на токарном станке.

Гребной винт изготовьте из листа латуни толщиной 1,5—2 мм по шаблону. Вычертите на латуни круг Ø 40 мм и разделите окружность на три равные части. Используя шаблон лопасти, нанесите чертилкой (иглой или остро отточенным надфилем) контуры лопастей винта. Просверлите в центре отверстие Ø 3 мм и выпилите заготовку гребного винта лобзиком. Зажмите ее на винте М3 с двух сторон конусными гайками и согните лопасти плоскогубцами на 45°, после чего спаяйте гайки с гребным винтом. Придайте лопастям с помощью острого конца молотка профиль крыла самолета, обработайте надфилем. Конусный обтекатель выточите на токарном станке и отполируйте.

Руль изготовьте из «серебрянки» Ø 3 мм и латунной пластинки толщиной 1,5—2 мм.

Резиномотор состоит из 120 нитей длиной 800 мм. Вбейте в доску два гвоздя на указанном расстоянии, намотайте ровными рядами 60 витков нити. Оба конца (возле гвоздей) обмотайте нитками виток к витку в растянутом состоянии, затем на каждом конце сделайте проушину.

Сборку привода начните с установки кронштейнов 32 (см. рис. 1), изготовив их из листовой латуни толщиной 1,5—2 мм. Прорежьте два отверстия в днище корпуса модели под кронштейны: расстояние от транца до кормовой кромки кронштейна составляет 65 мм, а от борта до оси — 30 мм.

Разогните в разные стороны на 90° верхние половинки кронштейна. Вставьте его в отверстие, плотно подгоните «лапы» к днищу модели и закрепите винтами М3 с гайками. Припаяйте опорно-упорный подшипник. Поверните модель днищем вверх и залейте выступающие гайки эпоксидной смолой. Кронштейны раздвиньте так, чтобы расстояние между осями было 56 мм.

Далее наденьте на гребной вал ограничительную втулку 18 (см. рис. 5), дейдвудную трубу 38 (см. рис. 1) и вставьте его в подшипник. Затем введите головку кардана в коническую втулку, установите на место дейдвудную трубу и приклейте ее эпоксидной смолой. Перед скреплением проверьте плавность вращения валов и редуктора. Между подшипником и ступицей гребного винта поставьте шайбу, наверните винт и застопорите его конусным обтекателем. Гребной винт установите так, чтобы при его вращении усилие передавалось на опорно-упорный подшипник, а не на редуктор. Для удобства контроля между ограничительной и дейдвудной трубками оставьте зазор 1—1,5 мм.

Следующая ответственная операция — изготовление и установка подводных крыльев. Сделайте эти детали из листового дюралюминия толщиной 3—4 мм. При изготовлении стоек крыльев вначале подготовьте из плотного картона или целлулоида шаблоны. Для этого вычертите стойки и крылья в натуральную величину. Начертите на дюралюминии их контур и выпилите лобзиком. Придайте обтекаемую форму напильником, обработайте наждачной бумагой и отполируйте.

Подготовьте корпус модели к монтажу крыльев: сделайте вдоль бортов отверстия под стойки и для винтов. Установите крылья так, чтобы угол между носовым крылом и поверхностью воды составлял 2—3°, а между кормовым — 0°. Для проверки угла установки к носовому и кормовому крыльям параллельно днищу корпуса приложите ребром линейку, между ней и кончиком носового крыла должен быть зазор 1—1,5 мм, а кормовое — плотно прилегать по всей поверхности.

Модель имеет одну надстройку и рулевую рубку. Детали изготовьте из оргстекла толщиной 1—1,5 мм. Из полосок черного целлулоида толщиной 0,5 мм и шириной 1—1,2 мм наклейте окна и ребра жесткости на крыше надстройки. Это можно сделать, применив раствор ацетона и дихлорэтана в соотношении 1 : 1. При склеивании прижмите полоску надстройке и смажьте раствором с помощью кисточки, рулевая рубка штампованная. Для этого необходимо сделать штамп-пуансон и матрицу. Для их изготовления потребуется брусок липы или сосны размером 100 X 55 X 25 мм, а для матрицы — лист авиационной фанеры 200X160X3 мм. Вначале сделайте пуансон, затем, установив его основанием на середину фанеры и обведя карандашом по периметру, прорежьте отверстие лобзиком так, чтобы зазор между деталями штампа по всему периметру составил 1,5—2 мм. Материал для рубки — полистирол, оргстекло или целлулоид размером 200X160 мм. Разогрейте заготовку над электроплиткой, удерживая ее плоскогубцами, быстро положите на пуансон и продавите матрицей. Затем, не снимая заготовку с пуансона, обработайте рубку по размерам и приклейте окна.

Для палубы используйте авиационную фанеру толщиной 1,5—2,0 мм. Покройте ее с обеих сторон двумя-тремя слоями эмалита, дайте хорошо просохнуть. Изготовьте подставку для модели.

Поставьте модель на киль-блок, промажьте палубные стрингеры и все бимсы нитроклеем, положите палубу и установите поверх нее груз, распределив его равномерно по всей площади. В местах, где палуба прилегает не очень плотно, прихватите ее мелкими гвоздиками, предварительно проколов отверстия шилом.

Когда палуба приклеится, сделайте в ней люки для доступа к редуктору и установки резиномоторов. Поставьте надстройку на палубу, отметьте ее положение. Приклейте к палубе по периметру с внутренней стороны рейки сечением 4X4 мм, внутри вырежьте люк. Прорежьте люк и в корме размером 300X85 мм (бимсы оставьте в сохранности). Кормовую часть судна закройте палубой из фанеры размером 330X90X1 мм. Остро отточенным карандашом на предварительно обработанную мелкой наждачной бумагой поверхность нанесите рисунок. Покройте Палубу двумя слоями жидкого эмалита. Крепление: носовую часть заведите под надстройку, кормовую прижмите к палубе и зафиксируйте двумя флажками с внутренней стороны.

Перед окрашиванием модели снимите подводные крылья. Зашпаклюйте корпус и палубу так, чтобы поверхность была гладкой и ровной, а на вид матовой. Отбейте ватерлинию — приклейте ацетоном черный целлулоид, разметьте и приклейте окна салона и другие детали. Закрасьте борта с помощью пульверизатора выше ватерлинии в цвет слоновой кости (надо нанести 2—3 слоя). Переверните модель днищем вверх, с помощью липкой ленты и бумаги закройте по ватерлинию борта и покрасьте днище красной краской. Просушите 15—20 мин, снимите липкую ленту и спустя 1,5—2 ч соскоблите краску острым скальпелем с ватерлинии, окон салона и т. п. Затем приклейте иллюминаторы. Палуба — светло-коричневая. Леера из проволоки Ø 0,2—0,3 мм аккуратно припаяйте к стойкам, закрасьте кисточкой в белый цвет. Под стойки предварительно просверлите отверстия.

Подготовьте и установите мелкие детали систем сигнализации, пожаротушения, спасательных средств и т. д.

Проверьте плавность вращения привода — вручную проверните за гребной винт редуктор.

Убедившись в надежности работы замка-выключателя, поставьте его в положение «застопорено». Заведите модель — удобнее это делать вдвоем: один держит модель за корпус руками (повернув ее носом к себе), локтем прижав к боку. Второй моделист, вставив крючок в проушину заводного устройства, отступает на полшага и, растягивая резиномотор на 1/3 его длины, заводит его на 15—20 оборотов. Последовательность заводки следующая: носовой, кормовые, носовой.

Осторожно опустите судно на воду, разверните по курсу, плавно поверните флажок выключателя и отпустите модель. Если она не выходит на крылья, увеличьте угол атаки, если нос «прыгает» по воде, уменьшите. Отрегулируйте по курсу, постепенно увеличивая число оборотов резиномотора.

Максимальная дальность хода модели 50—60 м.