ИЗОБРЕТАЕМ КОЛЕСО!

ЮТ Для умелых рук 1986 №5

Суда, снабженные колесными движителями, предшествовали винтовым. Традиционное гребное колесо имело пластины-плицы, установленные вдоль радиусов (рис. 1). При вращении колеса плицы погружались в воду и отбрасывали ее назад, а судно двигалось вперед. Колесные суда имели малую осадку, большую тягу, хорошо работали на мелководье. Благодаря удобному доступу к гребным колесам осмотр и ремонт движителя не составлял проблем. Эти качества и теперь необходимы судам, особенно речным. Но был у колесных пароходов серьезный недостаток - малая частота вращения колес (50-60 мин^-1). Ведь чем больше частота вращения, тем большую часть мощности теряет гребное колесо от удара при погружении нижней плицы в воду. Вот почему гребное колесо "проиграло" в споре с винтом. Ведь современные двигатели неэкономичны на малых оборотах.

Наш суперколесный движитель может работать при частоте вращения 2000-5000 мин^-1. Суперколесо "гребёт" за счет сцепления с поверхностными слоями жидкости, поэтому оно должно иметь шероховатую цилиндрическую или коническую поверхность. А вместо плиц, которые были установлены на вращающемся колесе, здесь имеются пластины-отражатели, неподвижные относительно колеса. Вода отбрасывается от них в противоположную движению судна сторону, и создается дополнительная сила, которая движет его вперед (рис. 2). Равнодействующая сила складывается из движущей силы Р1 на колесе и Р2 на отражателе. Удара о воду и потери мощности нет, и с ростом частоты вращения тяга должна увеличиваться. Проще всего изготовить цилиндрическое колесо. Коническое лучше работает на волне. Шайба на конусе уменьшает брызгообразование. Движитель конической формы можно составить из постепенно уменьшающихся в диаметре цилиндров. Испытайте в своей модели на ходу каждый из предложенных вариантов (рис. 3) и сравните их возможности.

Работу над моделью начните с корпуса. Он изготавливается из плотного пенопласта или сухой прямослойной древесины. Возьмите заготовку 160x200x50 мм, хорошенько обработайте ее на плоскостях 160x200 мм, проведите оси симметрии параллельно большим сторонам. Вы получите линии пересечения диаметральной плоскости (ДП). Увеличив по клеткам, вырежьте из чертежной бумаги шаблон (рис. 4), обозначьте на нем "нос". Карандашом обведите шаблон на плоскостях 200x50 мм. Лишний материал снимите напильником. Вырежьте в носу и корме полости, как показано на рисунке. Они будут служить балластными цистернами, чтобы модель могла изменять осадку, принимая или вытесняя воду из этих отсеков. Ведь чем больше осадка, тем сильнее тяга колес. Толщина борта 10-15 мм. Прямоугольное углубление 30x30x160 мм в середине корпуса служит для размещения электродвигателей. Оно отгорожено водонепроницаемыми переборками и закрывается с бортов двумя заглушками 30x30x15 мм из материала корпуса.

Шаблон обшивки днища начертите самостоятельно по рисунку 5. Обшивку днища вырежьте из тонкой жести, отогните рули. Просверлите кингстоны для заполнения корпуса водой и отверстие для воздушной трубки диаметром 4-5 мм. Приклейте обшивку днища к корпусу эпоксидным клеем. Сделайте шаблоны носового и кормового настилов палубы и выпилите их из тонкой фанеры или пластика. Углубление для электродвигателей должно остаться открытым. В переборках проделайте отверстия для воздушной трубки диаметром 3-4 мм. Если корпус деревянный, загрунтуйте его несколькими слоями нитрокраски, а пенопластовый предварительно покройте тонким слоем эпоксидной смолы.

Гребные валы свободно вращаются внутри двух медных дейдвудных труб, которые служат как бы подшипниками. Вклейте дейдвуды в бортовые заглушки корпуса. Два гребных вала изготовьте из стальной спицы диаметром 1,5-2 мм. Один конец вклеивается в гребное колесо, другой соединяется кусочком полихлорвиниловой трубки с валом электродвигателя.

Теперь займемся силовой установкой. Для модели нужны два электродвигателя, например ДИ-1-3, питающиеся постоянным током 4,5В. Припаяйте к выводам двигателей тонкие длинные изолированные провода.

Включать, выключать и изменять направление вращения моторов вы будете с пульта управления. Электрическая схема включения одного из двигателей показана на рисунке 6. Пульт управления снабжен двумя батареями питания по 4,5В. Нажимной кулачок сделайте из не проводящего ток материала.

Окончательную сборку начните с установки горизонтальной трубки между переборками. Вклейте бортовые заглушки с дейдвудными трубами заподлицо с внешней поверхностью бортов. Вставленные в дейдвуды гребные валы колес соедините полихлорвиниловыми трубочками с валами двигателей. Провода пропустите сквозь вертикальную воздушную трубку, вклеенную в корпус. Двигатели закрепите в корпусе пластилином. Т-образное пересечение трубок загерметизируйте пластилином, а сверху залейте эпоксидным клеем. Свободные концы проводов пропустите через резиновую трубку нагнетателя воздуха (например, от надувного матраца) и, выведя через стенку трубки, впаяйте в электрическую схему поста управления. Приклейте носовую и кормовую палубы.

Форму отражателей подберите опытным путем. Для этого вырежьте из бумаги 2 шаблона носового и кормового отражателей. Придайте им такую форму, чтобы они прилегали к гребным колесам и в то же время не мешали их вращению. Вырежьте их из жести, согните и закрепите на носовой и кормовой палубах.

В кормовой палубе просверлите небольшое отверстие и подберите к нему пробочку от аптечного пузырька. Проверьте соединение на герметичность. Высушите корпус и приклейте обшивку днища.

Конструкцию палубных надстроек разработайте сами.

Теперь можно испытать наш опытный образец. Разомкните электрические цепи пульта управления, поставив рукоятки в положение "Стоп". Спустите модель на воду, открыв отверстие в кормовой палубе. Добейтесь ровного положения модели на воде. Гребные колеса должны быть погружены в воду на 1/2 диаметра. Теперь плотно закройте отверстие в палубе пробкой. Рукоятки пульта поставьте в положение "Вперед". Изменяя нагнетателем воздуха наполнение балластных цистерн, найдите и отметьте на корпусе осадку, которая соответствует наибольшей скорости модели. При работе колес "Враздрай", то есть одно - "Вперед", другое - "Назад", модель поворачивает. Эксперимент можно усложнить, изменяя частоту вращения двигателей. Подумайте, как это сделать.

В. ХВАСТИН, руководитель кружка
Рисунки С. ЗАВАЛОВА