|
Важнейшими задачами. в области транспорте являются: расширение транспортно-дорожного строительства и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения во всех видах перевозок; дальнейшее техническое перевооружение железнодорожного и других видов транспорта; значительное повышение скоростей на железных дорогах, морских и речных путях; согласованное развитие всех видов транспорта как составных частей единой транспортной сети. Возрастет удельный вес трубопроводного транспорта.
Единая глубоководная система соединит основные внутренние водные пути Европейской части СССР.
По всей стране будет создана разветвленная сеть благоустроенных дорог. Автомобильный парк страны возрастет до размеров, обеспечивающих полное удовлетворение потребностей в грузовых и пассажирских перевозках, широкое распространение получат станции проката автомобилей. Авиационный транспорт превратится в массовый вид перевозки пассажиров, охватит все районы страны.
Дальнейшее быстрое развитие получит новейшая реактивная техника, прежде всего в области воздушного транспорта, а также для освоения космического пространства.
Отдел ведет контр-адммрал Николай Григорьевич МОРОЗОВСКИИ
Прямо скажем, тайнинский «Пионер» сверхминиатюрен. Но главная его особенность состоит, пожалуй, даже не в этом. Главное в нем — большое разнообразие средств передвижения: катер может двигаться с помощью велосипедного мотора, под парусом и на веслах. Кроме того, на нем можно плыть, пользуясь оригинальным педальным движителем — «утиными лапами».
Катер строился методом, напоминающим выклейку из папье-маше. В качестве материала его создатели использовали стеклопласт, отличающийся легкостью, большой прочностью и простотой технологии.
Впрочем, если у вас нет стеклопласта, катер можно с помощью водоупорных клеев и смол выклеить из бумаги или построить из дерева и фанеры наборным способом.
По теоретическому чертежу (рис. 1) вычерчиваются в натуральную величину шпангоуты, затем из 4 — 8-миллиметровой фанеры и сосновых реек изготовляются элементы набора корпуса (шпангоуты и стрингеры). Тщательно выполненная конструкция может быть доведена (обшивка, шпаклевка, окраска) до спуска в воду (рис. 2). При изготовлении серии таких судов из стеклопласта макет в натуральную величину изготовляется аналогичным способом. На собранный макет накладывается слой скульптурного пластилина, и с помощью эластичных деревянных или пластмассовых линеек и шаблонов-шпангоутов макет доводится до точного соответствия с чертежом. Пластилин вполне можно заменить глиной, алебастром, цементом, только в этом случае законченный и зачищенный макет нужно обязательно покрыть слоем крахмала. Готовый макет будет служить нам формой (позитивного типа) для снятия матриц.
Работа со стеклопластом производится в сухом, хорошо проветренном помещении с температурой ие ниже 18°С (с соблюдением правил противопожарной безопасности и обязательно в резиновых перчатках). Основным материалом для изготовления матриц и элементов корпуса катера служит стеклоткань различной толщины, которую сначала необходимо поместить на два часа в сушильную камеру с температурой около 300°, чтобы удалить слой парафина, которым обычно покрыта, эта ткань.
Макет Разделительная
Фанерные ленты [первого покрытия Кайеилодый клей Фанерные ленты второго покрытия
Шпаклевка
Окраска Шлифовка
Раскрой ткани производится на столе острым ножом по лекалу, с припуском по 3 — 5 см. После этого следует приготовить смесь из связующих компонентов.
Рис. 4. Изготовление матрицы корпуса.
Рис. 5. Катер имеет и самый простой движитель — весла.
вводится в смолу, а затем в эту смесь добавляется 30 г гипериза, и вся смесь перемешивается еще 8-мин.
При комнатной температуре такой смесью можно пользоваться в течение одного часа, так как потом она уже потеряет свои связующие свойства. Для того чтобы жидкая смесь не стекала с вертикальных поверхностей, в нее добавляется белая сажа или древесная мука (на две части смеси одну часть муки).
Поверхность макета (форма) смазывается поливиниловым спиртом и сушится. Вместо поливинилового спирта в качестве разделительного слоя можно использовать парафин. Поверхность из пластилина в дополнительных покрытиях не нуждается.
С полученной формы выклеиваются из стеклопласта три матрицы: левый борт с левой частью днища, правый борт с правой частью днища и палуба. Для получения в матрицах (исключая палубную матрицу) фланца, необходимого в дальнейшем при монтаже, по продольной оси макета устанавливается разделительная планка (рис. 4 а), которая после выклейки матрицы удаляется.
Для выклейки матриц корпуса на подготовленную поверхность формы накладывают стеклоткань (рис. 4 6). С помощью кисти ее пропитывают приготовленной смесью с внешней стороны и плотно прижимают к макету, прикатывая валиками различных размеров в одном направлении. Это избавит корпус от воздушных пузырей.
После того как стеклопласт высохнет, его осторожно снимают с макета. Точно так же могут быть изготовлены матрицы киповой планки (из двух частей), весла (рис. 5) и елани. При необходимости так же можно изготовить матрицы бензобака, штурвала, руля поворота и других деталей.
Если при снятии какой-либо из матриц на ее поверхности о б н а р у ж и в а ет с я повреждение, то место повреждения зачищают крупнозернистой шкуркой, протирают ацетоном и после высыхания выравнивают нитрошпаклевкой. Затем это место покрывают масляным лаком и вновь просушивают.
Фланец бортовых матриц корпуса опиливается, зачищается, и в нем сверлятся отверстия для стяжных болтов, необходимых для сборки матриц (рис. 4 в).
Собранная матрица корпуса и матрицы других элементов хорошо промываются теплой водой с мылом, насухо вытираются и с помощью мягкой кисти покрываются тонким слоем спиртового раствора. Раствор состоит из 900 г холодной воды и 200 2 сухого поливинилового спирта. После тщательного перемешивания смесь нагревают на электроплитке до получения однородной прозрачной массы, в которую после остывания добавляют 700 г спирта-сырца. Затем смесь вновь перемешивается и процеживается. Когда слой нанесенного на матрицу раствора высохнет, наносится второй слой того же состава из расчета 900 а на 1 м2 площади матрицы (при двухразовом покрытии).
Выклейка корпуса катера производится в том же порядке, как и выклейка самих матриц. При этом пятый, последний слой после прокатки припудривается сухой древесной мукой.
. После окончания выклейки на днище укладывается изготовленная заранее елань. Корпус сушится в матрицах в течение 2 — 3 дней.
Освобожденный от матриц корпус выравнивается по верхнему краю ножовкой и напильником, а затем перевертывается вверх днищем и накладывается на выклеенный элемент палубы. Припуски ткани при этом подклеиваются к внешним сторонам верхней части бортов (рис. 6). Места сочленения элементов корпуса проклеиваются изнутри полосками стеклоткани шириной 10 — 12 см, пропитанными смолой.
Менее ответственные стыки (елани с днищем) проклеиваются полоской ткани шириной в 3 см.
Матрицы, освободившиеся после выклейки элементов катера, должны содержаться в чистоте и сохранности, так как с них можно снять элементы аналогичной конструкции до десяти раз (рис. 7).
Парутное вооружение и оборудование катера — обычное. Складная мачта состоит из двух дюралюминиевых трубок. Для ее установки надо вынуть декоративную пробку из отверстия палубы и пропустить в него нижнюю часть мачты до упора в степсе. Верхняя часть мачты соединяется с нижней и раскрепляется мягким штагом и двумя вантами, которые заканчиваются металлическими карабинами, пристегивающимися к кольцам, закрепленным на палубе. Ставится парус мягким фалом, который продевается через кольцо, укрепленное на топе мачты (рис. 8). В свернутом виде парус укладывается на днище катера. Размеры паруса, указанные на рисунке 9, являются минимальными, и при необходимости их можно изменить.
Жесткое сиденье имеет складную спинку (для удобства при работе веслами). Включатели, арматуру бортовых огней, рукоятки управления двигателем и фары можно использовать готовые от велосипеда или мотоцикла.
Для охлаждения двигателя на его вал насажена воздушная крыльчатка (рис. 10), которую, если понадобится, можно дополнить дюралюминиевым или жестяным раструбом.
Запуск двигателя производится с помощью храповика, стаиовлеп-иого на носок вала, и рукоятки, снабженной карданным шарниром. Гребневой винт можно использовать от лодочного двигателя «Чайка» (рис. 3).
Оригинально устройство педального движителя (рис. 11). Педали (узел А) соединены металлическими жесткими тягами с плавниками (узел Б), подвижно закрепленными в бортах катера (рис. 12). Нажатием левой или правой педали приводится в движение соответствующая деревянная «лапа», на конце которой шарнирно закреплены плавники, состоящие из двух дюралюминиевых складывающихся половинок. При отталкивании о воду назад обе половины полностью раскрываются в прямоугольную пластину, а при движении вперед складываются вместе, облегчая холостое движение лапы в воде вперед.
Рис. II. Можно применись оригинальный движитель пне лапы» с педальным приводом.
Рис. 12, Устройство педальвого движителя.
Подвеска левого и правого педальных механизмов независимая, что позволяет работать двумя плавниками сразу или одним (при маневрировании)
Для более удобного пользования педальным устройством можно удлинить корпус катера на 400 — 500 мм.
Все шарнирные соединения механизма должны быть хорошо приработаны и смазаны, а шарнирные крепления лап к бортам катера снабжены асбестографитными сальниками.
Технические данные катера
Длина . 2 000 мм
Ширина .1 000 мм
Высота борта в средней части 350 мм
Вес без двигателя и снаряжения 20-25 кг
Осадка с нагрузкой 100 кг 120- 150 мм
Двигатель . «Д-4» мощн. 1 л.с.(736 вт).
Количество затрачиваемых материалов (на один комплект матриц и один катер)
Стеклоткани 40 м
Смолы «ПН-1» ... 12 кг
Нафтената кобальта 1 кг
Гипериза 0,4 ка
Синтетической эмали .. 4 ка
Древесной муки 1,5 ка
Работа со стеклопластом может производиться только под руководством опытного руководителя, ознакомленного с техническими и гигиеническими требованиями, связанными с такой работой.
Катер «Пионер» очень удобен в туристских походах по рекам и озерам, на охоте и рыбной ловле. Попробуйте и вы, ребята, построить его у себя в техническом кружке. Как мы уже говорили, материалом для катера может служить не только стеклоткань, но и обычная, бумага, фанера и другие недефицитные материалы.
КРЫЛЬЧАТЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ
Н. ГРИГОРЬЕВ, капитан дальнего плавания
19 первом выпуске нашего сборника было помещено описание судна на подводных крыльях — «Метеор». Но это не единственное применение «крыльев» на судах.
В современном морском порту вы можете увидеть странную на первый взгляд картину: судно,
движущееся по воде... боком. Если вода прозрачна и вы сможете заглянуть под корму, то удивитесь еще больше, не обнаружив у судна руля. Однако, несмотря на это, судно свободно маневрирует.
Перед вами не что иное, как судно с крыльчатымн движителями- заменяющими и гребной винт и руль.
Крыльчатый движитель не похож на другие знакомые нам движители — гребной винт или гребное колесо. Его лопасти слегка напоминают весла, поставленные вертикально.
Крыльчатый движитель (рис. 1) состоит из нескольких вертикальных лопастей, расположенных на равных расстояниях по окруж-
ности вращающегося диска. Диск этот установлен заподлицо с обшивкой судна в. круглом отверстии в днище судна. За пределы корпуса судна выступают только лопасти движителя, создающие силу упорщ а все вспомогательные части, приводящие в движение диск с лопастями и связывающие его с корпусом судна, находятся внутри корпуса.
На каком же принципе основана работа крыльчатого движителя?
Лопасти крыльчатого движителя при вращении диска совершают два движения одновременно: вращаются вместе с диском вокруг его оси, и каждая лопасть поворачивается вокруг своей вертикальной оси то в одну, то в другую сторону, не делая пол-
ного поворота. Благодаря этому при вращении диска вокруг своей оси каждая лопасть движителя поворачивается своей передней кромкой наружу в одной половине окружности вращения и внутрь — во второй половине окружности. Так как лопасть перемещается в воде все время одной и той же кромкой вперед, для создания большей силы упора и большей обтекаемости ее делают в форме авиационного крыла. Именно поэтому движитель и называют крыльчатым.
Чтобы лопасти перемещались в воде все время одной и той же кромкой вперед, все лопасти крыльчагого движителя соединены тягой с одной точкой, так называемой точкой управления N. Каждая лопасть всегда расположена перпендикулярно к липни, соединяющей точку N и ось лопасти.
Чтобы понять принцип работы лопастей движителя, вполне достаточно привести следующую упрощенную схему (рис. 2).
При вращении диска движителя лопасть входит в воду под каким-то углом к касательной к данной точке окружности диска, и на нее будет давить вода с силой R, которую по правилам параллелограмма сил можно разложить на две составляющих силы (рис. 2, 1): Р — силу упора лопасти, направленную наружу от центра диска, и W — силу лобового сопротивления лопасти. Направление отбрасываемой движителем струи воды противоположно силе упора. В точке III (рис. 2) создастся аналогичное положение, только угол атаки лопасти будет отрицательным, а поэтому сила упора будет направлена к центру движителя О и будет складываться с силой упора первой лопасти, создавая полный упор движителя, двигающий судно и всегда направленный перпендикулярно отрезку ON. В точках (рис. 2,11 и IV) плоскости лопасти будут расположены параллельно касательной к окружности диска и не создадут силы упора.
Точку управления N с помощью специального устройства можно установить в любое положение по отношению к центру диска движителя О. изменяя этим самым направление отбрасываемой движителем струи воды, а следовательно, и упора движителя. Если поставить точку N над центром движителя О (рис. 3, 1), то плоскости всех лопастей будут расположены параллельно касательным к окружности диска, проведенным в точках, где проходят оси лопастей. Сила упора в этом случае равна нулю, и, несмотря на то, что диск движителя будет вращаться, судно не сдвинется с места. Переместив точку N влево от центра О (рис. 3, II), мы даем судну передний ход, переместив вправо (рис. 3, IV) — задний ход, а переместив точку N вперед от центра движителя, мы заставим корму судна двигаться вправо (рис. 3, III) и т. Д- Благодаря этому судно с крыльчатым движителем может двигаться вперед и назад и изменять направление своего движения, не имея руля, а если поставить на судно два движителя, то оно сможет перемещаться даже боком.
Внимательно рассматривая рисунок 3, можно заметить, что движитель все время вращается в одну и ту же сторону, а судно перемещается в разные стороны.
Пользуясь этим свойством движителя, на судах можно устанавливать более простые двигатели — нереверсивные, то есть не меняющие направления вращения. Такие двигатели легче по весу по сравнению с реверсивными, проще по устройству и уходу за ними и значительно дешевле реверсивных.
Однако у крыльчатых движителей имеются и недостатки, основным из которых является сложность передачи вращения от двигателя к движителю, благодаря чему двигатели больших мощностей (свыше 5 000 л. с.) с крыльчатыми движителями использовать нельзя, а это ограничивает размеры судов, на которых такие движители применяются.
Тем не менее основные свойства судов с крыльчатыми движителями — возможность иметь боковой ход, поворачиваться на месте, быстро изменять направление движения — делают такие суда незаменимыми при плавании в «узкостях»: в каналах, на реках и в портах. Крыльчатые движители с успехом применяют на речных пассажирских судах, на портовых кранах и буксирах; производятся эксперименты по применению крыльчатых движителей на рыболовных траулерах.
На судах крыльчатые движители устанавливаются в местах, которые наиболее удобны для данного типа судна. На пассажирских судах движители устанавливаются в корме, на буксирах — в корме или в носу, на портовых кранах — посередине корпуса.
За образец модели судна с крыльчатым движителем можно взять буксир с движителем, установленным в носовой части судна. Такой буксир (теоретический чертеж его приведен на рис. 4) длиной 24,6 м, шириной 7,6 м
имел осадку 3 м (с лопастями движителя 3,8 м) и развивал скорость 10,3 узла (19,9 км/час) при мощности двигателя 552 кет (750 л. с.) с 320 об1мин; число оборотов движителя составляло 65 в минуту, а его диаметр — 3,66 м.
Журнал ГДР «Modelbau und Basteln» № 10 за 1960 год приводит следующее описание модели крыльчатого движителя. К днищу судна (рис. 5) прикреплен круглый кожух 1, внутри которого расположен ротор движителя 2 с верхним и нижпкм дисками 3. Сквозь диски ротора 3 пропущены оси 4. к которым прикреплены лопасти 5. Сквозь верхний диск ротора пропущен трубчатый гребной вал 6. который с помошыо фланца прикреплен к диску снизу. Дальше кал проходит сквозь фигурную крышку 7, прикрепленную к кожуху
1. Поверх крышки на вал надето и прижато к валу установочное кольцо 3, а поверх установочного кольца надет и прикреплен к валу ведущий шкив 9. На шккп надевается приводкой ремень 10, идущий от приводного шкива 11, сидяшсго на валу 12 двигателя 13 (рис. 6). Верхний конец вала f2 вращается в подшипнике 14. прикрепленном к палубе модели.
Сквозь трубчатый гребной кал 6 пропущен рулевой вал 15, на котором поверх шкива 9 надето установочное кольцо 8а. На верхний конец рулевого вала насажено червячное колесо 16, приводимое во вращение червячным приводом от маленького электродвигателя 17. Червячная передача подбирается с таким расчетом, чтобы червячное колесо 16, а с ним it пал 15 могли бы делать 8 — 10 об!мин. Тогда модель сможет изменить ходе «полного вперед» до «полного назад» через 6 — 8 сек. На нижний конец рулевого вала 15 насажен эксцентрик 18 с пальцем 19. Па палец надеты концы тяг 20, идущих к кривошипам 21, поворачивающим лопасти. На оси 4 лопастей 5 надеваются втулки 22, на которых держатся кривошипы.
При таком устройстве эксцентрика 18 (рис. 7) модель будет перемещаться вперед н поворачивать в заданном направлении. Изменять же скорость движения н останавливать судно можно, только изменяя число оборотов двигателя или останавливая его.
Это происходит потому, что величина ОМ (в данном случае — расстояние от оси 15 до пальца 19) остается все время постоянной. Изменять величину упора, передвигая точку М ближе к центру О или же в самый центр О. и тем останавливать движение судна Српс. 3, 1) невозможно. Величину ON п этой модели берут в пределах 116 — 113,3 радиуса диска движителя. При большей или меньшей величине эксцентрицитета угол атаки будет или слишком велик, или слишком мал, поэтому лопасти не создадут необходимой силы упора.
Лопасти движителя делают из топкого металла (рис. 8), причем передний валик, на котором загибают металл, берут вдвое толще оси лопасти.
В описании этой модели никаких рекомендаций относительно числа лопастей, их размеров и формы пс дается, поэтому лучше обратиться к расчетам настоящих движителей.
Для простоты модели число лопастей лучше всего принять равным 4, так как у настоящих движителей число лопастей меняется в пределах от 4 до 8. Длину лопасти определяют по размерам диаметра диска движителя (около 0,7 этого- диаметра). а ширину лопасти берут в пределах 0.3 ее длины. Эта ширина принимается в самой верхней части лопасти, так как форму лопасти принимают за половину эллипса с полуосями, равными длине лопасти и половине ее наибольшей ширины (ширины у корпя).
Величина полного упора движителя Т выражается формулой:
F — общая площадь лопастей, D — диаметр ротора движителя, п — число оборотов движителя.
Отсюда видно, что наиболее выгодно принимать позможно больший диаметр ршора, так , как с его увеличением растет н площадь лопастей. Например, на буксире, приведенном па рисунке 4, диаметр ротора движителя равен почти половине ширины буксира.
В техническом кружке вы вполне сможете изготовить модели движителя с полной регулировкой управления, подобной применяемой в настоящих движителях.
В такой модели (рис. 9) для перемещения пальца 19 в положение над центром движителя (то есть для того, чтобы у лопастей не было упора и судно останавливалось) или для перемещения в какое-то промежуточное положение между крайним и центральным (чтобы изменить угол атаки лопастей и величину упора), рулевой вал 15 также делают трубчатым и сквозь него пропускают регулировочный вал 23, на верхнем конце которого насажено червячное колесо 24, приводимое во вращение вторым небольшим электродвигателем 25 с помощью червяка 26 (рис 10). На нижнем конце регулировочного вала 23 крепят кронштейн 28, в котором палец 19 эксцентрика перемещается с помощью ползунка 29. Эксцентрик 18 делается составным. Рулевой вал 15 поворачивает эксцентрик вместе с кронштейном 28, а при повороте регулировочного вала 23 эксцентрик 18а начинает поворачиваться и перемещать ползунок 29 с пальцем 19 по кронштейну 28, устанавливая его в нужное положение (рис. 11, 1 — 4). Для упрощения эксцентрик 18 можно сделать не составным, а в виде вилки (рис. 11, 5).
В связи с тем, что палец 19 должен перемещаться и по тягам 20, эти тяги делают в виде вилок (рис. 12).
Модель судна с крыльчатым движителем должна иметь или программное управление, или управление по радио, так как иначе будет невозможным выявить на ходу все качества крыльчато-го движителя. Попробуйте в своем кружке построить модель судна с крыльчатым движителем и напишите нам в редакцию, что у вас из этого получилось. KOHEЦ ФPAГMEHTA
|
