Поворотная моторная установка с воздушным винтом

Тяговые установки с воздушным винтом применяются на лодках там, где трудно использовать обычный гребной винт — на мелководье, заросших и засоренных водных акваториях, а также для лодок-амфибий на воздушной подушке. Чаще всего мотор с воздушным винтом закрепляют неподвижно, а управление по курсу осуществляется при помощи водяных или воздушных рулей (заслонок). Однако более эффективно судном можно, управлять с помощью поворота мотора с винтом вокруг вертикальной оси. Мною была разработана подобная установка с легким двухтактным двигателем самостоятельного изготовления, которая эксплуатировалась первоначально на легких одноместных аэросанях, а затем на серийной складной дюралевой лодке "Мечта". Мощность двигателя — 12 л. с. при рабочем объеме 125 см³.


При изготовлении двигателя мною использовался ряд деталей и узлов от серийных двигателей отечественного производства, так, например, цилиндр, головка цилиндра со шпильками крепления, поршень, палец и поршневые кольца от двигателей "М-106"— "М-115" мотоцикла "Минск"; коленвал, сальниковые уплотнения и система электронного зажигания с маховичным магдино от двигателя "ВП-150М" мотороллера "Вятка". Картер взят от лодочного мотора "Стрела".

Возможно применение цилиндро-поршневой группы с коленвалом от двигателя "Иж-Юпитер", а бензонасоса от любого лодочного мотора. Ряд деталей (картер, коленвал, поршни и т. п.) были подвергнуты дополнительной механической обработке.

В юбке поршня напротив впускного окна цилиндра вырезается прямоугольное окно шириной 28 мм и высотой до 15 мм для увеличения фазы впуска в связи с применением лепесткового клапана. Ввиду того, что картер от лодочного мотора "Стрела" имеет малую высоту, под цилиндр была сделана из алюминиевого сплава промежуточная проставка высотой 35 мм. Проставка крепится к картеру па четырех шпильках М8.

Несмотря на некоторую сложность электронной системы зажигания и несколько больший вес по сравнению с обычным маховичным магдино, использование ее оправдывается прежде всего надежной работой и безотказным запуском.

Основание магдино центрируется на ступенчатом кольце и надежно фиксируется при помощи двух шариковых фиксаторов с пружинами.

При регулировке опережения зажигания основание магдино может поворачиваться вручную или быть механически связанным с рычагом дроссельной заслонки карбюратора, как у подвесного лодочного мотора.

Для удобства вывода проводов снизу основания магдино панелька с блоком диодов и концами проводов перепаивается на правую сторону низковольтной катушки зажигания. Выносная высоковольтная катушка зажигания крепится на картере вертикально со стороны карбюратора, а тиристорный блок — с противоположной стороны картера. На маховике магдино имеется пусковой алюминиевый шкив для наматывания шнура ручного запуска.

Оригинальным узлом двигателя является лепестковый клапан, устанавливаемый между карбюратором и впускным окном цилиндра. Он состоит из следующих деталей: промежуточного патрубка — корпуса из дюралюминия, пирамидального корпуса с четырьмя пластинчатыми клапанами и переходной текстолитовой вставки между квадратным отверстием клапана и круглым отверстием карбюратора. Все детали клапана с прокладками и карбюратором крепятся к цилиндру на двух дюралевых шпильках М8.

Четырехугольный пирамидальный корпус состоит из склеенного на эпоксидной смоле фланца и стенок-пластинок из текстолита толщиной 5 мм, в которых предварительно высверливаются скругленные пазы под пластины клапана из пружинной стали толщиной 0,2 мм.

Пластины и разрезные ограничители хода клапанов взяты от плоского четырехлепесткового клапана лодочного мотора "Ветерок" и крепятся к четырем стенкам корпуса на винтах М5. Примененная конструкция клапана имеет небольшие размеры, обладает малым сопротивлением на всасывании и не увеличивает объем кривошипной камеры.

Установка клапана на двигателе позволила, наряду с безотказным запуском и приемистостью на средних оборотах, расширить фазу впуска со 136° (серийный двигатель мотоцикла "Мннск") до 170°, т. е. на 34°, что соответственно повысило мощность двигателя, особенно на средних оборотах.

С целью разгрузки выходного конца коленвала от изгибающих и осевых усилий воздушный винт диаметром 0,8 м установлен не на носок коленвала, а на неподвижную опору-консоль и вращается на двух радиально-упорных подшипниках, внутренние кольца которых через распорную втулку неподвижно закреплены на консоли гайкой М24X1 и стопорной шайбой с отгибной лапкой.

Крутящий момент на винт передается валиком-торсионом с квадратными концами 9X9 мм, один конец которого через втулку надет на квадратный выступ носка коленвала, а второй конец вставлен в квадратное отверстие наружной крышки. Крышка передает вращение на воздушный винт через четыре шпильки М6 во втулке винта.

С целью уменьшения шума выхлопа и выпуска выхлопных газов в центре винта на опоре-консоли винта закреплен кольцевой глушитель с радиальными перегородками, изготовленный из листового дюралюминия. Выхлопные газы из глушителя направляются в кольцевую насадку, закрепленную на воздушном винте с помощью дисков с радиальными окнами. Проходя через окна дисков и минуя ступицу винта, газы направляются к центральному отверстию обтекателя и выходят наружу.

Для защиты воздушного винта и увеличения его коэффициента полезного действия вокруг него установлено профилированное кольцо — насадка из листового дюралюминия. Оно закреплено на корпусе глушителя с помощью 24 велосипедных спиц.

Для возможности поворота двигателя вокруг вертикальной оси внизу картера закреплены (за существующие шпильки) два дюралевых угольника. К картеру крепится также опорный стакан диаметром 60 мм из дюралюминия. Двигатель со стаканом ставится сверху в корпус подпятника трубчатой моторной рамы, в который запрессован подшипник — втулка из капрона (фторопласта).

После установки двигателя снизу к опорному стакану крепится винтом М8 с барашком легкосъемная крышка с закрепленным на ее оси румпелем газа мотоциклетного типа. Управления "газом" от румпеля осуществляется тросиком в гибкой боуденовой оболочке.

Моторама винтомоторной установки состоит из корпуса подпятника, двух разнесенных к бортам передних стоек и двух задних стоек, опирающихся на транец лодки. Стойки изготавливаются из дюралевых труб 22X2 — 20X1,5 мм. Вверху они крепятся болтами М8 к корпусу подпятника, а внизу к угольникам на бортах и транце судна. Для возможности регулировки продольного наклона винтомоторной установки передние стойки имеют нижние резьбовые наконечники.

Таким образом, для изменения направления движения лодки или аэросаней мотор вместе с воздушным винтом и стаканом может поворачиваться в корпусе подпятника в ту или иную сторону в пределах угла 120° с помощью вынесенного вперед румпеля "газа". Это исключает установку водяного руля или громоздких воздушных аэродинамических стабилизаторов и рулей (или "рулевых" лыж на легких аэросанях).

В 1980—1981 годах на Кременчугском водохранилище в летний сезон описываемая установка испытывалась на раскладной дюралевой лодке "Мечта". Лодка достаточно легко управлялась по курсу, свободно преодолевала мелководье н заросшие травой и ряской участки водоемов. Мотор с воздушным винтом легко ставился в подпятник моторамы и закреплялся в течение 2-3 минут.

Тяга винта на месте составила около 32 кг, скорость лодки "Мечта" с одним человеком на спокойной воде достигала 35 км/час.

Думаю, что наиболее удобно использовать описываемую мотоустановку в качестве тяговой для аппаратов на воздушной подушке. Сам двигатель в дефорсированном варианте можно использовать как привод вентилятора для создания воздушной подушки, который легко смонтировать вместе с вентилятором в кожухе диаметром 500 мм.