В 1959 г. на основе данных о лодке на подводных крыльях инженера С. Тиайна, опубликованных в журнале «Техника молодежи» № 3 за 1959 г., было изготовлено несколько вариантов подводных крыльев для стандартной дюралюминиевой лодки «Казанка» с мотором «Москва» мощностью 10 л. с. Вариант, показанный на чертеже, дал при испытании лучшие результаты.
Изготовление крыльев
Для изготовления крыльев используется металлическая труба диаметром 500—530 мм, длиной 1550 мм со стенкой 10—12 мм. Из трубы автогеном вырезают полосы шириной по 130 мм.
Для изготовления комплекта крыльев нужны:
- для переднего крыла: одна полоса длиной 1550 мм на крыло; две полосы на опорные стойки по 450 мм; две стойки из листового железа размером 200X60X2,5 мм и опорная пластина на подкос 150 X 45 X 2,5 мм;
- для заднего крыла: полоса на крыло длиной 1350 мм; две полосы на опорные стойки по 350 мм; один опорный подкос из листового железа 200X60X2,5 мм и опора к нему. Опорные подкосы устанавливаются под углом, указанным на чертеже.
Для подкрепления бортов под передним и задним крыльями необходимы четыре листа дюралюминия толщиной 3 мм по высоте борта и величине шпации и 4-миллиметровые дюралюминиевые заклепки, которыми листы приклепываются к шпангоутам и стрингерам. Транец лодки вырезают до высоты 260 мм на ширину 300 мм так, чтобы мотор свободно поворачивался и верхняя лопасть винта находилась не выше 30—40 мм над задним крылом.
Транец усиливается листом дюралюминия толщиной 3 мм, приклепанным к угольникам — стойкам транца.
Для обработки крыльев делается приспособление из швеллера № 10 длиной 1300 мм. Высота полок должна обеспечить касание уложенной в него полосы крыла в трех точках, что обеспечит хорошее и точное крепление полосы при обработке ее фрезой.
Заготовка крыла, уложенная в швеллер, закрепляется планками и обрабатывается до ширины 120 мм, а затем фрезеруется на плоскость с вогнутой стороны до толщины около 7 мм так, чтобы кромки были острыми. От точности и чистоты обработки полос зависит ходовое качество крыла.
Крылья со стойками собирают по заранее заготовленному шаблону с учетом кривизны и наклона бортов лодки (во избежание подгонки после сварки). Места сварки зачищают, а крыло, если оно сделано не из нержавеющей стали, хромируют или лудят; краски на крыле держатся слабо, а без покрытия крылья быстро ржавеют.
Установка крыльев на лодку
Лодка устанавливается на ровную площадку по килю и транцу при помощи уровня.
Переднее крыло устанавливают на расстоянии 2700 мм от транца, под углом атаки 0° к килю, на расстоянии 200 мм от киля по вертикали на равной высоте от обеих скул и крепят на 6 болтах. Сначала сверлят передние нижние отверстия диаметром 5—6 мм и крыло закрепляют предварительно; затем крыло точно выверяют по уровню, после чего сверлят остальные отверстия и ставят в них болты.
Центральный подкос закрепляется к килю в последнюю очередь. Перемещая его вперед или назад, поднимая передний и задний конец опоры,— можно изменить угол атаки средней части крыла. Заднее крыло устанавливается аналогично переднему непосредственно у транца.
Закрепив переднее и заднее крылья к бортам и килю лодки, следует проверить их по шнуру, натянутому от переднего к заднему крылу. Шнур должен лежать по нижним плоскостям крыльев без просветов, что определит нулевой установочный угол атаки. Изготовление крыльев не требует больших затрат и времени, так как их профиль определен радиусом трубы, а обработка несложна.
Первичная установка крыльев занимает 2—3 часа, последующая постановка и съемка — не более 30—40 минут.
Испытание лодки на воде. Первые заезды делает один человек. В лодку берется мешок с песком весом 25—30 кг для определения центровки лодки и места пассажиров. Выбирается тихий день и безлюдное место на воде.
Уложив мешок у миделя, водитель, сидя у мотора в корме, дает плавное увеличение числа оборотов мотора. С началом движения нос лодки начинает подниматься благодаря большой площади переднего крыла. В этот момент образуется положительный угол атаки крыла и оно быстро выталкивает нос лодки из воды. При подъеме переднее крыло частично выходит из воды и подъемная сила уравновешивается весом носовой части лодки.
Заднее крыло продолжает подниматься вверх, опуская нос лодки и уменьшая угол атаки крыльев. Скорость лодки постепенно растет.
Как только корма лодки выйдет из воды, мотор резко увеличивает число оборотов благодаря уменьшению нагрузки на винт. Число оборотов следует плавно сбавить до нормального и лодка пойдет на крыльях. Это чувствуется по отсутствию ударов о поверхность, высоте подъема корпуса над водой и отсутствию волнообразования от носа и кормы лодки. Если лодка не выходит на крылья или, выйдя, срывается с них, нужно изменить центровку, передвинув мешок с песком вперед или назад.
Качание лодки с борта на борт служит признаком того, что крыло идет очень близко к поверхности воды. В этом случае нужно уменьшить число оборотов мотора или изменить центровку.
Лодка легко слушается руля, имеет крен в сторону поворота и плавно идет по радиусу циркуляции, который зависит от скорости, но не превышает 50 м.
Лодка выходит на крылья и устойчиво идет, имея на борту 3 человек.
Двухлетний опыт эксплуатации лодки на подводных крыльях показал, что при водоизмещении около 400 кг она имеет вдвое большую скорость, чем обычная лодка той же конструкции с тем же мотором; имеет хорошую остойчивость и управляемость. Установка крыльев дает большую экономию бензина.
Мореходные качества лодки хорошие. Волны высотой до 30 см лодка проходит свободно.
Для полного съема мощности мотора «Москва» шаг винта рекомендуется увеличить с 240 до 270—300 мм.
В поисках лучшего профиля, формы и площади крыльев были сделаны крылья из трубы радиусом 250 и 265 мм. Первые из них дали большую подъемную силу, но меньшую скорость ввиду увеличения сопротивления. Крыло из трубы радиусом 265 мм с той же площадью поднимает 3 человек и дает лучший результат.
При разной площади переднего и заднего крыла лодка ведет себя неустойчиво: если положение ЦТ оставалось неизменным, то при увеличении скорости большее крыло выходило из воды. Те же явления наблюдались, если крылья имели разные установочные углы.