Водометы фирмы «Беркли джет драйв» для мотолодок

Первые патенты на водометные судовые движители были выданы еще в конце XVIII века, однако широкое применение водометов началось сравнительно недавно. Вплоть до самого последнего времени водометы пытались применять лишь на тихоходных водоизмещающих катерах, где движители этого типа заметно уступали по эффективности обычным гребным винтам. Теоретически было известно, что установка водомета может оказаться целесообразной и на высокоскоростных катерах с малой нагрузкой, однако практическое осуществление этого варианта наталкивалось на ряд сложностей.

Имело, например, значение то обстоятельство, что не все даже важнейшие элементы водомета могли быть определены расчетом: чуть ли не в каждом случае — для каждого конкретного сочетания корпуса и силовой установки требовалось проводить обширные эксперименты, варьируя различными параметрами движителя (диаметр и шаг ротора, сужение сопла, форма входного отверстия и сопла и т. п.).

Оказалось, что существуют свои тонкости и в выборе обводов корпуса. При установке под днищем обычного гребного винта линия действия его упора чаще всего проходит ниже центра тяжести катера; под и мелководных реках Новой Зеландии, но и на больших водоемах в США.

Начало промышленного производства водометных катерных движителей в США связано, в первую очередь, с деятельностью фирмы «Беркли Памп Компани», специализирующейся на выпуске различного рода насосов. В 1960 г. на лодочной выставке в Сан-Франциско фирма демонстрировала 4,5-метровый катер с первой опытной водометной установкой, который на испытаниях развил скорость 65 км/ч. За последующие четыре года «Беркли» вместе с другой компанией по производству насосов — «Джэказзи» выпустила на американский рынок около 4000 водометов, а к концу 1974 г. в США эксплуатировалось уже свыше 100 тысяч водометных катеров, причем 95% этого количества судов было оснащено движителями двух указанных марок. Позднее водометы (наряду с угловыми поворотно-откидными колонками) стали выпускать и такие фирмы, как «Крайслер» и «Меркюри».


Конструкторы катеров вынуждены были постепенно признать ряд преимуществ водометных движителей перед угловыми колонками и все охотнее применяют водометы в новых проектах.

Вот коротко основные аргументы в пользу водометов, которые все чаще стали фигурировать в фирменных проспектах. Конструкция водомета намного проще, чем колонки: здесь всего несколько вращающихся деталей; нет ни шестерен, ни реверсивной муфты, для изготовления которых требуются дорогие высококачественные стали и станки высокой точности; отпадает необходимость в гидравлическом устройстве для откидывания колонки от транца и т. п. Уменьшается габаритная осадка, благодаря чему водометный катер в ряде случаев оказывается единственно возможным средством для движения по мелководным и засоренным акваториям. У водометного катера нет таких выступающих за корпус частей, как гребной винт и защитная «шпора»; это уменьшает опасность ранения плавающих в воде людей (воднолыжников, аквалангистов) или наматывания на винт рыболовных снастей и якорных канатов; катер проще перевозить на трейлере, поднимать и спускать (спустить его можно практически на любой воде — достаточно, чтобы вода попала в водозаборник движителя, тогда сразу же дают задний ход и лодка сама сползает с трейлера).

Водометные катера обладают хорошей приемистостью — развивают полную скорость за считанные секунды (это, как и безопасность использования, является очень важным свойством для воднолыжных буксировщиков). Маневренные качества их гораздо выше, чем катеров с колонкой или рулем: повороты на 1В0° можно совершать буквально на расстоянии, равном одной-двум длинам корпуса; реверсивное устройство действует как тормоз, позволяя останавливать катер с полного хода при длине пробега не более двух длин корпуса.

При увеличении полезной нагрузки скорость водометного кате за снижается в меньшей степени, чем винтового. При глиссировании образуется меньше расходящихся волн, размывающих берега, «беспокоящиx» лодки на прибрежных стоянках.


В последнее десятилетие водометы стали признанным видом движителя для таких быстроходных глиссирующих судов, как буксировщики воднолыжников и патрульные катера, все чаще устанавливаются и на гоночных судах (не говоря уже о специальных спортивных катерах для марафонов по горным рекам, проводящихся в Мексике и Новой Зеландии; см., например, сборник №66). В 1975 г. в США зарегистрирован национальный рекорд скорости на водометном катере, равный 132,54 статутной мили в час (213 км/ч). Уже одна эта цифра сама по себе свидетельствует о перспективности водометов на скоростных судах.

Об области применения серийно выпускаемых универсальных установок можно судить по рекомендациям упомянутой выше фирмы «Беркли». Свои две базовые модели водометов фирма предназначает для установки на катерах длиной от 4,5 до 7,3 м, рассчитываемых на скорость не менее 48 км/ч. При этом мощность двигателя должна быть такой, чтобы на каждую лошадиную силу приходилось не более 13,5 кг полного веса судна, включая пассажиров и запасы топлива (для достижения же более высоких скоростей необходима еще меньшая нагрузка — не выше 5 кг/ /л.с.). Это значит, что на 4-местный прогулочный катер водоизмещением 1200 кг рекомендуется ставить двигатель мощностью не менее 90 л. с., а на каютный 7,3-метровый крейсер водоизмещением 2500 кг — соответственно не менее 185 л. с. Можно отметить, что такие же мощности рекомендуются другими фирмами при использовании угловых колонок; это говорит о том, что при малых нагрузках и больших скоростях к. п. д. современного водометного движителя практически не уступает к. п. д. хорошо отработанного гребного винта.

Теперь собственно о продукции «Беркли джет драйв» — водометного отдела «Памп Компани». Фирма поставляет на рынок готовые универсальные установки «Пака джет», в которых водометы уже спарены с бензиновыми двигателями мощностью 180, 230, 290 и 320 л. с. («стандартный» для США ряд мощностей для катеров указанных размерений), и два водомета без двигателей.


Движитель модели «12JC» представляет собой одноступенчатый насос «смешанного типа» (центробежно-осевой) с диаметром ротора 300 мм. Отлитый из легкого сплава водовод собирается из трех частей: входного «адаптера», водозаборника и корпуса водомета со спрямляющим аппаратом и сужающимся выходным соплом.

Адаптер играет роль сменной проставки-переходника для крепления водозаборника к днищу катера; он выпускается в нескольких исполнениях — с нижним фланцем, приспособленным для установки в ДП на днище с углом внешней килеватости 12° или 20° и для двухвальной установки на корпусе с килеватостью днища 20°. Кстати говоря, инженеры фирмы считают наиболее подходящим для установки водомета типом корпуса именно корпус с обводами глубокое V — т. е. с большой килеватостью днища. На таком корпусе обеспечивается достаточное заглубление водозаборника и исключается опасность аэрации — засасывания воздуха к лопастям ротора движителя. В адаптере закреплены решетка из нержавеющей стали и два невысоких (около 65 мм) плавничка, выступающих под днищем катера по бокам входного отверстия. Плавнички способствуют повышению устойчивости катера на курсе и служат шайбами — предотвращают прорыв пузырьков воздуха в водозаборник.

Водозаборник имеет два прилива по оси движителя, в которых расточены посадочные отверстия для сальника и упорного подшипника. Вал ротора — полый с внутренними шлицами, в зацепление с которыми входит промежуточный шлицевой валик, присоединяемый через универсальный шарнир и фланец к маховику двигателя. Благодаря такому шлицевому соединению и наличию шарнира упрощается монтаж двигателя: становятся возможными как продольное перемещение двигателя, так и установка его с небольшим изломом оси линии вала. Еще один прилив расположен в верхней части водозаборника — это смотровое окно для очистки водовода и ротора от попавших сюда водорослей или заклинившихся между лопастями щепок и камней. Окно герметически закрывается крышкой с двумя болтами.

Корпус водомета крепится к фланцу водозаборника на болтах и имеет значительно сужающийся к выходному отверстию профиль, в котором осуществляется поджатие струи перед выбросом из движителя. Ротор изготавливается литым из алюминиевого сплава — при мощности двигателя до 300 л. с. и из нержавеющей стали — при мощности свыше 300 л. с. (до 500 л. с.). Можно заметить, что диаметр ступицы ротора очень велик; видимо, это сделано по образцу насосов «смешанного типа», выпускаемых фирмой. В ступице спрямляющего аппарата расположен концевой подшипник, смазываемый консистентной смазкой и изолированный от воды специальной мастикой. Фирма гарантирует нормальную работу этого подшипника в течение 10 лет.


Отверстие в транце, вырезанное для монтажа корпуса водомета, закрывается снаружи фланцем с резиновым уплотнением по окружности. Фирма поставляет два вида фланцев, предназначенных для транцев с углом наклона до 9° и от 9° до 18°.

Управление катером осуществляется путем изменения направления струи на выходе из движителя с помощью поворотной насадки, закрепленной на вертикальном баллере. На этот же баллер сверху посажен короткий рычаг-румпель, к которому подводится тяга рулевого устройства. Кроме того на насадке предусмотрен обушок для шарнирного крепления небольшого пера руля, устанавливаемого в тех случаях, когда требуется обеспечить хорошую поворотливость на малом ходу; при наезде на мель перо руля легко откидывается вверх без повреждений.

Для обеспечения заднего хода на водометах «Беркли» применяется довольно простое по конструкции и надежно действующее реверсивное устройство. В нижней части сопла имеется прямоугольное отверстие с отогнутым вперед — в нос катера — патрубком. Когда нужно дать задний ход, основное выходное отверстие сопла перекрывается поворачивающейся на горизонтальной оси заслонкой и струя направляется через этот патрубок вперед — под днище судна. Повороты на заднем ходу выполняются по тому же принципу, что и на переднем — благодаря изменению направления струи поворотом всей насадки.

Дальнейшим развитием этого движителя является модель «12JE», которая поставляется катеростроительным верфям вместе со специальным лекалом для формования в корме стеклопластикового корпуса катера стандартной ниши под установку водомета. Преимущество новой конструкции в том, что она занимает еще меньше места внутри корпуса и значительно упрощает монтаж движителя: здесь не нужны адаптер водозаборника и отдельный фланец для крепления корпуса водомета к транцу. Движитель навешивается на транец, как угловая колонка, на одном фланце; надо завернуть 24 болта (в рассмотренной выше конструкции — 44). В корпусе катера — в нише — необходимо прорезать только одно отверстие для ввода внутрь дейдвудного сальника и упорного подшипника; вся остальная часть движителя практически располагается снаружи. Соответственно можно уменьшить на 152 мм длину моторного отсека.

Движитель «12JE» дешевле и примерно на 18 кг легче предыдущей модели: полный вес его составляет всего 38,6 кг. Конструкция насосной части и реверсивного устройства такая же, как и на модели «12JC», но к нижней кромке водозаборника прикреплена упругая горизонтальная пластина, препятствующая образованию брызг от удара воды в эту кромку. Одновременно пластина играет роль транцевой плиты с регулируемым углом атаки (для этой цели у ее задней кромки предусмотрены два отжимных болта). С помощью этой пластины можно настроить катер на оптимальный дифферент при данной нагрузке и добиться наивысшей скорости.

Еще одно дополнение — легкий пластмассовый кожух, которым закрывается сверху выступающая за транец примерно на 660 мм часть движителя. Кожух уменьшает брызгообразование при работе движителя, придает судну более эстетичный вид и служит удобной площадкой при подъеме пловца из воды в катер (сверху и по бокам отформованы ступеньки).