Водометные установки с лопаточным поджатием

Со времени опубликования статьи «Из опыта усовершенствования водометных установок» в сборнике №64 мы получили более сотни писем из многих городов нашей страны. Пишут не только водномоторники-туристы, но и охотники-промысловики, инспектора рыбоохраны, геологи, которым приходится плавать по мелководным рекам.

Постараемся ответить на наиболее часто повторяющиеся вопросы, но прежде подчеркнем, что мы не имеем возможности изготавливать движители или их детали (именно с такой просьбой к нам обращаются наиболее часто). Рабочими чертежами для рассылки мы не располагаем.

Геометрия водяного тракта вплоть до кормового края ротора точно такая же, как и у водомета Э. Э. Клосса (см. рис. 1), без конфузорности.

Защитная решетка состоит из семи пластин, установленных параллельно оси водовода в районе заборника, и должна быть наклонена относительно днища катера на угол 10—20°.

Статор следует выполнять из трех-четырех поставленных радиально пластин толщиной 6—8 мм со скругленными передними и заостренными задними кромками- Задние кромки можно плавно отогнуть навстречу направлению вращения ротора на угол до 5°. Зазор между статором и лопастями ротора должен быть не меньше 10— 20 мм.

Лопасти ротора отгибаются в корму под углом 10—13° — это следует предусмотреть при выполнении шагового угольника. Вогнутость нагнетающей поверхности лопасти, показанная на рис. 4 первой статьи, составляет 1—2 мм и получается при изготовлении шагового угольника как следствие «телесности» фрезы. Наивыгоднейший зазор между наружными кромками лопастей и стенками водовода в пределах 0,5—0,7 мм. При меньшем зазоре лопасти будут ломаться, так как под нагрузкой они разгибаются и задевают за стенки; при большем — увеличиваются индуктивные потери и снижается тяга.


Зазор между лопастями ротора и спрямляющего аппарата составляет 2—5 мм. Вогнутость задних кромок спрямляющих лопаток, которую можно видеть на рис. 11 (правом) первой статьи, на опытном образце получилась технологически, делать ее не обязательно. Толщина лопаток на срезе сопла — 34—40 мм, причем меньший размер относится к более тяжелым катерам.

Читатель В. И. Лексин из Саратовской области правильно предположил, что спрямляющие лопатки следует сначала приварить только к внутренней втулке; к обечайке они привариваются только после регулировки поджатия струи за счет свободных кромок (на опытном образце лопатки окончательно приварили на второй год эксплуатации).

В. М. Ткаченко из Архангельска спрашивает, можно ли гребной вал вывести наружу через спрямляющее устройство и осуществить привод через цепную передачу. Предложение любопытное, но вряд ли удастся подобрать цепь, рассчитанную на такую мощность и частоту вращения, и обеспечить работу цепной передачи в масляной ванне.

Приводим эскизы (рис. 1, 2) двух вариантов конструкции водометного движителя с лопаточным поджатием выходной струи. Водомет, изображенный на рис. 1, несколько сложнее по конструкции, но его проще доводить на катере благодаря легкосъемному спрямляющему аппарату, не требующему повышенной точности изготовления и центровки. В обоих вариантах применен торсионный вал водомета. Это позволило отказаться от промежуточного карданного вала и сократить количество деталей движителя. Простота снятия всей механической части обеспечивает быструю замену вышедших из строя деталей и упрощает ремонт.

Узел соединения двигателя и водомета, показанный на рис. 3, обеспечивает минимальную протяженность моторного отсека (в пределах 1250—1300 мм). При оптимальной регулировке поджатия струи двигатель «М-21» развивает 3800—4000 об/мин, а скорость 5-метрового катера-тримарана «Дельфин» при нормальной нагрузке достигает 48 км/ч.


На рис. 2 показано и реверсивное устройство. При перекладке руля на 90° (на малых оборотах двигателя) давление, возникающее в кожухе сопла, растягивает пружины и отгибает реверсивную заслонку, пуская воду под днище катера. Бели установить привод, принудительно отклоняющий заслонку (при положении руля прямо и большой скорости катера), получается хороший гидротормоз. Вода, захватываемая заслонкой, сбивает струю водомета, двигатель сбавляет обороты, заслонка тормозит, катер быстро останавливается. С таким приспособлением можно получить задний ход с полного хода вперед. Заслонка должна опускаться ниже днища катера.

Некоторые авторы писем спрашивают, где лучше забирать воду для охлаждения двигателя. Предлагаем хорошо проверенную схему: через отдельный небольшой водозаборник в днище катера забортная вода подается в радиатор и выбрасывается в нижней части транца. Правильная профилировка передней кромки водозаборника (см. первую статью) позволяет реализовать подпор и кинетическую энергию потока на днище и без дополнительной подкачки обеспечить эффективное охлаждение. При работе двигателя на «стопе» для его охлаждения достаточно конвективного теплопереноса. Если брать охлаждающую воду из полости водомета, то трубки внешнего контура охлаждения могут быть забиты мелкими камешками.

При длительной стоянке катер лучше швартовать кормой против течения: этим исключается забивание водозаборников водомета и системы охлаждения плывущим по поверхности реки мусором.

На одном из катеров вместо лыжеобразного выступа высотой 25 мм на днище, предотвращающего попадание в водозаборник аэрированного потока, предусмотрено предложенное А. С. Братишко устройство, которое названо им «сливником» пограничного слоя (рис. 4). Водозаборник выпущен на 8—10 мм ниже днища; его отогнутые кромки образуют канал, отводящий пограничный слой в стороны. Можно было ожидать уменьшения скорости катера из-за сопротивления появившейся «выступающей части», однако этого не произошло, что объясняется заторможенностью пограничного слоя и, по-видимому, существенным повышением равномерности потока на срезе водозаборника. Во всяком случае, катер со «сливником» ходит не хуже, чем катера с гидролыжей.

Часть авторов писем просит нас спроектировать водометный движитель под другие двигатели. 'Нам, к сожалению, не известна методика, которая позволяла бы с достаточной точностью рассчитать эффективный водометный движитель для глиссирующего катера. Отработка водометов ведется опытным путем и чаще всего годами. Поэтому мы и не даем рекомендации по выбору конструктивных размеров водометов для других двигателей и катеров. Однако надеемся, что материалы первой статьи и приведенные здесь конструктивные чертежи помогут в разработке и доводке водометных движителей для катеров с различными силовыми. установками.

Письма читателей сборника свидетельствуют о большом интересе к водометным установкам. Совершенно очевидно, что имелся бы устойчивый спрос на эти удобные, дешевые при серийном производстве движители. Организовать их производство сравнительно несложно (ведь изготавливают же их любители в кустарных условиях). Водометы нужны не только тысячам любителей отдыха на воде, но и многим хозяйственным организациям, эксплуатирующим малые суда.