В публикуемой статье Ю. И. Зыкова читатель не найдет каких-либо принципиально новых решений или секретов стопроцентного успеха. Особенность этого удачного проекта в другом.
Автор сумел критически обобщить и свой собственный уже довольно богатый опыт, и все доступные любителю сведения о постройке и эксплуатации водометов с двигателями аналогичной мощности , на других быстроходных катерах. Все это в сочетании с глубокими навыками механических, столярных и слесарных работ, с привычкой к аккуратности и точности помогло получить хорошие результаты.
Следует иметь в виду, что теория водометных движителей далеко не всегда дает гарантированные результаты на практике. Удачный водомет — это, как правило, плод неоднократной опытной проверки, долгих лет отбора и доводки.
Ю. И. Зыков отдал предпочтение относительно длинному и плавному водоводу стальной сварной конструкции. На первый взгляд, это может показаться неоправданным, ведь должны возрасти потери на трение; однако автор учел, что в таком водоводе лучше формируется поток — перед ротором он имеет более равномерное поле скоростей, уменьшается опасность возникновения кавитации. Плавный, с низким подъемом потока водовод имеет не совсем обычную вытянутую форму входных сечений; в связи с этим на защитной решетке, кроме продольных ребер, автору пришлось поставить еще и поперечные, увеличивающие и без того значительное вредное сопротивление решетки. В принципе, выбор угла установки поперечных ребер — очень тонкая и сложная задача, так как он заметно сказывается на правильном формировании потока. Судя по результатам, Ю. И. Зыкову удалось определить эти углы удачно.
То обстоятельство, что вариант с традиционным поджатием струи оказался более эффективным, чем вариант с лопаточным поджатием, очевидно, можно объяснить тем, что еще не найдены оптимальные характеристики лопаток, а также совпадением количества лопастей ротора и спрямляющего аппарата. Из слабых сторон проекта можно назвать конструкцию реверсивно-рулевого устройства. Фактически реверса как такового нет: катер не имеет заднего хода. Не очень эффективно и рулевое устройство, особенно при резкой перекладке рулей; при выбранной конструкции рулей ощутимы потери тяги. Конструктор понимает недоработанность этого узла и в будущем предполагает его принципиально переработать.
В целом же водометный движитель, компоновка его и двигателя на катере, проект самого «Циклона-II» заслуживает высокой оценки.
Основные данные катера «Циклон-II»
| Длина наибольшая, м | 5,96 |
| Ширина наибольшая, м | 2,3 |
| Высота борта, м | 0,9 |
| Габаритная высота катера, м | 1,85 |
| Грузоподъемность макс., кг | 750 |
| Масса порожнем, кг | 750 |
| Пассажировместимость, чел. | до 5 |
| Емкость топливных баков, л | 2Х110 |
| Автономность плавания, км | 400 |
| Мощность двигателя «ГАЗ-21», кВт (л. с.) | 56 (75) |
| Скорость (км/ч) при водоизмещении, кг: | 800—52; 1000—45; 1400—38 |
Водометный катер «Циклон-II» — это уже вторая моя самостоятельная постройка; публикация о первом катере «Циклон» была напечатана в сборнике №64.
Предшествующая модель, обладая легким ходом, хорошими маневренными качествами и приемистостью, из-за малой килеватости корпуса имела жесткий ход на волне. Чтобы избавиться от указанного недостатка и существенно улучшить мореходность нового «Циклона», следовало бы применить обводы типа глубокое V, однако для этого не хватало мощности имевшегося у меня двигателя; 75 л. с. — это, пожалуй, вообще нижний допустимый предел мощности для быстроходного катера водоизмещением 1400 кг. Идти же на ухудшение скоростных качеств не хотелось.
Только использование комбинированных обводов позволило при той же мощности сохранить высокую скорость и достаточную грузоподъемность и одновременно получить комфортабельный ход на волнении. Во многом обводы корпуса «Циклона-II» повторяют проект Ю. А. Зимина «Радуга-51» (см. сборник №67), но имеются и изменения. Корпус «опирается» на гидролыжу переменной килеватости, в корме переходящую в почти плоский участок днища шириной на транце 900 мм. Скула гидролыжи по всей длине имеет отгиб вниз. Наклонным боковым участкам днища придан угол килеватости 24°. Улучшающие выход на глиссирование небольшие спонсоны обрываются на середине корпуса, переходя в широкие с отгибом скулы.
Надстройки, определяющие архитектурный облик «Циклона-II», композиционно привязывались к готовому корпусу, можно сказать, экспромтом. Мною, главным образом, руководило стремление обеспечить максимум удобств для размещения на ночлег четырех человек. Этим соображением и было обусловлено появление развитых надстроек. Получилась довольно просторная каюта, имеющая размеры в плане 2,1X1,7 м и высоту в свету 1,4 м. Фальшборт, переходящий в боковые стенки рубки и грани ветрового стекла, образует глубокий кокпит общей площадью 3,0 м2. Имеется откидывающийся тент, спасающий пассажиров в кокпите от дождя и ветра.
Для удобства выхода из каюты на палубу или при швартовке носом — на берег смонтирован носовой люк-фонарь; он выполнен «переламывающимся» (с резиновым уплотнением на сломе), что позволяет держать каюту открытой на стоянке и на ходу. Дверь в каюту сделана сдвигающейся влево — за пульт управления; благодаря этому не загромождается кокпит. Для удобства схода в каюту часть крыши рубки у двери также сделана сдвигающейся (в нос). По правому борту получилась небольшая выгородка; в нее заходит столик, имеющийся в каюте.
В бортовой зашивке в каюте и в кокпите сделаны вырезы, позволяющие использовать пространство вдоль бортов в качестве багажников. Для той же цели используется и форпик. Пол в кокпите поднят на 460 мм от основной и на этом же уровне переходит в линию крышек рундуков в каюте. Под пайолами кокпита также достаточно места для размещения походного снаряжения.
Объем форпика и блоки пенопласта (0,5 м3), приклеиваемые по бортам и крыше салона, в сумме обеспечивают непотопляемость катера.
Днищевая часть корпуса обшита бакелизированной фанерой, предварительно оклеенной стеклотканью с обеих сторон. Подмоторная рама, собранная в шип, при сборке корпуса на стапеле вклеена в набор и заподлицо с наружными кромками набора обшита бакфанерой толщиной 5 мм. В последующем лист обшивки гидролыжи также перекрыл этот участок; таким образом, общая толщина обшивки в районе подмоторной ниши составляет 10 мм. Ниша изнутри оклеена двумя слоями стеклоткани. Такая конструкция удобна для монтажа и обслуживания механического комплекса.
Два бензобака с целью удобства заправки в дальних походах свободно устанавливаются на кормовой выгородке. При помощи носилок, которые быстро собираются из двух половинок разъемного шеста и двух специальных тросиков, топливо можно доставлять прямо в баках. Эксплуатация подтвердила практичность такого решения.
Для обеспечения нормального теплового режима работы двигателя применена двухконтурная система охлаждения. Вода за счет избыточного давления в сопловой камере через сетчатый фильтр по шлангу внутренним диаметром 16 мм поступает в водо-масляный холодильник. Затем, охладив масло, вода следует в водо-водяной теплообменник на охлаждение воды внутреннего контура и попадает в охлаждающие полости патрубков выхлопного коллектора (снизу вверх). Далее через регулировочные краны часть воды подается в выхлопную тРубу, а часть сразу же сбрасывается за борт. Во внутреннем контуре сохранен штатный термостат, корпус которого соединен с расширительным бачком емкостью 2 л. Система надежно работает на всех режимах. В дальнем походе двигатель бесперебойно работал по 10—12 часов 12 суток подряд.
Двигатель установлен на самодельные амортизаторы, хорошо гасящие его вибрации. Съемные крышка и боковые стенки капота («моторного отсека») звукоизолированы пенопластом, закрытым листами негорючего пластика. Легкоразборная конструкция капота оказалась очень удобной при эксплуатации катера.
Система вентиляции обеспечивает интенсивную продувку «моторного отсека». Свежий воздух от боковых воздухозаборников подается в отсек ниже уровня выхлопного коллектора. Бортовые вытяжные дефлекторы расположены выше ватерлинии. Воздухозаборник карбюратора имеет пламегасительную сетку.
На «Циклоне-II» применено штатное автомобильное электрооборудование. Размыкатель массы выведен в салон, что позволяет оперативно управлять электросетью в ночное время. Ручной прожектор питается через разъем на щитке приборов.
Для пуска двигателя применен блок электронного зажигания «Искра». Звуковой сигнализатор «Сигнал» на приборном щитке оповещает о неполадках в работе двигателя.
Основные данные одноступенчатого движителя
| Диаметр ротора, мм | 222 |
| Шаг ротора, мм | 240 |
| Диаметр выходного сечения сопла, мм | 155 |
| Материал | нержавеющая сталь |
| Масса установки с карданным валом, кг | 34 |
Водометная установка, смонтированная на катере, в принципе аналогична установке на «Циклоне», описанной в сборнике №64.
Иначе был изготовлен корпус сопла. Как и водовод, он выполнен выколоткой из обрезков нержавеющей стали толщиной 3 мм. Кондуктор, повторяющий размеры и конфигурацию внутренней полости сопла, выточен из дюралевой отливки. По нему выкраивались шесть заготовок-лепестков с припуском по периметру на подгонку. В процессе выколотки лепестки плотно подгонялись по фасонной поверхности болвана. Подгонялись стыки. Внутренняя поверхность лепестков шлифовалась. После укладки подогнанных лепестков на болван надевался и стягивался фланец и постепенно, попеременно со всех сторон, производилась сварка швов.
Спрямляющий аппарат со ступицей был изготовлен отдельно и в готовом виде запрессован в корпус сопла и приварен. Затем в токарном станке с одной установки растачивалась в размер ступица аппарата, торцевался фланец и протачивалась посадочная выточка.
Из опыта эксплуатации было известно, что решетка водозаборника — предмет постоянных хлопот. Редко расположенные полосы решетки пропускают камни и крепкие сучки, которые деформируют кромки лопастей ротора и спрямляющего аппарата, а иногда и выводят их из строя. Отработанный мной для «Циклона-II» вариант решетки хорошо предохраняет от попадания мусора, обеспечивает безаварийность работы. В то же время часто застревающие между полосами решетки мелкие камни и щепа, не говоря уже о водорослях, возмущают поток и сбивают ход. Чистка через смотровой лючок невозможна, так как уровень воды всегда оказывается выше (собственно, это ставит под сомнение необходимость устройства лючка).
Решетка съемная, но снимать ее можно только на глубине. Поэтому предлагаемый в чертежах вариант требует монтажа водомета изнутри корпуса. При необходимости решетка вынимается по направляющим в корму. Обобщая свой горький опыт, могу сказать, что лучше я буду нырять в воду и чистить решетку, чем менять испорченные мусором дорогостоящие рабочие колеса и спрямляющие аппараты!
Для удобства оперативной смены сопел, ремонта и обслуживания, шкив привода рулей смонтирован на откидном кронштейне. Рули сконструированы полубалансирными; сделано это для того, чтобы в дальнейшем можно было установить новое реверсивное устройство по типу применяемого фирмой «Гамильтон».
Смазка дейдвудного подшипника осуществляется нигролом, который самотеком по шлангу поступает из прозрачного (полиэтилен) расходного бачка емкостью 0,3 л, установленного в верхней части моторного отделения. При открывании капота бачок сразу попадает в поле зрения; контролировать уровень масла очень легко. Через осевое сверление в гребном валу смазка поступает к опорному подшипнику вала в спрямляющем аппарате.
Лопатки спрямляющего аппарата вырезаны из нержавеющей стали толщиной 3 мм с выполнением простой фаски на кромках на ширине 12 мм.
Корпус катера был заложен 1.VI 1978 г, под открытым небом. Собирался он на стапеле в положении килем вверх. В октябре корпус без надстроек уже испытывался на местном водоеме. Результаты обнадеживали: катер уверенно выходил на глиссирование, имея на борту 11 человек. Вплоть до июля следующего года он достраивался и, наконец, был спущен на воду.
Катер испытывался с двумя вариантами сопел: с традиционным коническим поджатием струи и с лопаточным поджатием. Шаг ротора при диаметре 220 мм для обоих сопел был одинаковым — 240 мм. Различались роторы только дисковым отношением. Для первого варианта ротор сделан четырехлопастным с сегментным сечением лопастей и дисковым отношением 0,75; для второго — пятилопастным с дисковым отношением 1:1,1.
На сопле с лопаточным поджатием струи установлен один полубалансирный руль. Маневренные качества при этом варианте лучше, усилие на штурвале незначительно, но при крутых поворотах катер резко теряет ход, так как струя упирается в плоскость пера руля.
Скорость с первым вариантом оказалась значительно выше на всех нагрузках, поэтому штатным было выбрано именно коническое сопло, а второму варианту определена роль запасного (аварийного). Для облегчения управления со «штатным» коническим соплом я установил полубалансирные рули с регулировкой схождения входных кромок рулей.
В навигацию 1980 г. катер прошел около 5000 км, из них 3500 — в испытательном пробеге по рекам Сибири по маршруту Кемерово—Тюмень. Шли вчетвером с постоянной перегрузкой около 750 кг. Средняя скорость 12-дневного перехода равнялась 38—40 км/ч.
Все системы работают надежно. В дальнейшем предстоит еще доработать конструкцию гидрореверса, установить электронную отмашку, принудительную систему вентиляции салона.
На многочисленные вопросы, которые задают коллеги — судостроители-любители, собирающиеся построить водометный «Циклон-II», я бы ответил так.
Основа успеха — точное соблюдение всех основных параметров движителя, соблюдение элементарной точности и аккуратности сборки. На мой взгляд, при проектировании и постройке водометного катера особенно важен правильный выбор оптимальных размерений и обводов корпуса под заданную мощность. Имея умеренную мощность, не следует расходовать драгоценные лошадиные силы на подъем и протягивание потока в крутых, высоко поднятых водозаборниках. Плавный и низкий водовод, обеспечивающий меньшее сопротивление, сложнее для монтажа, поскольку требует мак-максимально низкого расположения двигателя; тем не менее советую отдавать предпочтение именно этому варианту.