Фактически каждому водномоторнику, управляющему оборудованной подвесным мотором скоростной лодкой или катером с Z-образной колонкой, хорошо известно постоянное боковое усилие, действующее на румпель или рулевое колесо судна. Направление его зависит от направления вращения винта. При изменении скорости и загрузки лодки оно меняет и свою величину.
Это постоянно действующее усилие вызывает излишнее утомление водителя, снижает безопасность плавания на быстроходных судах, особенно гоночных. Если при спокойной воде или усаживаясь каким-то особым образом, или даже с помощью резиновых или веревочных петель (к сожалению, существуют и такие способы) водитель как-то справляется с «вредной» силой, то в условиях сильного волнения точность управления судном значительно снижается, а опасность «купания» возрастает.
Причины, вызывающие появление бокового усилия, приводят также к снижению скорости судна и увеличению путевого расхода топлива.
Существуют различные методы снижения бокового усилия (сила «Н», рис. 1): конструктивные, заложенные в самой конструкции ПЛМ, и «установочные», связанные с установкой двигателя на судне. Но, к сожалению, не все отечественные моторы, а тем более любительские конструкции Z-образных колонок оборудованы компенсаторами бокового усилия. Если даже компенсатор предусмотрен, он, как правило, малоэффективен или даже непригоден, когда ось гребного винта (ГВ) расположена вблизи поверхности воды (о ЧПВ — см. часть 2).
Определим в упрощенном виде главные причины, вызывающие появление бокового усилия, и рассмотрим наиболее простые методы его снижения для полностью погруженного гребного винта.
Для наглядности нарисуем схему туристской мотолодки и обозначим силы и моменты, возникающие при вращении винта (рис. 1). В качестве примера рассмотрим ПЛМ с правым (вращающимся по часовой стрелке, если смотреть с кормы) винтом, который устанавливается, например, на моторы "Вихрь", "Нептун", "Москва-25" и "-30".
Такой винт создает реактивный момент, действующий на лодку в обратную сторону и загружающий левый борт. Это значит, что при движении симметрично загруженной относительно диаметральной плоскости (ДП) лодки (для простоты берем именно этот "идеальный" случай) левая часть днища имеет несколько большую смоченную поверхность, чем правая, и лодка в связи с этим стремится к левому повороту. Для того чтобы она сохраняла прямолинейное движение, мотор необходимо поворачивать вправо, чтобы векторы скорости лодки и тяги винта были под некоторым углом друг к другу. Этот поворот мотора приводит к несимметричному обтеканию углового редуктора ГВ и появлению усилия «Н», действующего на румпель или передаваемого через штуртросы на рулевое колесо судна при управлении с помощью ДУ.
Величина усилия «Н» довольно значительная. Испытания, проведенные в студенческом КБ Московского авиационного института, показали, что на румпеле "Вихря-25" (его конструкцией не предусмотрено уменьшение усилия "Н"), установленного в ДП лодки «Казанка», она зависит от скорости и загрузки лодки и достигает 6,1 кгс (2 чел.; 39,5 км/ч).
Пожалуй, наиболее простой способ уменьшения или ликвидации последствий действия реактивного момента — смещение мотора в сторону от ДП. Моторы с правым полностью погруженным винтом необходимо смещать в левую сторону. Величина смещения при движении на максимальной скорости ориентировочно составляет 20—50 мм для разных типов быстроходных лодок.
В том случае, если транец лодки слишком узкий и не позволяет сместить мотор или смещение всей силовой установки связано с серьезной переделкой подмоторной рамы, ПЛМ или Z-образную колонку можно наклонить относительно вертикальной оси судна так, чтобы ось винта была смещена в нужную от диаметральной плоскости сторону» В конструкции некоторых моторов, в том числе в "Нептуне", "Москве-25" и "30", сразу заложена несоосность осей подвески и коленчатого вала двигателя.
На Z-образных колонках и иностранных ПЛМ с выхлопом через ступицу ГВ широко применяется небольшого размера плавник — триммер, установленный под антикавитационной плитой за гребным винтом и несколько развернутый в сторону от ДП лодки (рис. 2).
Аналогичное по принципу действия устройство гидродинамического компенсатора для отечественных моторов, имеющих под антикавитационной плитой выхлопной патрубок, предложено М. Б. Масеевым, С. В. Жировым и Э. Л. Чумаковым в а. с. №742262. Оно представляет собой металлическую пластинку толщиной 1—1,5 мм с отгибом на конце (рис. 3) и закрепляется на выхлопном патрубке, Причем, для ГВ правого вращения — с правой стороны, левого вращения — с левой стороны патрубка (см. таблицу).
Уменьшения бокового усилия на румпеле или рулевом колесе и снижения шума выхлопа можно добиться и приданием выхлопному патрубку несимметричной формы (рис. 4), как это предложено М. Б. Масеевым, Э. Л. Чумаковым в а» с. №850509.
В ряде зарубежных стран запатентован оригинальный способ уменьшения усилия "Н", при котором стойке углового редуктора ПЛМ придается несимметричный "авиационный" профиль (рис. 5; для скоростных лодок этот вариант не подходит).