Меню Рубрики

Установка крыльев на казанку

Подводные крылья мотолодки для «Казанка» и «Прогресс»

Около трех лет назад мной были изготовлены подводные крылья (ПК) для «Казанки» по чертежам А. С. Чугунова, которые опубликованы в «КиЯ» №26. Несколько навигаций на крылатой мотолодке подтвердили предостережение автора о том, что при ходе в волну 0,3 м и более добиться устойчивого движения на крыльях не удается. Даже при плавании в тихую погоду, если на пути встречается, например, «Прогресс», при расхождении все равно происходил срыв с крыльевого режима.

Неустойчивым режим движения на крыльях был и тогда, когда приходилось брать на борт еще двух пассажиров. Для выхода на ПК с большей нагрузкой требовалось увеличить угол атаки, но когда скорость достигала 40 км/ч, происходил срыв с крыльев: увеличенный угол атаки при движении в установившемся режиме становился неоптимальным.

Частично эти проблемы мне удалось решить, когда я установил ручную регулировку атаки переднего крыла с места водителя. Но по-прежнему выход в озеро Ильмень даже в слабый ветер был невозможен из-за постоянных срывов с ПК.

Отказываться же от преимуществ ПК на мотолодке не хотелось, так как это не только возросшие скорости плавания, но и ощутимая экономия горючего. Поэтому, выявив все возможности ПК, я пришел к решению изготовить новое переднее крыло, оставив без изменений кормовое. Мои намерения подтвердила и статья Л. Хейфеца «О расчете подводных крыльев», опубликованная в «КиЯ» №123. Думаю, что опыт изготовления и доводки крыльев будет полезен и другим любителям.

Прежнее переднее крыло имело длину (размах) — 1500 мм, ширину — 135 мм, стрелку прогиба (килеватость) — 90 мм; профиль был выбран сегментный толщиной 8 мм; материал — сталь 08Х18Н10Т.

Новое носовое крыло должно было обладать более высокой мореходностью, прикидочные расчеты показали, что его килеватость должна быть увеличена до 300 мм. До 150 мм возросла и ширина, что придало крылу повышенную жесткость. Благодаря этому вместо четырех стоек удалось обойтись лишь двумя.

Размах крыла я увеличил до 1700 мм. Это было вызвано тем, что на прежних крыльях их концы оголялись лишь на 100 мм и, естественно, при движении по волне на выступающих участках крыльев не могла возникать достаточная подъемная сила. Также для улучшения мореходности я придал крылу в плане стреловидную форму с углом 20°. Профиль его был изменен на NACA-16, толщина его 8,5 мм.

Известно, что крылья, пересекающие свободную поверхность, обладают саморегулированием, что особенно важно, если нет управления углом атаки с места водителя.

При изменении нагрузки не нужно каждый раз менять угол атаки: килеватое крыло, углубляясь при возрастании нагрузки, автоматически увеличивает и несущую площадь.

При эксплуатации крылатой мотолодки вам наверняка потребуются винты с увеличенным шагом. Мной был изготовлен набор сменных винтов с шагом от 380 до 460 мм. Оптимальным винтом для «Вихря-М» в моем случае оказался винт с шагом 400—410 мм. С одним водителем на борту и двухлопастным винтом (Н=420 мм) мотор развивает 5000—5200 об/мин, а скорость достигает 50—52 км/ч. Со штатным винтом (Н=300 мм) мотор развивает чрезмерно высокие обороты — 6000—6200 об/мин.

Новое килеватое крыло обладает большей грузоподъемностью, чем прежнее.

Удалось испытать новое крыло, когда высота волн на Ильмене достигала 0,7 м. Устойчивый ход оказался и с двумя пассажирами на борту при высоте волны 0,3—0,4 м.

При движении по спокойной поверхности на максимальной скорости концы крыла оголены на 300—350 мм и при любых внешних возмущениях на них дополнительно создается значительная подъемная сила.

Профилировка стоек не требует высокой точности, так как места соединения крыла и стойки находятся над водой и не создают добавочного сопротивления. При расхождении со встречным судном крылья мягко входят в волну, ударных перегрузок и вибраций не ощущается.

Для устойчивого движения судна необходимо точно установить углы атаки крыла. Схема регулировки позволяет менять угол атаки ПК в широком диапазоне.

Опытная настройка крыльев показала, что если увеличить угол атаки, например, на левой половине переднего крыла, судно с увеличением скорости заваливается на левый борт. Попытка сесть на правый борт и выровнять ход ни к чему не приводит. То же самое происходит и с увеличением угла атаки крыла на правой его половине (поворотом эксцентрика или поворотом крыла в средней его части).

При правильно выставленных углах на правой и левой половине крыла регулируется общий угол атаки крыльев. При увеличенном угле происходит оголение ПК и его срыв. При недостаточном угле атаки судно не выходит на крыльевой режим.

Хочу предложить для судоводителей, которые захотят сделать ПК, наиболее, на мой взгляд, доступный метод изготовления. Для этого необходимо вырезать из любой стали толщиною 18—20 мм плиту и обработать ее по размерам, которые берутся равными размерам крыла. По центру плиты через равные промежутки (около 200 мм) сверлятся отверстия под болт М6. Этими болтами к плите крепится заготовка крыльев с нарезанной в ней резьбой под эти болты.

На шлифовальном станке сначала шлифуется нижняя часть крыла. Тем самым снимаются все перекосы и достигается необходимая чистота поверхности. Затем заготовка переворачивается и фрезеруется на фрезерном станке марки 6Р83Ш или 6Р82Ш с последующей переустановкой. Профиль крыла фрезеруется скоростной головкой, повернутой на определенный угол для данного сечения профиля. Профиль крыла предварительно чертится в масштабе 10:1 на миллиметровке, с которой легко снять все необходимые размеры. Количество переходов, необходимых для получения профиля ПК, зависит от его формы. Профиль NACA-16 требует меньшего числа переходов, чем сегментный, и более предпочтителен, так как обладает большей подъемной силой.

Читайте также:  Установка поршневых пальцев змз 402

После фрезерования поверхность доводится крупным напильником и наждачной бумагой. Крупную наждачную бумагу применять не следует, так как остаются глубокие риски, которые трудно потом выводить. На доводку после фрезеровки с последующей полировкой (класс чистоты ∇ 7) у меня ушло примерно восемь часов. Просверленные отверстия в заготовке крыла, необходимые для установки на плиту, перед фрезерной операцией нужно заглушить. Заготовку желательно отжечь в термической печи, чтобы снять внутренние напряжения в металле. Точность изготовления профиля к заданному должна быть в пределах от 0,05 до 0,15 мм.

Изготовленные крылья установлены мною на «Южанке». Считаю возможной их установку и на мотолодке «Прогресс» при условии изменения стоек передних крыльев.

Если переднее крыло будет устанавливаться на мотолодке без установки кормового крыла, то необходимо уменьшить высоту стоек. Это можно сделать с помощью завинчивания тяги в трубу. Тогда следует убавить и килеватость до 250 мм.

Подсоединение кормового крыла к транцу судна максимально упрощено. Конструкция имеет минимальное количество деталей и позволяет быстро подсоединять ДУ. К транцу крепится угольник 35X35 мм; при установке на «Казанке» его выгибают по контуру транца. К угольнику приваривается пластина с тремя-четырьмя отверстиями для регулировки глубины погружения крыла. При изготовлении тяги из трубы 0 32 мм ее можно подсоединить к пластинам и использовать для перевозки мотолодки, подсоединяя колеса, как у «Прогресса».

Крыло соединяется с транцем судна двумя болтами М16—М20. Нужно учесть, что усилия зажима крыльев могут оказаться недостаточными. Например, при резком сбрасывании газа крыло может отойти назад, вызвав тем самым резкое торможение катера. Необходима дополнительная фиксация стоек крыльев. Мной установлены две пластины, соединяющие транец мотолодки со стойками крыла болтами М6.

Мотор установлен на выносном транце, прикрепленном к стойкам крыльев. Транец крепится восемью болтами М8 (4+4) к угольнику, соединенному с боковыми стойками крыла. Наличие большого числа отверстий на угольнике и транце позволяет его смещать; тем самым производится регулировка мотора по высоте.

Оптимальным положением мотора можно считать такое, когда на скорости 15—20 км/ч антикавитационная плита находится на глубине 70—80 мм от поверхности. На максимальной скорости днище мотолодки отрывается от поверхности воды на высоту 50—60 мм. Скорость заметно увеличивается при выходе из воды антикавитационной плиты, но если у вас стоит штатный винт, из-за его повышенной кавитации сделать это невозможно. Необходимо изготовить новый винт, который вам понадобится и при эксплуатации мотолодки на одном крыле. Так, например, при движении со штатным винтом на одном крыле на скорости 45—47 км/ч (максимальной) по волне высотой 5—10 см винт начинал кавитировать; то же самое происходило и при поворотах. Увеличение нагрузки на корму позволяет увеличить осадку судна и предотвратить кавитацию, но при этом скорость падает.

Установка кормового крыла с различной глубиной погружения показала, что практически на скорость и работу винта это не оказывает влияния. Но при большом погружении крыла скорость на поворотах катера сильно снижается из-за резко возрастающего сопротивления стоек задних крыльев. Оптимальное положение заднего крыла от днища судна составляет 100—130 мм.

Главной причиной неустойчивого движения мотолодки на ПК считаю неточность установки углов атаки, а также неудачный выбор формы крыльев, который не соответствует условиям эксплуатации (по мореходности).

Надо еще добавить, что крылатое судно обладает высокой грузоподъемностью. Так, например, мое прежнее крыло с размерами всего 135X1500 мм позволяло выходить на глиссирование мотолодке с шестью человеками на борту. Поэтому в большинстве случаев увеличенная площадь ПК без учета их формы приводит к под-всплыванию и срыву с крыльевого режима.

В заключение хочу сказать, что достижение скорости в 70 км/ч с 30-сильным мотором на крылатом судне водоизмещением 400—500 кг вполне возможно. Потребуется только тщательнейший подбор винта и профиля крыла.

источник

1.14. Крылья для «Казанки-5»

Данная конструкция (автор В. Акишев) разработана для неблагоприятных условий плавания: большое количество плавающего мусора, сильное волнение.

В качестве материала для изготовления крыльев можно использовать пластины из сплава АМг-5 толщиной 3, 5, 7 и 10 мм. Механическая обработка плоскостей сегментного профиля не отличается от описанной при изготовлении крыльев для «Прогресса» (7).

Если есть возможность применить аргонно-дуговую сварку, то проще всего изготовлять крыло сборным, т. е. профильную верхнюю часть крыла согнуть на гибочных вальцах (из Амг-5М или дюраля Д16М толщиной 3 мм), а нижнюю плоскую — вырезать из пластины толщиной 5 мм. Каждая половина крыла сваривается, рихтуется и обрабатывается до полной готовности по отдельности, после чего они укладываются в жесткий кондуктор для сварки между собой и зачистки. Небольшую деформацию крыла, возникающую в процессе сварки в кондукторе, легко устранить рихтовкой, а зачищать придется не больше 5% поверхности.

Читайте также:  Установки для замены масла alfa

Длина носовых крыльев 1440 мм, ширина 140 мм, максимальная толщина профиля — 9 мм. Размеры всех деталей должны быть в пределах допусков 0,3—0,5 мм. В рабочем положении крыло отстоит от основной плоскости днища на 200 мм. Вес их вместе с системой подвески 13 кг.

Эксцентричные втулки конструкции В. Вейнберга (7) верхних кронштейнов для крепления носового крыла устанавливаются на дюралевых прокладках-кольцах толщиной 1 мм. Эксцентрики желательно кадмировать или оцинковать.

Нижние упоры устанавливаются после навешивания крыльев так, чтобы нижняя плоскость крыла была параллельна ОП; в этом положении крыло закрепляется. Упоры навешиваются на стойки в рабочем положении втугую; при этом эксцентрики должны быть выведены в нулевое положение. Затем через отверстия в основании упоров, просверленные заранее, делаются отметки на корпусе лодки и сверлятся отверстия под крепеж. С внутренней стороны обшивки устанавливаются подкладные планки (150x80x5). После этого окончательно выверяется положение упоров, и они крепятся.

Упоры не выходят за габаритные размеры лодки. При правильной установке упоров стойки крыла плотно входят в них без перекосов.

Стойки подвески крыльев устанавливаются прямо на привальном брусе при помощи болтов, для жесткости усиливаются упорными кницами. Для фиксации крыла на лодке применяются защелки (по типу дверного замка), которые перед подъемом крыла открываются водителем.

После того, как все узлы крепления крыла установлены, следует смонтировать рычаг подъема крыла. Поворотом эксцентрика устанавливается минимальный угол атаки крыла, причем поперечина рычага подъема крыла прижимается к палубе. Размечаются и сверлятся отверстия под винты М5 с потайной головкой.

В поднятом положении крыло удерживается тросом 0 2 мм с двумя скобами, благодаря чему исключается возможность поломки или деформации поперечины. Трос через два блока, через отверстие в центральной стойке стекла подводится к ручной лебедке, которая установлена с внутренней стороны приборной панели лодки, справа от штурвала. Длина рукоятки лебедки должна быть не менее 150 мм.

Как известно, на крылатой лодке всегда приходится заглублять гребной винт подвесного мотора. На «Казанке-5» эту задачу решить проще, чем на других моделях, так как на ней уже имеется жесткий выносной кронштейн, который можно использовать без особых переделок.

Кормовое крыло делается малопогруженным и почти плоским, имеющим такой же профиль, что и носовое.
На верхних концах стоек кормового крылатакже устанавливаются эксцентриковые регулировочные втулки. Скобы подвески изготавливаются из стали; их можно сделать цельными (фрезерованными) или сборными (сварными). К скобам крепятся кницы из легкого сплава, в которых просверлены отверстия для крепления крыльев. Система подвески собирается на болтах Мб, что позволяет быстро ставить и снимать кормовое крыло, не меняя угла его установки и не снимая подвесной мотор.

Длина кормовых крыльев 1250 мм, ширина — 140 мм.

Конструкция кормовой подвески (рис. 24) не требует переделки штатного выносного транца.
Крылья, как и по схеме Г. Гонченко, крепятся между мотором и кормой лодки на выносном транце при помощи струбцин, аналогичных системе подвески моторов «Вихрь» или «Нептун». Благодаря этому поставить или снять крыло можно в течение одной минуты.

Регулировку угла атаки кормового крыла следует производить уже после того, как лодка будет устойчиво выходить на носовое крыло. Нижняя плоскость кормового крыла устанавливается параллельно ОП.

Предварительно соответствующее положение накернивается на шайбе эксцентрика. Резкое увеличение скорости и подъем кормы лодки на 20 — 30 мм выше уровня воды является признаком выхода на кормовое крыло; корма при этом замывается. Затем с помощью второго человека производится регулировка кормового и носового крыльев на наиболее характерную для каждодневных поездок нагрузку. Проводятся 5—8 пробных коротких поездок по 15—20 мин для приобретения навыков управления лодкой. Для регулировки крыла лучше выбирать защищенную от ветра акваторию.

Со штатным (шаг 280) или скоростным сменным винтом (шаг 300 мм) мотор после выхода на крыло работает на недопустимо высоких оборотах даже при среднем положении ручки газа, а иногда и в положении ручки на малый ход. Поэтому при эксплуатации лодки с нагрузкой 200—250 кг надо применять на «Нептуне-23» винт с шагом 340 мм при диаметре 240 мм. При эксплуатации лодки с одним водителем необходимо ставить винт с шагом 360 мм при диаметре 230 мм. Скорость в этом случае на спокойной воде достигает 50 км/час, с двумя человеками на борту падает до 39 — 40 км/час.

При высоте волны более 0,5 м лодка заметно теряет скорость (до 30 — 32 км/час) и следует переходить на традиционный режим глиссирования. При этом следует поднять носовое крыло и закрепить его контрольным тросом, а кормовое крыло можно не поднимать.

источник

«Казанка» становится комфортабельной и безопасной

Недостатки серийной мотолодки «Казанка», в течение почти четверти века выпускающейся массовыми сериями, общеизвестны. Низ­кая остойчивость, большие ударные перегрузки при ходе даже на не­большой волне, приводящие к разрушению заклепочных соединений, сильное забрызгивание кокпита, недостаточный запас аварийной плаву­чести — вот основные претензии, которые предъявляли к этой лодке потребители.

Читайте также:  Установка принтера куосера 2035

С применением на лодке 20—25-сильных подвесных моторов эти недостатки усугубились.

Безопасность плавания при установке 25-сильного мотора удалось повысить путем установки герметичных бортовых наделок-булей в кор­мовой части лодки (см. рис. 64), значительно увеличивающих как стати­ческую, так и динамическую остойчивость лодок.

Установка булей дала и побочный эффект: суммарный их объем пол­ностью обеспечил необходимую плавучесть кормы в случае опрокидыва­ния или заливания лодки волной. Лодка с булями способна держаться на ровный киль и даже поддерживать на плаву двух-трех человек. Освободившееся место внутри лодки после снятия герметичных воздуш­ных ящиков, ранее обеспечивающих непотопляемость, смогло быть ис­пользовано для размещения дополнительных топливных бензобаков.

Появившись сначала на «Казанках» в качестве «рационализации» любителей, були затем были применены на выпускаемых промышлен­ностью модификациях лодок «Южанка», «Казанкс.-МД», а также поста­влялись в торговую сеть отдельно от лодок.

С той же целью, что и були, применяют герметичные наделки, пред­ставленные на рис. 135. Их закрепляют в верхней части бортов, что спо­собствует увеличению высоты бортов. Эги наделки менее эффективны, чем були, но и они при входе мотолодки в волну на предельных углах крепа хорошо отражаю! брызги. Боковые съемные стекла из плекси — глася длиной i м создают дополнительную защиту от ветрл и брызг.

Рис. 135. Герметичные наделки нл верхней части борта и боковые съем­ные стекла из плексигласа на мотолодке «Казанка».

Для того чтобы сохранялась возможность грести веслами, достаточно кормовую стойку боковых стекол установить в 100 мм перед уклю­чинами.

Существуют конструкции легких полурубок, полностью закрываю­щих кокпит лодки спереди и с бортов и имеющих съемную крышу i-s

Рис. 136. Легкая рубка на «Казанке».

Водоотталкивающей ткани или пластика (рис. 136). Стойки такол рубки могут быть изготовлены из двухмиллиметрового дюралюминия и уголь­ников, верхнюю раму лучше всего сделать из трубы 22×2 мм, стекла — из оргстекла толщиной 5—6 мм. В матерчатой крыше рубки делают карманы, в которые вставляют деревянные или текстолитовые продоль­ные планки, предотвращающие прогибание крыши. В кромки тента для плотного обтягивания его по периметру рубки вшивают резиновый шнур.

В случае кесбходимости, например при шлюзовании, тент может быть снят и рубка практически не затрудняет действий экипажа.

При ходе на волнении «Казанка», как и любая другая лодка с пло­ским днищем и низкой скулой вносу, подвергается удар ям и сильному

Рис. 137. Установка подводных крыльев на мото. юдк/ «Казанка» (конструкция А С. Чугунова).

Забрызгиванию. Скорость и комфортабельность хода можнэ повысить лишь за счет установки подводных крыльев, один из вариан юв которых, осуществленный А. С. Чугуновым, показан на рис. 137, 138. Кон­струкция носового крыла из нержавеющей стали выпол 1ена откидыва-

Рю. 138. Носовое (а) и кормовое (б) подводные крылья в сборе.

I — стойка; 2 — наконечник; 3 — шарнирный подшипник; 4 — стойка кор­кового крыла; S *- гидроцилиндр; 6 шток-плунжер; 7 —.подмоторяая

Ющейся. Для обеспечения необходимой жесткости крыло имезт две ос­новные и две дополнительные стойки, профиль крыла — симметричный сегмент. Основные стойки — составные, нижняя часть обтекаем It о по­перечного сечения изготовлена из листовой стали толщиной 6 мм, верх­няя — из трубы. В верхние концы стоек вмонтированы шарнирные под­шипники Ш17, позволяющие компенсировать погрешности, допущен­ные при изготовлении и монтаже стоек крыла и верхних опор.

Кормовое крыло имеет тот же профиль и также изготовлено из нержавеющей стали. Две боковые стойки вырезаны из листа толщиной 6 мм. К стойкам прикреплены гидроцилиндры, плунжеры которых яв­ляются направляющими для подъема кормового крыла. Цилиндры кре­пятся на шарнирах к транцу мотолодки, а концы плунжеров — к крылу. Стойки крыла скрепляются доской, на которую навешивается мотор. Гидроцилиндры одностороннего действия служат для подъема кормо­вого крыла вместе с мотором в верхнее положение, например, при под­ходе лодки к берегу. Давление в гидросистеме создается с помощью ручного насоса. Для опускания крыльев в рабочее положение масло из гидроцилиндра перепускается через клапан в бачок системы (он имеет емкость около 1 л). В нижнем положении крыло стопорится с помощью пружинных фиксаторов, входящих в отверстия стоек. Фиксаторы пра­вой и левой стоек крыла соединены между собой тросиком.

Подъем носового крыла осуществляется вручную. Общая масса крыльевого устройства составляет 34 кг. Если смириться с необходи­мостью поднимать 65 кг вручную (кормовое крыло вместе с мотором «Вихрь»), то можно обойтись и без гидроцилиндров, как это сделано на мотолодке «Прогресс» (см. с. 182).

Скорость мотолодки с мотором «Вихрь», имеющим штатный гребной винт с шагом 300 мм, при выходе на крылья составила 50 км/ч с двумя людьми на борту и 47 км/ч — с четырьмя. Лодка устойчиво идет на крыле при волнении высотой до 0,3 м. Но особенно заметный эффект дает использование подводных крыльев на лодках с моторами мощностью 10—12 л. с. С нагрузкой в четыре человека лодка выходит на крыло, причем скорость ее составляет около 40 км/ч (с одним водителем — 52 км/ч).

источник