Рубрика Двигатели и устройства малотоннажного моторного судна

Осушительная и вентиляционная системы

При эксплуатации моторного судна в его корпусе, особенно в районе открытых кокпитов, неизбежно скапливается вода, попадающая во время дождя, от брызг и т. п. Для ее удаления применяют насосы, навешенные на двигатель, или ручные, установленные отдельно, и используют шпигаты. Во всех случаях приемная труба насоса должна находиться в самой нижней точке корпуса.
Самоотливные шпигаты делают в днище или транце. За патрубком шпигата на ходу моторного судна образуется разрежение, в результате чего вода из корпуса удаляется за борт; для лучшего осушения корпуса верхний конец шпигата делают заподлицо с внутренней поверхностью днища. Для предотвращения попадания забортной воды (на стоянке, при реверсах или на малом ходу) шпигат должен иметь надежное закрытие: рекомендуется устройство невозвратного клапана, например, в виде шарика, закрывающего снизу верхнее отверстие шпигата.

Швартовное устройство

Швартовное устройство предназначено для закрепления моторного судна во время стоянки у берега, причала, борта судна и т. п. В его состав входят швартовы кнехты, киповые планки, утки, мягкие кранцы. Для швартовных концов используют растительные и синтетические тросы. Во многих случаях удобно на одном конце швартова заделать с помощью огона с коушем карабин из нержавеющего металла. Палубные детали швартовного устройства выполняют литыми из чугуна, алюминия, бронзы или стальными (сварными или коваными).
Отсутствие в продаже этих деталей вынуждает строителей малотоннажного флота изготовлять их самостоятельно. Нередко такие детали сделаны примитивно или форма их устаревшая. Вместе с тем установленные на палубе или планшире детали швартовного устройства во многом определяют законченность внешнего вида моторного судна. Их форма и размеры должны соответствовать типу судна: например, традиционный крестовый кнехт вполне уместен на крупном туристском тихоходном моторном судне, таком, как Помор, но совершенно неприемлем для легкой быстроходной мотолодки. И наоборот, изящно выполненная легкая утка будет иметь нелепый вид на борту, скажем, грузового баркаса.
На современных моторных судах рекомендуется использовать формы деталей швартовного устройства, показанные на рис. 209. Все эти детали литые из алюминиевого сплава с полированными наружными поверхностями. Для крепления к корпусу используют винты с полупотайной головкой диаметром 5—8 мм.
Для смягчения ударов и предохранения корпуса от повреждений при стоянке у причала, борта судна и т. п. в комплекте швартовного устройства рекомендуется иметь кранцы, сплетенные из старых растительных канатов или изготовленные из кусков пенопласта марки ПХВ-Э, зашитых в мешочки из льняной или хлопчатобумажной ткани.

Якорное устройство

Якорное устройство служит для удержания судна на месте во время стоянки в удалении от берега,а также у необорудованного берега (якорь закрепляют на берегу). В состав этого устройства входят якорь, якорный канат (цепь, растительный, синтетический или стальной трос) и детали крепления якорного каната. В носовой части необходимо предусмотреть ме для хранения якоря и якорного каната.
Для любительских мотор ных судов вес якоря и размеры якорного каната можно выбирать по графику в зависимости от водоизмещения судна. В качестве якорного каната на моторных судах можно применять стальные, пеньковые, сизаль-ские, манильские, капроновые или нейлоновые тросы, а также цепи (на больших катерах). Капроновые или нейлоновые тросы обладают рядом существенных преимуществ: их прочность в 2,5—4 раза выше прочности пеньковых тросов; они не подвержены коррозии и гниению; обладают хорошей эластичностью, гибкостью и большим удлинением при растяжении.
Один конец якорного каната при помощи скобы крепят к якорю, а второй, как правило, свободный крепят за утку или рым при отдаче якоря. На крупных моторных судах коренной конец якорного каната крепят за рым, укрепленный к набору корпуса. Якорный канат хранят в форпике или на палубе, смотанным в бухту.

Штурвал

Штурвал, прост в изготовлении; его можно установить в любом месте моторного судна, кроме того, использовать как дублирующий, когда предусматривают второй пост управления.
Для его изготовления лучше всего использовать рулевое колесо от любого легкового автомобиля вместе с трубой. При отсутствии таких деталей их нетрудно изготовить самостоятельно. Штурвальное колесо / (диаметром около 350 мм) выполняют из четырех слоев 6-миллиметровой фанеры, вырезанных по контуру и склеенных между собой водостойким клеем. В верхней части трубы 2 штурвала (водогазопроводная труба 3/4"—1 1/4" или любая другая) отгибают лапки, которыми ее крепят к штурвалу.
Опорой для трубы служит втулка 3. Фланец втулки крепят болтами к наклонной доске 4, которую используют как панель приборов (иногда трубу штурвала делают длинной и помещают в двух опорах, при этом вторую опору крепят к флортимберсу или специальной стойке). Барабан 5 штуртроса изготовляют из трубы диаметром 70— 80 мм с двумя фланцами и крепят к трубе штурвала болтом или штифтом 6, который одновременно ограничивает осевое перемещение штурвала.
На открытых моторных лодках штурвал устанавливают на панели перед носовым сиденьем или на специальной тумбе возле двигателя.

Рулевое устройство

Рулевое устройство предназначено для обеспечения управляемости моторного судна. На моторных судах со стационарными двигателями оно состоит, как правило, из руля, рулевого привода и штурвала, а на моторных лодках с подвесными моторами — из рулевого привода и штурвала, не отличающихся по существу от первых.
По способу установки рули подразделяют на навесные и подвесные. На тихоходных моторных судах рулевое устройство с навесным рулем может быть простейшим (рулевой привод и штурвал отсутствуют управление осуществляют непосредственно румпелем). Руль обыкновенный пластинчатый изготовляют из досок толщиной 25—30 мм и навешивают за транцем шлюпки. Иногда и на быстроходных моторных судах используют навешенный за транцем пластинчатый руль, применяя рулевой привод и штурвал ; штуртрос с сектора проходит через специальные отверстия в транце внутрь судна непосредственно под палубой. Установка руля за транцем наиболее проста (не требуется прорезать днище, устанавливать сальники и т. п.), но имеет некоторые недостатки. Рули, подвешенные за транцем, менее эффективны, чем полностью погруженные, отличаются большой площадью пера и увеличивают габаритную длину судна (причем руль не защищен корпусом). На таких рулях быстроходных моторных судов рекомендуется устанавливать на уровне днища горизонтальные ребра

Реверсивно-рулевое устройство

Реверсивно-рулевое устройство водометного движителя обеспечивает управляемость моторного судна путем соответствующего отклонения выбрасываемой струи воды. Изменяя направление выброса струи на обратное (при сохранении неизменным направления вращения рабочего колеса водомет.а), судну дают задний ход.
Величина упора на заднем ходу обычно составляет 0,3—0,4 упора на переднем ходу в швартовном режиме, достигая в лучших кон-струкциях 0,5.
Реверсивно-рулевым устройством может быть поворотная насадка, заслонки, створки и пр. Наибольшее распространение благодаря простоте устройства получили створчатые конструкции . В данном случае лодкой управляют, отклоняя выходящую из сопла струю воды двумя связанными шарнирной тягой вертикально расположенными рулевыми пластинами, которые изогнуты снизу и шар-нирно навешены на сопло.
В этом случае канал образует фигурная деталь 2, которую огибают по верхней половине выходного отверстия сопла и приваривают к нему. Деталь вырезают из листового материала (того же, что и материал сопла) по предварительно снятому шаблону. Радиус скругления нижнего кормового угла детали 2 должен соответствовать радиусу отгиба нижней части рулевых пластин. Для навешивания рулевых пластин к образующей канала приваривают петли 3.

Водометная труба

Водометная труба служит для забора воды и подвода ее к рабочему колесу. Как уже отмечалось, затраты мощности в водометной трубе на подъем воды выше ватерлинии и на преодоление трения о стенки трубы довольно значительные. С целью уменьшения этих потерь следует внимательно относиться к выбору размеров и формы трубы водомета, а также тщательно изготавливать ее. Стремление уменьшить потери за счет сокращения размеров трубы привело к тому, что была создана типовая конструкция для рассматриваемых моторных судов.
Обычно со стороны транца эта труба круглого сечения, а у днища она переходит в раструб овальной формы.

Сопло

Сопло, как уже отмечалось, служит для создания компактной струи выбрасываемой воды и увеличения ее скорости. С этой целью сопло сужают к кормовой части. Это сужение можно делать коническим, однако меньшие потери мощности, а следовательно, более высокая эффективность характерны для сопел с криволинейными образующими и небольшим цилиндрическим участком на конце .
Поджатие струи на выходе из сопла несколько подтормаживает воду в диске рабочего колеса, увеличивая нагрузку движителя, поэтому площадь выходного сечения сопла служит для регулировки нагрузки движителя и, соответственно, двигателя (подобно шаговому отношению гребных винтов). Так, если двигатель не развивает нормального числа оборотов, необходимо облегчить движитель, увеличив выходное отверстие сопла и, наоборот, если число оборотов двигателя больше нормального, то выходное отверстие следует уменьшить. Такое согласование работы двигателя и движителя неизбежно, поэтому рекомендуется конструкция сопла со съемными кольцами . Имея в запасе 3—4 кольца, внутренние диаметры которых отличаются на 4—5 мм один от другого (одни меньше, другие больше расчетного диаметра), всегда можно подобрать оптимальное выходное сечение сопла для данных условий загрузки.
Материал и способ изготовления сопла зависят от возможностей строителя. Сопло можно изготовить литьем из алюминиевых сплавов, сварным из нержавеющей или углеродистой стали, алюминиевых сплавов и т. п. Толщина стенок при этом составляет 3—5 мм. Доступнее изготовление сопла, выклеиваемого на деревянном отшлифованном болване из стеклоткани на эпоксидной смоле; толщина стенок такого сопла равна 8—10 мм. Одновременно выклеивают фланцы сопла — для крепления к водометной трубе и транцу моторного судна и для крепления к соплу реверснвно-рулевого устройства. При изготовлении болвана сопла следует предусмотреть соответствующие утолщения для образования гнезд под съемные кольца и кольцо выправляющего аппарата.
При любом варианте изготовления внутреннюю поверхность сопла следует тщательно обработать и отшлифовать; сопряжения поверхностей должны быть плавными.

Сопло и спрямляющий аппарат

Рабочее колесо водометного движителя одновременно с полезной работой по перемещению массы воды закручивает поток в направлении своего вращения. На это бесполезно тратится часть мощности двигателя. Кроме того, если через сопло выбрасывается закрученный поток, то это ведет к разбросу струи, что отрицательно сказывается на эффективности движителя. Спрямление потока для повышения к. п. д. водометного движителя производят в спрямляющем аппарате, состоящем из ступицы и нескольких радиально расположенных лопастей. Обычно число их принимают на 1—2 лопасти больше, чем число лопастей рабочего колеса при примерно одинаковой ширине. Расстояние между лопастями спрямляющего аппарата и лопастями рабочего колеса (вдоль оси) рекомендуется принимать —0,05/3. Уменьшение этого расстояния может привести к заклиниванию ротора попадающими в движитель мелкими предметами (галькой, щепой и т. п.), а увеличение снижает эффективность спрямляющего аппарата.
Лопасти спрямляющего аппарата изгибают таким образом, чтобы их передние кромки были загнуты против вращения рабочего колеса, а задние расположены вдоль оси водометной трубы. Угол изгиба лопастей лучше всего определять экспериментально, принимая в первом приближении угол отгиба передних кромок 30—40°, или по данным подходящего прототипа (например, рис. 197).
Толщину лопастей для стали и латуни принимают 1,5—2,5 мм и для алюминиевых сплавов 3—5 мм.
Наименее трудоемок в условиях любительского судостроения сварной вариант спрямляющего аппарата, когда лопасти приваривают к предварительно выточенной ступице и соплу или, в случае изготовления сопла из стеклопластика, — к специальному закладному кольцу. После приварки лопастей производят окончательную расточку посадочного места в ступице для подшипника и проточку центрирующего выступа фланца сопла (или закладного кольца).
Вкладыши подшипника гребного вала чаще всего выполняют в виде резино-металлической втулки, хотя можно применять и вкладыши из текстолита ПТК-С, древесно-слоистого пластика (ДСП-А) и бакаута, обеспечивая достаточный зазор. При определении зазора следует учесть разбухание бакаута и ДСП.

Концевые потери

В целях ликвидации концевых потерь вследствие перетекания воды через края лопастей и для предотвращения кавитации зазор между краем лопасти и водометной трубой должен быть минимальным (не более 0,5—1,0 мм) по всему периметру края лопасти. Этому условию в наибольшей степени удовлетворяет форма лопасти в виде симметричного сектора с обработанным по радиусу краем. Такую форму чаще всего и применяют для лопастей рабочего колеса водомета.
Многочисленные исследования и практика показали, что лучший профиль сечений лопасти — сегментный, в котором максимальная толщина расположена посредине (см. рис. 174). Относительную толщину профиля можно несколько уменьшить по сравнению с гребным винтом: от 0,06—0,08 у корневых сечений до 0,02—0,04 у крайних в зависимости от материала.
В целях упрощения конструкции колеса носовую часть его ступицы можно сделать в виде отдельного легкого обтекателя, однако в таком случае на гребном валу должен быть предусмотрен заплечик у носового конца ступицы для восприятия упора рабочего колеса.
Материалы и способы изготовления рабочих колес водометных движителей такие же, как гребных винтов. Подчеркнем только, что в данном случае необходима более высокая точность изготовления, особенно это относится к диаметру колеса.