Импеллер для водомета

Самодельный водомет для лодки своими руками: чертеж, инструкция

Создание качественного водометного двигателя сопряжено с проведением ряда исследовательских и конструкторских работ. Однако элементарный водомет для лодки своими руками сотворить не составит особых проблем. Рассмотрим особенности и виды таких моторов.

Конструктивные особенности

К главным элементам самодельного агрегата относятся двигатель внутреннего сгорания и винт, как и в заводских моделях. Пропеллер в этом случае располагается внутри трубы, размещенной вдоль корпуса плавательного средства. Водовод представляет собой не просто трубу, а узел, в состав которого входят следующие детали:

Заборник воды, расположенный спереди и служащий для поступления воды к винту.
Также в конструкцию водомета для лодки, своими руками созданного, входит выпрямляющее устройство. Его предназначение заключается в трансформации закрученного водного потока в прямолинейное действие.
Сопловой блок, который замыкает трубу, служит для выброса жидкости наружу.
Рулевое устройство реверсивного типа. Оно позволяет менять направление движения и осуществлять задний ход.

Типы винтов

Существует несколько видов рабочих колес с лопастями, которые еще называют импеллерами. Среди них:

Осевые модификации. Они являются наиболее простыми в изготовлении, но дают невысокий КПД и эффективно работают только на низких оборотах по причине высокой кавитации.
Диагонально-осевые вариации. Хорошо агрегируют с силовыми установками средней оборотистости и имеют коэффициент полезного действия выше, чем предыдущие элементы.
Винты диагонального и шнекового типа. Они сложнее в изготовлении, однако представляют собой разновидности с самым высоким КПД и могут взаимодействовать с моторами на высоких оборотах.

Стоит отметить, что при изготовлении водомета своими руками винты являются особо сложными в плане производства. Для этого используется способ точного литья с дальнейшим шлифованием. Специалисты не советуют использовать импеллеры, лопасти которых приварены к ступице, поскольку они часто обладают дисбалансом, что ведет к их деформации при эксплуатации на повышенных оборотах.

Плюсы и минусы

Самодельный лодочный водомет дает владельцу плавательного средства ряд преимуществ, а именно:

Защищенность и маскировку винта в специальной трубе, что предотвращает контакт пропеллера с водорослями, увеличивая маневренность плавательного средства.
Исключаются удары винта о дно. Это позволяет перемещаться на водоемах с малой глубиной и вблизи от берега.
Водометы для лодок своими руками данного типа не представляют угрозы для купальщиков и рыб.
В отличие от обычных гребных аналогов, современные водометные конструкции надежно защищены от отрицательного воздействия кавитации.

Без минусов также не обошлось. К ним относят следующие аспекты:

При одинаковой мощности силового агрегата плавсредство будет двигаться медленнее.
Страдает качество управляемости.
Увеличивается масса лодки по причине дополнительного веса воды, входящей в часть водомета.

Как работает устройство?

Рассматриваемый агрегат выбрасывает воду с большой скоростью, создавая реактивную тягу, приводящую к движению плавательного средства. Если рассмотреть этот процесс детально, можно отметить следующие моменты:

Жидкость подается в водозаборник водомета для лодки, своими руками сделанный заранее. Он оборудуется специальной сеткой, которая отсеивает мусор и водоросли. При создании заборника воды обращайте внимание на возможность ламинарного течения воды в нем, поскольку дополнительное завихрение и турбулентность у винта существенно ухудшают характеристики мотора.
На следующей стадии импеллер с силой отбрасывает воду назад. Она попадает в камеру сужения, благодаря чему ее скорость возрастает.
Выпрямляющее приспособление дополнительно увеличивает скорость за счет трансформации вихревого движения в прямолинейное положение. Лопаткам этого аппарата придают форму, обеспечивающую минимальный показатель сопротивления движущейся жидкости. Изготовители применяют разнообразные конфигурации спрямляющих агрегатов. Одним из самых популярных вариантов является поджатие лопаточного типа, гарантирующее использование данного элемента также в качестве сопла.
На конечном этапе поток через сопло преобразуется с увеличением скорости.
Для придания оптимальных характеристик приспособлению важно выполнить сопловую часть в правильном профиле.

Самодельный водомет для лодки, своими руками созданный на базе центробежного насоса

Рассмотрим конструкцию на основе насоса типа Pacer Pumps 200GPM. Его корпус изготовлен из прочного пластика, вес составляет 18 кг. Нагнетающее усилие создается благодаря силовому агрегату Intek, мощностью пять лошадиных сил. Устройство оборудовано двухдюймовыми патрубками всасывания и нагнетания, усилие напора составляет порядка 35 метров.

Насос ставится на плавсредство, после чего соединяется с подходящей по размеру трубой из материала ПВХ. Она выводится через отверстие в носовом отсеке днища в воду. Дополнительно конструкция снабжается сетчатым фильтром и выполняет функцию водозаборника.

При помощи резьбового крепления на патрубок накручивается высоконапорный штуцер, имеющий выход диаметром 24 мм. Можно взять модификацию из винила, которую доступно приобрести в специализированных магазинах. В качестве сопловой части также будет выступать труба из ПВХ. Штуцер с соплом соединяется посредством резинового шланга. Водометы для лодок своими руками подобного типа имеют величину реактивной тяги, которая напрямую зависит от суммарной длины всасывающей и нагнетательной магистрали.

Эксплуатация

Учитывая, что гидравлическое усилие возрастает с уменьшением размера трубы, имеет смысл установить насос максимально близко к корме. Это даст возможность оптимизировать длину сопла и увеличить скорость движения жидкости в магистрали.

Читать еще: Лодочные моторы

Рассматриваемый выше тип двигателя испытан на плавательном средстве длиной 3500 мм с величиной всасывающей трубы 3000 мм. В таких условиях водомет на лодку ПВХ, своими руками созданный, развил около 20 метров водного столба (порядка двух атмосфер). Это позволило развить скорость до 8 км/ч. При испытаниях подобного рода моторов следует быть готовым к неприятностям. Дело в том, что штуцер напора может беспрепятственно открутиться под потоком воды. Дополнительная обработка клеем не дает желаемого результата. Рекомендуется использовать добавочное крепление или фланцы.

Как сделать водомет для лодки своими руками на базе лодочного мотора?

В качестве опытных образцов можно использовать агрегаты «Ветерок 12», «Москва», «Стрела», СМ и прочие, подходящие по мощности и размеру. Водовод допустимо расположить внутри либо снаружи плавательного средства. Первый вариант популярнее, поскольку при внешнем размещении усиливается гидродинамическое сопротивление. Элементы водовода изготавливаются из труб и листовой нержавейки подходящей толщины.

Предварительно необходимо создать чертеж водомета для лодки своими руками, что позволит рассчитать положение и соединение всех используемых деталей. Заготовки нужной конфигурации изготавливают при помощи ручной оправки или гибочного вальцового станка. Лопасти винта вырезаются также из аналогичного материала. Затем их необходимо профилировать и приварить к ступице. На стадии проекта модель водоотвода можно выполнить из папье-маше. После ее разрезки пополам получится выкройка для окончательной заготовки. Крутящий момент от мотора будет осуществляться посредством стандартного редуктора. Он монтируется на основном дейдвуде при помощи специального фланца.

В заключение

Выше были рассмотрены варианты создания водомета для лодки своими руками. Как сделать чертежи правильно? Во-первых, потребуется учесть габариты и технические параметры плавательного средства. Во-вторых, нужно правильно подобрать мотор, рассчитать длину водовода. Если нет опыта в подобном деле, лучше обратиться к специалисту. Это позволит максимально эффективно провести работы, не отвлекаясь на множественные переделки.

Импеллер водомета

В зависимости от условий эксплуатации импеллер водомета подвергается износу, и между стенкой патрубка и краем лопасти образуется зазор. Для сохранения максимальной производительности зазор должен быть минимальным. (На заводе устанавливается зазор 0,2 мм). С увеличением зазора КПД водомета снижается.

Обычно износ наблюдается на внешней стороне лопастей импеллера.

Импеллер водомета вращается в конусообразном патрубке, и его положение можно регулировать, смещая импеллер в направлении вала по мере износа.

Расположение импеллера в трубе определяет его энергозатраты. Чем глубже расположен импеллер, тем меньше мощности двигателя ему требуется, поскольку его диаметр меньше. Шаг, длина и количество лопастей также влияют на энергопотребление.

Регулировка импеллера позволяет значительно продлить срок его службы.

Регулировка импеллера должна проводиться в случае необходимости, но не реже чем раз в год следует проверять его состояние. Чтобы выполнить регулировку импеллера, его необходимо снять, а затем снова установить.

Проверка импеллера

Важно отслеживать состояние передней кромки лопастей импеллера водомета . Повреждение передней кромки приводит к кавитации.

Лопасти импеллера могут быть острыми и стать причиной пореза рук. Перед снятием импеллера следует надеть защитные перчатки.

Повреждения кромки можно устранить, простучав молотком неровности, вызванные попаданием крупных камней, и отшлифовав их при помощи наждачной бумаги. Также необходимо заточить передний край до толщины не более 1 мм так, чтобы им нельзя было порезаться.

Вы также можете вернуть импеллер на завод для проверки и ремонта.

Если вам кажется, что импеллер водомета поврежден, выполните следующие действия:

Выключите двигатель и откройте смотровой люк.
Убедитесь, что впускной патрубок не имеет пробок.
Осмотрите импеллер. Отдельно обратите внимание на зазор между краем лопасти и стенкой патрубка.

Если не обнаружены явные неисправности, выполните следующие действия:

Извлеките судно из воды.
Снимите импеллер ( см. ниже ).
Осмотрите импеллер более внимательно.

Если необходимо, свяжитесь с импортером или производителем и запросите дополнительные инструкции.

Демонтаж импеллера

Перед демонтажем импеллера необходимо снять реверсивную заслонку, рулевое сопло и статор.

Открутите винты, отмеченные стрелками на рис. 26 .
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Убедитесь, что не произошло случайного опускания реверсивной заслонки. Это может привести к серьезной травме!
Опустите реверсивную заслонку за рулевое сопло. После опускания реверсивной заслонки необходимо отцентрировать рулевое сопло.
Открутите шесть крепежных винтов статора ( рис. 27 ). Всего используется восемь винтов, четыре из которых представлены на рисунке.
Удалите статор, реверсивную заслонку и рулевое сопло единым блоком ( рис. 28 ).
Ослабьте крепежные винты импеллера ( рис. 29, A ).
Полностью вытащите один винт и поместите его в резьбовое отверстие пластикового монтажного конуса ( рис. 29, точка B ).

При вкручивании винта в резьбовое отверстие происходит ослабление крепления конуса, и импеллер можно легко снять с вала. Если переходник не поддается, воспользуйтесь несколькими винтами для его ослабления.

Рисунок 29. Крепежные винты импеллера

Установка импеллера

Новые или отремонтированные импеллеры устанавливаются таким же способом.

Поместите пластиковый монтажный конус в центр импеллера и завинтите винты вручную без применения ключа. Помните, местоположение клинообразного паза отмечено в центре импеллера ( рис. 30 ). Тяга, образуемая импеллером, передается через сборочную гильзу на вал ( рис. 31 ). Муфта имеет левую резьбу.
Вкрутите регулировочную втулку на максимальную глубину, поворачивая ее против часовой стрелки.
Прикрепите монтажный конус к импеллеру и проверьте правильность его положения, затем затяните винты без использования ключа.
Наденьте импеллер на вал и убедитесь, что клин был предварительно установлен. Аккуратно прижмите импеллер к стенкам патрубка. Следует учитывать, что вал отвисает вниз под действием силы тяжести и из-за ремня смазочного насоса. В связи с этим следует немного приподнять вал во время установки импеллера.
Равномерно затяните крепежные винты импеллера крест накрест. Момент затяжки составляет 20 Нм. Во время затягивания винтов импеллер немного смещается назад, в
результате чего образуется небольшой зазор для лопастей импеллера (0,2–0,4 мм).
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ
Слишком большой зазор приводит к снижению мощности и ухудшению рабочих характеристик.
Рукой через смотровой люк затяните регулировочную втулку на импеллере.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Если не затянуть втулку, импеллер может сместиться вперед и застрять в стенках патрубка во время работы водомета, что приведет к механической поломке.
Установите статор и рулевое сопло на место, выполняя действия демонтажа в обратном порядке ( см. Демонтаж импеллера ). Используйте момент затяжки, применимый к болтам M10.


Рисунок 26. Винты реверсивной заслонки	Рисунок 27. Крепежные винты статора

Рисунок 28. Демонтаж статора, реверсивной заслонки и рулевого сопла

Рисунок 30. Местоположение клинообразного паза

Водометы для лодок своими руками: рекомендации по изготовлению на базе лодочного мотора и центробежного насоса

Создание скоростного и экономичного водометного двигателя – весьма серьезная задача, требующая хорошей исследовательской и производственной базы.

Но примитивный вариант такого устройства вполне можно сделать самостоятельно.

Давайте посмотрим, как делают водометы для лодок своими руками, и какие особенности характерны для таких двигателей.

Конструкция водометного двигателя

Главными элементами такого механизма, как и в классическом варианте, являются двигатель внутреннего сгорания и винт, только последний расположен внутри длинной трубы, проложенной вдоль корпуса лодки. Разумеется, «труба» — это слишком упрощенный термин. Правильное название этой части двигателя – водовод, а состоит он из следующих узлов:

водозаборник: передняя часть, по которой вода поступает к винту;
спрямляющий аппарат: благодаря этому элементу вращательное движение закрученного винтом водного потока трансформируется в прямолинейное;
сопловой аппарат: завершающая часть «трубы», из которой вода выбрасывается наружу.

Еще один важный элемент водомета – реверсивно-рулевое устройство, благодаря которому лодка может менять направление движения, а также давать задний ход.

Схема конструкции водометного двигателя

Винты (их также называют рабочими колесами или импеллерами) бывают нескольких видов:

Осевые: наиболее просты в изготовлении, но обеспечивают самый низкий КПД и ввиду ярко выраженного эффекта кавитации могут работать только на низких оборотах.
Осе-диагональные: имеют более высокий КПД и рассчитаны на среднеоборотистые двигатели;
Диагональные и шнековые: наиболее современные и чрезвычайно сложные в изготовлении разновидности, характеризуются самым высоким КПД и способны работать с высокооборотистыми двигателями.

Среди всех составляющих водомета винты находятся на первом месте по сложности изготовления. Для этого применяется метод точного литья с последующей шлифовкой.

Не стоит приобретать водомет с импеллером, лопасти которого приварены к ступице, а не составляют с ней единое целое: такие винты зачастую имеют дисбаланс, что приводит к их разрушению при повышенных оборотах.

Преимущества и недостатки

За счет установки водометного двигателя владелец плавсредства выигрывает в следующем:

Поскольку спрятанному в водоводе винту наматывание водорослей не грозит, лодка приобретает способность легко перемещаться по заросшим водоемам.
Удары винта о дно также исключены, что дает возможность беспрепятственно плавать в местах с небольшой глубиной или с отмелями.
Лодка с водометом становится безопасной для купальщиков, водолазов и обитающей в водоемах фауны.
В отличие от обычных гребных винтов, рабочие колеса водометов, особенно современные, защищены от негативного воздействия кавитации.

Но придется примириться и с некоторыми недостатками:

При той же мощности двигателя лодка будет двигаться медленнее, чем с обычным винтом.
Ухудшается управляемость.

Кроме того, лодка становится тяжелее из-за веса воды, заполняющей водомет.

Для того чтобы поменять трубы в квартире, необязательно вызывать бригаду мастеров. Замена труб в квартире своими руками существенно сэкономит средства несмотря на всю сложность данного предприятия.

Как правильно соединить унитаз с канализационной трубой, смотрите тут. Обзор основных вариантов.

Слабый напор воды в квартире — не такая уж редкость. Если водоканал не может исправить ситуацию, воспользуйтесь нашими советами: http://aquacomm.ru/cancliz/mnogokvartirnyie-doma/santehnika/kak-uvelichit-napor-vody-v-kvartire.html. Способы увеличения давления воды — от замены труб до установки насосной станции.

Принцип работы

Выбрасывая с большой скоростью воду, водомет создает реактивную тягу, которая и приводит лодку в движение. Рассмотрим данный процесс более детально:

Вода поступает в расположенный в передней части лодки водозаборник. Он снабжен сеткой, которая отфильтровывает водоросли и плавающий в воде мусор. Конструируя водозаборник, инженеры стремятся обеспечить ламинарное течение воды в нем, так как наличие турбулентности на подходе к винту значительно ухудшает характеристики двигателя.
Винт с силой отбрасывает воду назад, при этом она попадает в сужение, благодаря чему ее скорость возрастает.
Спрямляющий аппарат, как уже говорилось, увеличивает скорость потока за счет преобразования его вращательного движения в поступательное. Его лопаткам стараются придать такую форму, которая обеспечивала бы наименьшее сопротивление движущейся жидкости. Производители применяют различные конструкции спрямляющих аппаратов. Одна из них – лопаточное поджатие – позволяет использовать данный элемент одновременно в качестве соплового аппарата.
Далее поток попадает в сопло (если эту функцию не выполняет спрямляющий аппарат). Благодаря небольшому проходному сечению, давление воды здесь преобразуется в скорость – этот эффект и называется поджатием.

Схема работы водомета

Водомет своими руками

Рассмотрим, как сделать водомет для лодки своими руками. Хитрые на выдумку умельцы придумали два варианта самодельных водометов.

На базе лодочного мотора

Как показал опыт, наиболее удачные самодельные водометы получаются из лодочного мотора «Ветерок-12». Но можно использовать и любой другой. Обычно применяют старые модели: «Москва», «СМ-557-9Л», «Стрела» и т.п. Главное преимущество «Ветерка» — в распространенности и доступности необходимых деталей.

Водовод можно размещать как снаружи лодки, так и внутри нее. Второй вариант применяется чаще, так как при наружном расположении увеличивается гидродинамическое сопротивление плавсредства. Некоторые элементы водовода изготавливают из труб, другие – сваривают из заготовок, вырезанных из листа нержавеющей стали.

Водомет на «Ветерке»

Придать заготовкам нужную форму можно с помощью оправки (вручную) либо гибочных вальцов. Лопасти рабочего колеса вырезаются из того же материала. Затем их подвергают профилировке и и приваривают к ступице.

На этапе проектирования модель водовода можно сделать из папье-маше. Затем ее достаточно будет разрезать, чтобы получить выкройку для заготовки-развертки.

Передача вращения от двигателя осуществляется посредством обычного штатного редуктора. Он крепится к главному дейдвуду мотора при помощи специального фланца.

Водоизмещение этой версии самодельного водомета составляет 450 кг. Благодаря ему судно может развивать скорость до 20 – 25 км/ч и выполнять глиссирование.

На базе центробежного насоса

Предлагается использовать насос Pacer Pumps 200GPM с пластиковым корпусом (термостойкий полистирол), имеющий вес около 18 кг.

Нагнетательный механизм этого аппарата приводится в движение двигателем Intek мощностью в 5 л.с. производства Briggs & Stratton.

Насос развивает напор в 35 м и имеет 2-дюймовые патрубки всаса и нагнетания. Его стоимость составляет около 300 долларов.

Насос устанавливается в лодке, после чего к нему со стороны всаса присоединяется 2-дюймовая ПВХ-труба. Через отверстие в носовой части днища лодки ее нужно вывести в воду, снабдив патрубком с сетчатым фильтром – это будет водозаборник.

На резьбу нагнетательного патрубка навинчивается высоконапорный штуцер с выходным отверстием диаметром 24 мм. Подойдет изготовленный из упрочненного винила – такие сегодня продаются в любом магазине для садоводов и огородников. Роль сопла также будет возложена на отрезок ПВХ-трубы, имеющей тот же, что и у штуцера, диаметр. Для подсоединения штуцера к соплу следует использовать резиновый шланг.

Не стоит опускать сопло в воду. Вопреки распространенному мнению, такой прием не ускорит, а замедлит лодку, так как приведет к возникновению кавитации.

Величина реактивной тяги, развиваемой таким водометом, зависит от суммарной длины всасывающей и нагнетательной магистралей.

Поскольку гидравлическое сопротивление возрастает с уменьшением диаметра трубы и увеличением скорости движения жидкости в ней, выгоднее всего установить насос как можно ближе к корме, чтобы длина сопла оказалась минимальной.

При таких условиях насос при максимальных оборотах двигателя развивал напор примерно в 20 метров водного столба (2 атм), благодаря чему лодка набрала скорость до 8 км/ч.

Испытателя подобного водомета может подстерегать неприятность: напорный штуцер довольно легко откручивается потоком воды, причем сила его воздействия настолько велика, что удержать деталь от вращения вручную нет никакой возможности.

Смазывание патрубка клеем перед навинчиванием штуцера желаемого эффекта не дает – штуцер все равно срывает. Рекомендуется разработать для резьбового штуцера дополнительное крепление либо использовать насос и штуцер с фланцами.

При монтаже систем водоснабжения часто необходимо соединять между собой разные виды труб. Соединение металлопластиковых труб с металлическими и полимерными при помощи фитингов — этой теме посвящена следующая статья.