Водометные двигатели

Водометный лодочный мотор: назначение, варианты водометов на лодку

Водометный лодочный мотор давно привлекает внимание серьезных рыбаков. Этот силовой агрегат практически ничем не отличается от стандартного, винтового лодочного двигателя, за исключением того, что вместо винта у него водометная насадка. Рассмотрим, какой водометный лодочный мотор можно купить для надувной или каркасной лодки, его назначение и особенности эксплуатации.

Описание

Водометный лодочный мотор – это двигатель, работающий от силы набора и выталкивания воды. Он предназначен для безопасного хождения по мелководью, различных водных аттракционов, в качестве подруливающего вспомогательного устройства или как основной двигатель. Водомет используется как на лодках ПВХ, применяемых для передвижения по болоту или по глубоководью, так и на каркасных судах и катерах.

Рыбаки уважают водометный движитель за его низкий рабочий шум, возможность троллинга и спиннинга. Водомет удобен тем, что позволяет с комфортом менять направление движения лодки не только в направлении вперед-назад, но и влево-вправо, компактно припарковывать судно к берегу.

Водометы для рыбалки

Современный рынок водомоторики предлагает разнообразные варианты водометных лодочных моторов для рыбалки.

Yamaha 9.9 GMHS Jet

Это бензиновый, двухтактный, двухцилиндровый лодочный мотор водомет, обладающий мощностью 9,9 лошадиных сил. Двигатель отличается надежной сборкой рабочих деталей и механизмов, крепким корпусом с антикоррозийным покрытием и рабочим объемом цилиндра 246 кубических сантиметра. Водомет запускается от ручного стартера и управляется с помощью румпеля.

Установка и регулировка водометного двигателя также осуществляется вручную. Поскольку вес японского агрегата составляет 45 кг, то сделать это будет не сложно. В комплекте к водометному мотору предоставляется выносной 24 литровый топливный бак и небольшой ремкомплект.

Mercury 25 ML JE

Мощный, бензиновый, двухцилиндровый лодочный двигатель, с мощностью 25 лошадиных сил и рабочим объемом цилиндра 430 кубических сантиметров. Водомет предназначен для установки на транец, высотой 508 мм, и отлично подходит для крупных лодок и катеров. Это ручной водометный движитель, который управляется с помощью румпеля. Установка, регулировка угла наклона – всё осуществляется вручную. Для такой мощности 56 кг веса силового агрегата вполне сносно.

Honda-Кальмар-М

Практичный, легкий и выносливый водометный лодочный мотор, мощностью 3,5 лошадиных сил и рабочим объемом одного цилиндра 49 кубических сантиметров. Управление, установка и регулировка водомета ручная. Он весит около 9 кг и отличается компактностью и удобством транспортировки. Движитель удобен для хождения по болоту, в качестве сподручного мотора для швартовки, а также для сплава в заповедниках и охраняемых территориях.

Медуза МС-3,5

Водометный лодочный мотор не только для рыболовов, но и охотолюбителей. Сердце водометного мотора составляет двигатель Honda GXV50. Это четырехтактный движитель бензинового действия, со встроенным баком, объемом 5 литров, которого пни средней скорости вполне хватает на 6 километров водного пути. Компактный водомет развивает скорость до 10 км/ч. Благодаря раздвижной, телескопической ноге лодочного мотора, этот силовой агрегат спокойно подойдет как для транца под 381 мм, так и для 500 мм. Отличительный признак этого водометного движителя – возможность вертикальной установки или транспортировки, что не свойственно многим 4-х тактникам. В остальном, мотор-водомет достаточно удобен и спокойно покоряет мелководья, болота и прочие водоемы.

Важное о водометах

Водометные лодочные моторы – отнюдь не идеальный способ хождения по мелководью. Стоить помнить, что вместе с водой в систему охлаждения, импеллер или водовод может затянуть песок, мелкий мусор и прочие частички. В случае постоянного хождения по мелководью может износиться ротор и стартер. Ну а за счет всасывания определенного объема воды увеличивается общий вес судна, так что легкого выхода на глиссирующий режим от этих движков ждать не стоит. Если сравнивать водометные лодочные моторы с земноводной техникой, то они похожи на вездеходы.

Видео

Видеосюжет демонстрирует возможности водометного движителя.

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.

Читать еще:  Ямаха 6

Преимущества и недостатки

За счет установки водометного двигателя владелец плавсредства выигрывает в следующем:

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

Но придется примириться и с некоторыми недостатками:

  1. При той же мощности двигателя лодка будет двигаться медленнее, чем с обычным винтом.
  2. 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:

  1. 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.
  2. Винт с силой отбрасывает воду назад, при этом она попадает в сужение, благодаря чему ее скорость возрастает.
  3. 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.
  4. 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.

Читать еще:  Надувная лодка пвх с жестким дном

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.

Практические советы по установке поддона для душа смотрите на этой странице.

Видео на тему

Из опыта постройки водометов

Периодически в журнале появляются теоретические материалы по расчету водометных движителей (ВД) и довольно часто описываются реальные конструкции, реализованные их авторами. Хотелось бы коснуться тех вопросов, которые остаются «за кадром», т.е. о практике проектирования и технологии постройки. Проще говоря, как и из чего лучше сделать отдельные узлы ВД для быстроходного катера с двигателем мощностью 80-200 л.с.

Начнем с водовода, его формы и того, что на что в нем влияет. Оптимальное поперечное сечение водовода — это круг и эллипс (рис. 1). Менее желательны квадрат и прямоугольник со скругленными углами. Надо помнить, что любое изменение формы потока — это потери. Их не избежать, и с этим приходится мириться, но борьбу с потерями не надо ставить во главу угла. В дальнейшем, при рассмотрении конструкции защитной решетки, мы вернемся к этому.

Следующий вопрос — как выбрать угол наклона средней оси водозаборника? Здесь действует простое правило: чем выше скорость, тем меньше наклон. Для достижения скоростей в пределах 50-60 км/ч достаточно угла 38-35° относительно килевой линии, для более высоких скоростей наклон надо уменьшить до 25-30°. Соответственно с уменьшением угла наклона водозаборника увеличивается его длина. Это неизбежная плата за скорость. На рис. 2 показано, как все происходит.

Наклон оси гребного вала обычно выбирают в диапазоне от 0 до 5°. Идеально, если ось гребного вала направлена точно в центр тяжести катера, но это важно для легких быстроходных катеров, для тяжелых — не так критично.

Теперь поговорим о материалах, из которых лучше изготавливать водоводы. На мой взгляд, это стеклопластик, алюминий и нержавеющая сталь. Выбирать надо в зависимости от возможностей того, кто берется за самостоятельное изготовление водомета. Самый простой и доступный — стеклопластик. Технология изготовления из него водовода довольно проста и эффективна. Сначала из пенопласта ПС-4-40 вырезается заготовка водопроточной части, потом она обрабатывается по выбранному профилю, для чего используются шаблоны. Размеры сечений надо уменьшить на 3-5 мм, чтобы нанести слой эпоксидной смолы выше номинального размера. Учитывая, что в зоне работы лопастей рабочего колеса (РК) износ водовода сравнительно высокий, надо предусмотреть вклейку нержавеющего кольца с фланцем соответствующих размеров. Примерная конструкция такого кольца показана на рис. 3. Можно поступить по-другому: не вклеивать кольцо, а сделать его съемным, чтобы потом безболезненно менять по мере износа. Не секрет, что через 200-300 ходовых часов такое кольцо и лопатки РК изнашиваются, зазор между ними увеличивается, и КПД довольно заметно падает.

Для установки кольца надо выточить цилиндр из того же пенопласта, нанести на него эпоксидную смолу и проточить в размер, соответствующий внутреннему размеру кольца на токарном станке. Потом надо приклеить цилиндр к основной заготовке водопротока. После этого отвержденную эпоксидную смолу, которой покрыта заготовка, придется обработать по заранее изготовленным шаблонам. Затем вся поверхность шпаклюется и покрывается лаком или эмалью. Чем лучше будет обработана поверхность модели, тем лучше будет и поверхность изготовленного водовода.

Теперь надо сделать макет той части днища, где будет устанавливаться водомет, и подогнать нижнюю часть заготовки. После подгонки заготовку надо приклеить к макету днища и подготовить корпус подшипников гребного вала к установке.

Здесь стоит немного отвлечься. Дело в том, что размещать упорные подшипники можно по-разному, в зависимости от конструкции спрямляющего аппарата (СА). В классическом СА упорные подшипники располагаются вне его, а в СА с лопаточным поджатием — как правило, внутри его ступицы. Соответственно, и нагрузка от упора водомета приходится на его корпус через гребной вал или через фланец СА. Нетрудно заметить, что корпус водомета с СА и лопаточным поджатием проще в изготовлении, нет нужды точно выставлять корпус подшипников гребного вала, поскольку он соединяется через дюрит большого диаметра. Для формовки потребуется только подходящий металлический кругляк размером +3 мм к диаметру гребного вала. Желательно, чтобы он был отполирован и имел небольшой — не более 0.5 мм на 100 мм длины — конус в районе соприкосновения со стеклопластиком.

При формовке корпуса классического водомета придется позаботиться о подготовке корпуса подшипников гребного вала, так как он заформовывается одновременно с корпусом водомета. Нелишне будет заметить, что все вспомогательные металлические детали, которые используются на время формовки, должны быть покрыты разделяющим слоем.

В последующих публикациях мы рассмотрим другие конструктивные узлы ВД.

Своим опытом постройки водометного движителя для небольших глиссирующих катеров продолжает делиться московский инженер Александр Крутов. Выше мы рассмотрели корпус и выходной фланец водовода, сейчас речь пойдет о спрямляющем аппарате, конструктивно объединенном с ним опорном подшипнике вала и рулевом устройстве водомета.

Спрямляющий аппарат (СА) — один из важнейших узлов водомета. Он обеспечивает формирование незакрученной струи на выходе из сопла, обычно одновременно с поджатием для достижения ее расчетной скорости, и при правильном проектировании преобразует энергию вращения потока в дополнительную тягу водомета. Конструкций СА существует несколько, хорошую эффективность продемонстрировал СА с лопаточным поджатием (рис. 2) — он наиболее прост и технологичен в изготовлении, поэтому может быть рекомендован для судостроителя-любителя. Учитывая, что большинству самодельщиков недоступны теоретические материалы, позволяющие надежно рассчитать все характеристики водомета, я посоветовал бы для начала выбрать значение коэффициента поджатия струи в районе 0.42-0.48. Уменьшить его несложно, а вот увеличить намного труднее (см. таблицу).

Читать еще:  Рейтинг производителей лодок пвх

Почему диаметр ступицы выбран равным 90 мм? Дело в том, что рабочее колесо — самая сложная для изготовления деталь водомета, а наиболее доступное — рабочее колесо производства КнААПО для водометных катеров «Восток». Его можно заказать и не тратить время на изготовление. При этом оптимальный диаметр ступицы равен 0.55-0.60 диаметра рабочего колеса и составляет 90 мм.

Для изготовления ступицы СА потребуется нержавеющая труба диаметром 100-110 мм, а для наружного корпуса СА — нержавеющая труба с внутренним диаметром около 200 мм. Промышленность выпускает трубы подходящего диаметра, а если есть возможность, то корпус можно согнуть и сварить из листа толщиной 3-4 мм. Надо заметить, что описываемый СА с лопаточным поджатием заметно эффективнее СА производства КнААПО.

Самое сложное — подобрать профиль сечения лопатки. Предложенная форма проверена на реальных образцах и доказала свою эффективность. Но рассчитать наилучшие профиль и угол установки лопатки для всех возможных комбинаций исходных данных в любительских условиях вряд ли возможно, стоит просто помнить, что чем больше радиус скругления передней (входящей) кромки спрямляющей лопатки, тем меньше требования к точности подбора профиля. Конечно, это не значит, что можно увеличенным радиусом кромки полностью скомпенсировать недостатки формы лопатки. Это всего лишь компромиссный прием, позволяющий ускорить подбор профиля. Радиус можно изменять в диапазоне 0.15-2.0 мм.

СА включает следующие детали (рис. 1):

  • 1 — ступицу — материал 08Х18Н9Т, труба размерами 90x4x140 мм;
  • 2 — бобышку ступицы — бронза, латунь, нержавеющая сталь;
  • 3 — спрямляющие лопатки, 6 шт., материал 08Х18Н9Т, лист 2 мм;
  • 4 — корпус СА — материал 08Х18Н9Т, труба размерами 208x4x140 мм;
  • 5 — кронштейн для монтажа рулей, материал — 08Х18Н9Т, лист 2 мм;
  • 6 — подшипник Гудрича, материал — латунь/резина.

Начинать изготовление СА надо со ступицы. Есть, как минимум, три варианта. Первый, очевидный — выточить ее из единой круглой заготовки, но это непрактично и требует больших затрат времени. Второй — воспользоваться для корпуса ступицы трубой подходящего диаметра, а бобышку для установки подшипника Гудрича выточить отдельно и запрессовать, как это показано на эскизе (см. рис. 1). Третий вариант — для тех, кто может отлить заготовку из нержавеющей стали и потом обработать ее на токарном станке.

Бобышку можно выточить из бронзы, латуни и нержавеющей стали. Надо только помнить, что при ее изготовлении из нержавеющей стали не стоит применять одинаковые материалы, т. е. если труба из стали аустенитного класса, то бобышка должна быть из мартенситной или ферритной. Это связано с тем, что однородные сплавы, особенно аустенитные, имеют склонность к холодной сварке между собой, что не позволит выполнить качественную запрессовку.

Спрямляющие лопатки, как ни странно, проще всего в изготовлении, они состоят из трех частей — засасывающей, нагнетающей и пластины-распорки (рис. 3). Заготовки вырезаются по выкройкам с возможно малым допуском: плюс-минус 0.2 мм (я использовал в работе небольшую ручную отрезную машинку с диском размерами 25x22x1.0 мм, эти диски очень удобны в работе, прекрасно режут нержавеющую сталь и не сильно нагружают инструмент, жаль только, что они не везде есть). Затем лопатки изгибаются руками по шаблонам. Это тоже не очень сложный процесс, если для контроля и сборки СА использовать кондуктор, который может пригодиться и для изготовления сварного варианта рабочего колеса. В этом же приспособлении происходит и предварительная прихватка сваркой деталей лопаток между собой. После приварки шва по передней кромке шов зачищается и профиль лопатки доводится до окончательного вида. Лучше всего после сварки лопатки отжечь, чтобы снять сварочные напряжения. Задняя распорка не приваривается.

Потом подгоняются поверхности сопряжения со ступицей. Я делал это с помощью ленточной шлифовальной машины. Для того чтобы лопатки имели одинаковую форму и установочные углы, ступицу необходимо разметить, нанеся контрольные метки. Это можно сделать в делительной головке или на токарном станке типа 1К62 новых версий, имеющих лимб на противоположной стороне передней бабки. Прихватка изготовляется в этом же приспособлении, при этом достаточно поставить по две точки с каждой стороны. После этого ступица с приваренными лопатками снимается с приспособления, и швы провариваются по всей длине. Желательно, чтобы сварочный шов был в виде меандра, без подрезки и ступенек. Поперечный размер шва должен быть 2.0—2.5 мм. После этого привариваются распорки, и затем снова потребуется отжиг; его режим должен соответствовать применяемому материалу. После отжига протачиваются лопатки на токарном станке до внутреннего размера наружного корпуса СА. Ступица с лопатками устанавливается в корпус и приваривается. Достаточно проварить по наружному контуру лопаток с каждой стороны по шву на длину 10-15 мм.

К корпусу СА на кронштейнах крепится узел рулевого устройства. В первоначальном варианте ВД работало одно перо руля. Такая конструкция всем хороша, но имеет довольно значительную «мёртвую зону» вблизи нейтрального положения; два же руля делают ее минимальной. Конструкция и развертка пера руля приведены на рис. 4 и 5. Обратите внимание на шайбы по верхней и нижней кромкам каждого пера — они существенно повышают эффективность рулей и сводят к нулю брызгообразование.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector