В. Л. Василькявичус, Г.Р. Криницкас
Журнал КиЯ №2 1964г
Итак, каковы, по нашему мнению, недостатки и преимущества любительского судна на крыльях?
Если говорить о недостатках, то прежде всего мы должны отметить, что большинство из них объясняется только неудачным конструктивным решением крыльевого устройства.
Главным тормозом для развития любительских судов на крыльях является сложность изготовления самих крыльев. Ведь крылья должны быть изготовлены исключительно точно, профиль их должен быть выдержан строго постоянным, они должны быть зеркально отполированы,— в противном случае крылья будут только мешать. Каждому ясно: без заводского оборудования и специального инструмента не обойтись.
Наилучшим, но и наиболее дефицитным материалом для изготовления крыльев является листовая нержавеющая сталь. Применение обычных сталей связано с большими затруднениями, так как их приходится защищать от коррозии. Легкие сплавы и пластмассы усложняют конструкцию, мало-прочны и быстро изнашиваются; при повреждении исправить крылья также трудно. Эти материалы с успехом применяются для изготовления несущих деталей крыльевого устройства. Выход из этого затруднительного положения может быть один: надо наладить заводской выпуск заготовок для крыльев (несколько типоразмеров) из нержавеющей стали и сделать приобретение этих заготовок возможным для каждого любителя.
Очень важным недостатком судна на подводных крыльях следует считать его значительную осадку. На таком судне почти невозможно подойти к необорудованному берегу, нельзя высадиться на островке ипи пробраться в зеленую бухточку. А ведь это самое интересное и заманчивое в туристских походах.
К недостаткам судов на крыльях следует отнести и малую мореходность, хотя она все же выше, чем у глиссеров. Крылатая мотолодка длиной 4—5 м преодолевает на крыльевом режиме волну высотой до 0,35 м. Кстати, надо сказать, что и на обычной мотолодке таких же размеров ходить со скоростью более 25 км/час на волне выше 0,35 м и неприятно и Опасно.
Грузоподъемность крылатого судна, при прочих равных условиях (том же водоизмещении, мощности и т. д.), умень-
шается. Например, мотолодка «Казанка» с двигателем «Москва» на крыпьевом режиме может везти только трех пассажиров, вместо пяти «на плаву».
Наконец, вырез на транце для подвесного двигателя также является недостатком, так как ослабляет транец и делает возможным попадание воды внутрь лодки.
Можно пи избавить любительскую крылатую лодку от этих недостатков? Конечно, да! (За исключением сложности изготовления самих крыльев.) Для этого требуется изготовить откидное крыльевое устройство, обеспечивающее быстрое и удобное убирание крыльев выше уровня воды, подобно шасси самолета. Авторами этой статьи разработано подъемно-откидное крыльевое устройство, которое позволяет быстро и удобно превращать «Казанку» из обычной — в крылатую и наоборот: для этого требуется лишь 45—50 секунд! Все операции выполняет один человек, независимо от глубины водоема и расстояния от берега, при работающем подвесном двигателе «Москва». Лодку с убранными крыльями можно вытаскивать даже на каменистый берег.
Целесообразность такого крыльевого устройства несомненна.
А теперь перечислим преимущества судна на крыльях. При прочих равных условиях, скорость мотолодки на подводных крыльях на 30—50% (а иногда и больше!) выше, чем гписсирующей, при одновременном улучшении мореходности. С увеличением скорости уменьшается путевой, а в отдельных случаях и часовой расход топлива. Последней зависит в основном от мощности и направпения ветра, но в конечном итоге экономия топлива составляет 30—45%. А это имеет далеко не второстепенное значение, особенно в дальних путешествиях. Всем нам хорошо известно, сколько топлива «пожирают» лодочные моторы на единицу пути!
Таким образом, можно сделать вывод, что крылья экономят время и увеличивают дальность плавания. О других достоинствах крыльев говорить не будем: они с технической точки зрения менее важны и расцениваются любителями по-разному.
Однако целесообразность установки подводных крыльев на любительское судно определяется не только технической стороной вопроса, но и характером водоема, по которому предполагается плавать. Не надо забывать, что для плаваний по морям, крупным озерам и большим водохранилищам любительские суда на крыльях не пригодны. На таких водоемах спокойная поверхность бывает исключительно редко; малейший ветерок вызывает интенсивное волнение, мешающее идти на крыльевом режиме.
С другой стороны, малые озера и речушки, не связанные с другими системами водоемов, оказываются тесными для крылатой моторки, для которой 50-километровое расстояние считается довольно скромным. Это тоже следует иметь в виду.
Наилучшими водоемами для плавания любительских судов на крыльях являются большие спокойные реки, небольшие озера, связанные в целые системы, узкие длинные водохранилища, судоходные каналы и т. п.
Какой тип крыльев выбрать? Подводные крылья с успехом можно поставить на любой корпус, имеющий достаточно малый вес и глиссирующие или полуглиссирующие обводы, однако лучше использовать корпуса: 1) более легкие и жесткие; 2) более длинные и узкие; 3) с наиболее обтекаемой формой выше ватерлинии (без лишних надстроек); 4) металлические (особенно из легких сплавов), а не деревянные; 5) с подвесными двигателями, а не со стационарными.
Наилучшим корпусом для установки подводных крыльев является все-таки дюралюминиевая мотолодка «Казанка»!
Для любительских судов можно, предложить два типа подводных крыльев («а» и «б»), показанных на рис. 1. Оба типа крыльев являются саморегулирующимися, малопогруженными. Сочетанием этих двух типов может быть вариант «в».
Типы подводных крыльев.
Коротко обо всех.
Тип «а». Преимущества: меньше по габаритам; создает большую подъемную силу; быстро выводит лодку на крыльевой режим; проще в изготовлении; лодка легко управляется по курсу. Недостатки: большая чувствительность к волнению (на малейшей волне «срывается»), изменениям скорости и угла атаки; ограничен диапазон скоростей; уменьшена поперечная остойчивость; высокие стойки; малая жесткость.
Тип «б». Преимущества: при определенном угле V-образности совершенно нечувствительны к волнению (не срывается даже при большой волне); надежное саморегулирование; лодка хорошо держит курс; менее чувствительны к изменениям угла атаки и скорости; большая остойчивость лодки; широкий диапазон скоростей; короче стойки; достаточная жесткость. Недостатки: хуже управляемость (большая циркуляция, значительное сопротивление изменению курса); большие габариты; сложнее в изготовлении.
Вариант «в» почти никаких преимуществ перед типом «а» не приобрел (лишь немного улучшилось саморегулирование), но основной недостаток — большая чувствительность к волнению— остался. Мотосуда с такими крыльями требуют особо точной центровки; устойчивы лишь на определенной скорости и на совершенно тихой воде. Уже при небольшом волнении часто происходят срывы, судно постоянно шлепается корпусом на воду. Эту схему целесообразнее применять для более длинных и тяжелых корпусов с большей удельной нагрузкой на крыло. Проведенные нами опыты подтверждают, что форма «в» гораздо менее надежна, чем «б», и мы не рекомендуем применять ее на любительских
судах.
Форма крыла в плане имеет незначительное влияние, поэтому для любителей приемлема прямоугольная форма, как
наиболее простая.
Одной из сложных задач является определение профиля и площади крыльев.
Надежнее и проще всего воспользоваться обобщенными данными по существующим малым судам на крыльях.
Подбирая двигатель к имеющемуся судну или, наоборот, судно к двигателю, можно руководствоваться показателем удельной мощности (полный вес судна, деленный на мощность двигателя), величина которого обычно принимается от 25 до 35 кг/л. с. (для тяжелых катеров со стационарными двигателями не выше 30 кг/л. с).
Например, дюралюминиевая моторная лодка «Казанка» (старого выпуска) с подвесным мотором «Москва» и двумя пассажирами на борту имеет полный вес 300 кг. Таким образом, удельная мощность лодки составляет 30 кг/л. с., это обеспечивает ей на крыльевом режиме хорошие ходовые качества.
Рабочую площадь крыльев можно примерно определить, задавшись удельной нагрузкой на крылья, которая должна находиться в пределах от 0,115 до 0,155 кг/см2 (большие значения принимаются для более мощных двигателей) при удельной мощности 20/25 кг/л. с. Переднее крыло обычно устанавливается с таким расчетом, чтобы на него приходилось до 60% нагрузки от веса судна.
Зная удельную нагрузку на крылья и нагрузку на каждое крыло, нетрудно рассчитать площадь крыльев по формуле
где F — площадь крыла, см2; Q — нагрузка на крыло, кг; р — удельная нагрузка на крыло, кг/см2.
Размеры крыльев (длина, ширина) могут быть рассчитаны по удлинению крыла А,, представляющему собой отношение длины крыла к ширине. Можно принять: А = 11/13 для переднего крыла и А = 7/8 для заднего.
Один из размеров крыла — ширина или длина—задается из конструктивных соображений. При использовании стандартных профилей ширина крыла оказывается заданной.
Заключая этот краткий обзор, необходимо остановиться еще на одном очень важном обстоятельстве, которому многие любители не придают надлежащего значения, за что иногда дорого расплачиваются. Речь идет о необходимости понимания принципов работы подводного крыла.
Насколько со стороны все выглядит просто, настолько, по сути дела, все сложно. Подводное крыло подчиняется законам аэродинамики, как и крыло самолета, и гидравлики. Для того чтобы самостоятельно спроектировать хотя бы и маленькое крылатое судно, кроме знаний основ судостроения нужны определенные знания законов аэродинамики и гидравлики. Не надо пугаться! Нам, любителям, достаточны элементарные знания, но они обязательны. Мы не один раз видели, как мучались иные строители, стараясь во что бы то ни стало вывести свое судно на крылья, а крылья все отказывались поднимать, хотя и были сделаны аккуратно. Изменения угла атаки эффекта не давали. Приходилось с позором возвращаться к берегу — и уже в который раз! Золотые руки ничем не могли помочь, когда не хватало самых элементарных знаний о работе подводного крыла.
Некоторые из этих товарищей, например, были глубоко убеждены в том, что подъемная сила создается только за счет угла атаки крыла, подобно скользящей пластинке или глиссеру, и поэтому устанавливали крылья несимметричного профиля «вверх ногами» — выпуклой стороной вниз. Когда ничего не получилось, они считали причиной своего огорчения то, что сделали крылья слишком мало выпуклыми. Переубедить их было почти невозможно.
Всем тем, кто интересуется подводными крыльями и собирается их пристроить к своим судам, для начала необходимо хорошенько ознакомиться с литературой. Это позволит избежать многих (и в том числе грубых) ошибок, легче будет устранить дефекты и вести регулировку.
Считаем обязательным для всех, интересующихся крыльями, внимательное ознакомление с книгами «Суда на крыльях» (1960 г., Судпромгиз) М. А. Лучанского и А. А. Яновского; «Моторная лодка» (1962 г., Судпромгиз) Л. Л. Романенко и Л. С. Щербакова и «Морские суда на подводных крыльях» В. С. М у р у г о в а и О. В. Яременко (1962 г., «Морской транспорт»). Большую помощь окажут и материалы, помещенные в этом выпуске сборника «Катера и яхты».
Наша конструкция крыльевого устройства. В 1962 г. мы спроектировали и изготовили подъемно-откидные крылья для дюралюминиевой моторной лодки «Казанка» последнего выпуска. В нашем распоряжении имелись две такие лодки и два двигателя «Москва», поэтому были сделаны два комплекта крыльев (по одному на лодку) с незначительной разницей в некоторых элементах и размерах. За полтора летних сезона в самых разнообразных условиях на крыльях уже пройдено около 2000 км.
На рисунке приведен общий вид лодки с крыльями, установленными в рабочем положении.
Носовое крыло. Носовое крыльевое устройство показано на рисунке.
Нижняя и верхняя части составной стойки 2 отлить из алюминиевого сплава, а средняя, соединяющая их часть,— изготовлена из алюминиевой трубы. Нижняя часть, находящаяся в воде, профилирована; она отполирована до зеркального блеска и заканчивается разъемным обтекателем, предназначенным для крепления крыла 1 к стойке. Плоскость разъема обтекателя точно пригнана по профилю крыла, так как от этого зависит жесткость соединения. Крыло крепится к стойке (между частями обтекателя) двумя винтами М6 и одним М4. Впадины над головками винтов заполнены мастикой и покрыты лаком.
Во время движения сопротивление воды и подъемная сила крыла постоянно прижимают пластинки 7 к цапфам. Чтобы на стоянке или при заднем ходе пластинки не отходили от цапф, имеются Натяжные пружины 5; для откидывания крыла вперед необходимо пружины отцепить от бортов лодки.
Через точное отверстие литого наконечника на верхнем конце стойки проходит соединительный болт 9 верхней опоры 3.
К скулам лодки на трех болтах М6 крепятся отлитые из алюминиевого сплава нижние опоры 4 с ввинченными в них цапфами 8 (резьба цапф М10). Верхние опоры 3 также отлиты из алюминиевого сплава. Они размещены под отбортовкой верхней кромки бортов лодки и крепятся тремя болтами М6. Для возможности регулировки угла атаки крыла отверстие под соединительный болт 9 сделано в виде паза. Соединительный болт 9 сделан так, что, затягивая гайку, его можно закрепить в любом месте паза, не зажимая при этом наконечника стойки, которая всегда может свободно вращаться на шейке болта. Ширина паза точно соответствует диаметру болта 9 (0 10), а кривизна — радиусу R-480. Для определения величины угла атаки крыла на верхней опоре 3 нанесены деления, а на наконечнике стойки — штрих.
Носовое откидное крыльевое устройство в сборе
Поверхность крыла и нижней части стоек полировать
Чтобы откинуть крыло, т. е. поставить его в положение «убрано», необходимо:
1) отцепить пружину 5 от бортов лодки; при этом действием веса крыла стойки отойдут от цапф 8, вращаясь на болтах 9, и Станут вертикально;
2) вылезти на носовую часть лодки, взяться одной рукой за любую из стоек и поднимать крыло вперед до тех пор, пока оно не зацепится за двойной крючок (К на рис. 2) на носу;
3) подвесить свисающие концы пружин 5 на стойки или крыло. Если лодка готовится к стоянке или будет оставлена на длительное время без присмотра, необходимо надеть на крыло защитный чехол.
Наклон стоек на 21° вызван тем, что крыло должно находиться в определенном месте относительно центра тяжести лодки, а для получения требуемого радиуса поворота крыла нужны соответствующие длина стоек и положение центра поворота.
Кормовое крыло. Кормовое крыльевое устройство по своей конструкции и принципу действия отличается от носового. С целью сокращения времени на опускание и подъем крыла и двигателя, а также чтобы не делать выреза для двигателя в транце лодки, применена очень удобная схема: крыло, стойки и подмоторный щит объединены в один общий узел, размещенный непосредственно за кормой лодки. К лодке этот узел непосредственно не крепится, а вводится снизу в направляющие транцевой рамки и удерживается в ней двумя фиксаторами.
Шпильки 3 входят в несколько продолговатые отверстия в верхней части транца. Наклон рамки фиксируется затягиванием гаек; поворачивая таким образом рамку вокруг пальцев 5 на некоторый угол, можно регулировать угол атаки кормового крыла.
Невзаимозаменяемые стойки 2 кормового крыла 1 (рис. 5) отлиты из алюминиевого сплава и внизу заканчиваются разъемными обтекателями, предназначенными, как и у передних стоек, для крепления крыла. Нижняя часть стоек профилирована и отполирована до зеркального блеска. В средней и верхней частях стоек по обе стороны выполнено по несколько приливов, предназначенных для образования направляющих призм и оснований для фиксаторов и крепления подмоторного щита.
Фиксаторы 3 фиксируют положение (верхнее или нижнее) крыльевого узла в транцевой рамке, так как под действием пружины 7 стержень фиксатора 6 заходит в отверстия 8 (на рис. 4) на направляющей стойке. Для вывода стержня фиксатора из отверстия достаточно потянуть за тросик (от мотоцикла) 9 с кольцом 8 на конце. Все детали фиксаторов стальные.
Стальные поперечные тяги 4 служат для выбирания люфта в направляющих, а верхняя одновременно является рукояткой для поднимания и опускания узла. Резиновые подкладки на тягах служат для компенсации непараллельности направляющих 2. Подмоторный щит 5 изготовлен из деревянной доски и служит для крепления подвесного двигателя.
Собранный крыльевой узел вводится снизу в направляющие транцевой рамки и ставится на фиксаторы в верхние отверстия направляющих (или зажимается струбцинами), после чего окончательно выбирается свободный люфт в направляющих подвинчиванием гаек поперечных тяг.
Для лучшего скольжения призм стоек крыла по направляющим к ним приклеиваются текстолитовые прокладки (на чертежах не показано); направляющие и фиксаторы необходимо часто смазывать.
Чтобы при опускании в нижнее положение крыльевой узел не выпадал из направляющих, после введения крыльевого узла в направляющие при сборке их нижние концы перекрывают специальными предохранительными пластинками (9 на рис. 4) с резиновыми демпферами. Само собой разумеется, что легкость перемещения крыльевого узла по направляющим транцевой рамки зависит от точности и аккуратности изготовления деталей и сборки узла.
Подмоторный щит должен быть установлен на стойках крыла так, чтобы антикавитационная пластина подвешенного на нем двигателя «Москва» находилась на одном уровне с крылом и на расстоянии не менее 50 мм от задней кромки крыла. Это условие всегда должно выполняться.
В направляющих стойках транцевой рамки через втулки фиксаторов высверливают нижние и верхние отверстия для захода в них стержней фиксаторов. Нижние отверстия соответствуют рабочему положению крыла, а верхние — положению крыла «убрано». В рабочем положении крыло находится На 160 мм ниже киля лодки; в положении «убрано» крыло поднимается выше киля лодки на 15 мм и полностью скрывается за транцем. Таким образом ход крыльевого узла по Направляющим, то есть расстояние между отверстиями для фиксаторов в направляющих, составляет 175 мм. Для опускания кормового крыла в рабочее (нижнее) положение необходимо:
1) встать лицом к двигателю, просунуть указательные пальцы обеих рук в кольца привода фиксаторов и ухватиться за верхнюю поперечную тягу у стоек;
2) слегка приподнимая весь узел вверх, потянуть кольца; фиксаторы при этом легко выходят из зацепления.
3) плавно опускать вниз весь крыльевой узел, отпустив кольца, и ожидать характерного щелчка фиксаторов, заскакивающих в нижние отверстия направляющих;
4) проверить, полностью ли вошли фиксаторы.
Если фиксаторы вошли в отверстия направляющих неполностью, то это значит, что буртик стержня фиксатора находится в некотором удалении от направляющей втулки. Для полного ввода фиксатора достаточно дернуть за тягу несколько раз вверх.
Убирание (подъем) крыла производится аналогично, но, естественно, приходится приложить больше усилия.
При движении лодки в водоизмещающем режиме (с убранными крыльями) повышенное расположение двигателя (выше обычного), как показала практика, ходовых качеств лодки не ухудшает, а наоборот, на полном ходу несколько улучшает.
Установка готовых крыльев на лодку. Для установки крыльев лодку необходимо поставить на козелки (на высоте, удобной для работы) днищем вверх. Киль лодки должен быть строго горизонтальным (проверка ведется по слесарному уровню); крен должен быть устранен так, чтобы диаметральная плоскость лодки была перпендикулярна горизонтальной плоскости.
В первую очередь устанавливается кормовое крыло, а затем — носовое. Крылья устанавливают по уровню — горизонтально— с таким расчетом, чтобы элементы для регулировки угла атаки (для носового крыла соединительные болты, а для заднего — шпильки) находились в среднем положении. По отношению к горизонту и днищу лодки концы крыльев должны быть расположены симметрично. Передние кромки крыльев должны быть перпендикулярны килю лодки, а расстояния от них до киля — соответствовать указанным на чертежах. Перекос крыльев относительно друг друга не допускается.
При установке и проверке положения крыльев необходимо пользоваться струбцинами разных размеров и другими приспособлениями, обеспечивающими надежное удержание всего крыльевого устройства в нужном положении. Только после нескольких повторных проверок, убедившись в том, что все установлено правильно, можно приступить к сверлению отверстий в корпусе лодки для установки опорных точек. Отверстия для фиксаторов в направляющих транцевой рамки рекомендуется сверлить в самую последнюю очередь, после окончания регулировки и устранения люфта в направляющих.
Расположение нижней плоскости крыльев параллельно килю (и киль и крылья выставляются по уровню) соответствует теоретическому нулевому и оптимальному практическому углу атаки крыльев. Дело в том, что при движении лодки крылья, установленные на разных расстояниях от киля, выходят на примерно одинаковое расстояние от поверхности воды, а разница в расстоянии до киля (около 40 мм) образует дифферент лодки и, следовательно, наклон крыльев к горизонту воды, т. е. некоторый положительный угол атаки.
Если пойти на регулировку крыльев, то легко можно найти такое их положение, когда они не будут создавать подъемной силы и лодка будет продолжать двигаться не приподнимаясь и не зарываясь носом в воду. Это положение будет соответствовать действительному нулевому положению угла атаки крыльев (при условии соблюдения центровки лодки). Для нанесения делений на регулировочные элементы за нулевое положение может приниматься как теоретический,
так и фактический «ноль» — по усмотрению владельца лодки.
Изготовление крыльевого устройства. Для изготовления крыльев мы использовали листовую нержавеющую сталь толщиной 8 мм. Ножницами отрезали заготовки, по длине соответствующие размеру готовых крыльев, а по ширине — с припуском 2 мм. После правки заготовки передали на фрезеровку. Сначала производилась обдирка и снятие основного слоя металла по касательным к образующей профиля на универсально-фрезерном станке с применением универсальной поворотной головки с торцевой фрезой. После такой обработки верхняя часть крыльев принимала вид многогранника. Для окончательного образования профиля крыльев были применены профильные цилиндрические фрезы: одна для носового крыла, другая — для кормового. Профильные фрезы были изготовлены своими силами из быстрорежущей стали Р1В, причем их ширина соответствовала ширине крыльев и окончательная обработка профиля производилась сразу по всей его ширине на том же станке. Таким образом, точность профиля непосредственно зависела от точности изготовления фрезы. Нижняя поверхность крыльев не фрезеровалась.
Поверхности крыла и нижней части стоек полировать.
Отполированные крылья проходили гибку и тщательную рихтовку.
Изготовление крыльевого устройства не вызывает особых затруднений, так как все детали изготовляются обычными способами и универсальным инструментом в обычных мастерских, не исключая и литья из алюминиевых сплавов.
Следует отметить, что не надо слишком надеяться на совершенную «одинаковость» заводских стандартных корпусов лодок в отношении некоторых линейных и угловых размеров и конструктивного исполнения. Необходимо тщательно обмерить корпус и осмотреть конструкцию, чтобы можно было своевременно внести соответствующие коррективы в чертежи крыльевого устройства.
Подготовка двигателя «Москва». Перо, корпус редуктора, антикавитационную пластину и часть дейдвудной трубы (до разъема снизу) необходимо зачистить, убрав краску, ненужные выступы и неровности, и отполировать до блеска. Это сделать нетрудно, так как алюминиевый сплав полируется легко и хорошо. Нельзя ограничиться шлифованием (хотя бы и самой мелкой шкуркой): шлифованная поверхность быстро подвергается коррозии и обрастает. Если нет возможности качественно отполировать указанные части, лучше их после шлифовки покрыть хорошим водостойким лаком. Чем лучше отполирована поверхность, тем меньше сопротивление воды, меньше коррозия и облипание наносами. Это касается и стоек с обтекателями.
Рекомендуется после каждой поездки полированные поверхности стоек и двигателя слегка протереть чистой, смоченной в бензине тряпочкой и легко смазать маслом; это намного увеличивает долговечность полированных поверхностей.
Самое серьезное внимание должно быть уделено гребному винту: то и дело его приходится доводить, заправлять кромки и, конечно, хорошо полировать. Для более полного использования мощности двигателя хорошо иметь несколько отборных винтов с разным шагом (например, 270, 300 и 320 мм).
Для обеспечения успешного плавания на крыльях двигатель всегда должен быть хорошо отрегулирован. Целесообразно перевести двигатель на бензин А-72, для чего необходимо повысить степень сжатия с 6,1 до 7,0/7,2.
Испытания и плавание на крыльях. Перед началом испытаний надо обязательно проверить правильность установки и надежность крепления крыльев и крыльевого устройства. Напоминаем, что крылья должны быть установлены в теоретическое нулевое положение. Желательно, чтобы ось гребного винта была параллельна плоскости крыльев (для регулировки имеется устройство на самом двигателе).
День для испытаний следует выбирать хороший, безветренный. Испытания рекомендуется проводить вдвоем, без дополнительного груза (багажа), на глубоком и прямом участке водоема со спокойной и прозрачной водой. На берегу можно разбить контрольный участок для проверки скорости. Испытатель, являющийся одновременно рулевым, еще до этого должен научиться хорошо управлять лодкой и двигателем. Здесь мы должны предупредить, что грубые ошибки в управлении лодкой, которые зачастую допускаются новичками, могут привести к весьма нежелательным и печальным последствиям. На лодке, как обычно, должны иметься спасательные средства, если есть жилеты — их следует надеть.
Сначала необходимо прогреть двигатель и проверить, хорошо ли он работает; для этого можно пройти немного с «убранными» крыльями.
Рулевой садится на задней банке у двигателя, а пассажир — на средней банке. Бачок с топливом располагается между ними. Затем опускают крылья в рабочее положение и проверяют, полностью ли заскочили фиксаторы кормового устройства. Двигатель можно заводить еще до опускания крыльев, так как после этого он глубоко погружается в воду
и заводится хуже. Включив реверс и установив лодку по намеченному курсу, плавно увеличивают скорость. Если все сделано правильно, то по достижении скорости 20/23 км/час лодка начнет плавно выходить на крылья и резко набирать скорость. Процесс выхода на крылья можно проследить с лодки по постепенному перемещению образуемой корпусом волны от носовой части к корме; исчезновение этой волны соответствует моменту полного отрыва корпуса от воды и выходу на крылья. Начинается резкое нарастание скорости и оборотов двигателя.
Если лодка при подаче газа до «полного» на крылья не выходит, пассажиру следует переместиться ближе в корме; если и это не помогает, значит неправильно установлено носовое крыло. Надо несколько увеличить угол атаки (соединительные болты передвинуть к корме). Слишком большой угол атаки носового крыла приводит к выскакиванию крыла из воды с последующим срывом крыльевого режима, после чего все повторяется снова (как говорят, лодка «ставит козла» или «скачет козлом»).
Малый угол атаки кормового крыла обнаруживается по низкому расположению кормы лодки; иногда корма волочится по воде. Слишком большой угол атаки кормового крыла приводит к срыванию крыльевого режима и зарыванию лодки носом (при достижении определенной скорости). Отметим, что кормовое крыло в несколько раз менее чувствительно, чем переднее; это один из законов гидродинамики.
Если перемещение пассажира вдоль лодки между передней и средней банками существенно не влияет на крыльевой ход лодки, регулировку крыльев можно считать законченной. При наличии груза в багажнике или еще одного пассажира приходится немного увеличить угол атаки носового крыла.
Теперь можно приступить к измерению скорости и освоению вождения лодки на крыльевом ходе. На первых порах вождение лодки на крыльях кажется затруднительным и утомляющим.
Увеличение скорости требует повышенного внимания водителя, особенно в оживленных местах, где много различных судов, ограничительных знаков, рыболовов, купальщиков и т. п.
Главной трудностью является выполнение поворотов, требующее от водителя некоторого мастерства. О внезапных и крутых поворотах приходится позабыть вообще. Крылья, какого бы типа они ни были (особенно V-образной формы), сильно сопротивляются изменению курса и крену судна. Это заставляет судно идти на поворотах с большой циркуляцией. Если, например, производится левый поворот и двигателем (подвесным) корма лодки отводится направо, то переднее крыло также интенсивно заносит вправо нос лодки. В результате лодка начинает идти наискось и делает поворот очень медленно. Водителю приходится пересаживаться на левый борт лодки, чтобы преодолеть сопротивление крыла и создать крен на левый борт, после чего поворот начинает получаться Плавным, а циркуляция уменьшается. Как показали опыты, поворотливость лодки значительно улучшается, если под передним крылом установить небольшие вертикальные перья (как бы продолжение стоек), показанные на рис. 3 пунктиром и обозначенные цифрой 6.
Следует также иметь в виду, что быстро идущее на крыльях судно затормаживается гораздо медленнее, чем обычное водоизмещающее судно. После резкого снятия газа набегающий поток воды энергично откидывает двигатель и ставит его на фиксатор (если это «Москва»), а лодка продолжает скользить на крыльях до постепенной потери скорости, на что уходит порядочное расстояние. В таких случаях рекомендуется газ снимать постепенно и лучше пытаться изменить курс, что более эффективно.
Обгон и расхождение нужно производить очень осторожно, на малой скорости. Гребень образовавшихся волн лучше всего проходить на водоизмещающем режиме под углом, близким прямому. При несоблюдении этого правила можно поломать крылья, а при большой волне и вообще потерпеть крушение. Встреча лодки на скорости с большой волной равноценна столкновению с твердой резиновой стеной; если лодка и уцелеет, то экипаж наверняка очутится за бортом.
Большую опасность для крыльев представляют различные плавающие на поверхности воды предметы (обломки досок, поленья, бревна, пустые бутылки, сучья и т. д.). На поверхности тихой воды и в дневное время они хорошо заметны, но с появлением волн или темноты они словно скрываются под водой. Имея в виду большую засоренность некоторых водоемов, мы предостерегаем неопытных водителей: ходить на крыльях в ночное время или в тумане более чем рискованно и ни в коем случае не рекомендуется.
Водителю крылатой лодки следует помнить, что он управляет двумя страшными ножами, которые беспощадно режут все на своем пути. Поэтому надо строго придерживаться правил плавания по водным путям, следить за обстановкой, не ходить на полной скорости там, где поблизости купаются люди или наблюдается интенсивное движение судов и лодок.
Ходовые качества наших лодок. Многих, конечно, интересуют ходовые качества наших лодок. Каковы максимальная достигнутая скорость, грузоподъемность, управляемость и мореходность? Наконец, достаточна ли жесткость крыльев и крыльевого устройства? Подтвердилась ли целесообразность установки крыльев?
Отвечаем. Мы затратили немало времени и много потрудились, изготовляя крылья и устанавливая их на лодки, но, чтобы самим себе ответить на эти вопросы, затратили не меньше времени, подвергая крылья всесторонним, иной раз рискованным и жестким испытаниям. Мы плавали в хорошую погоду и в самые ненастные — с сильным ветром — дни; делали самые крутые повороты на большой скорости; на предельном ходу производили обгон и расхождения с различными судами; неоднократно врезались в волну, как в стену; подвергали лодку с полной нагрузкой необычной тряске на мелкой высокой волне. Наконец, мы нарочно наезжали на песчаные отмели. К тому же, происходили случаи, совершенно не предусмотренные нашей программой испытаний.
Готовясь к каждому очередному испытанию, мы не только обсуждали предстоящие наблюдения, но и обдумывали возможные последствия, принимали все меры предосторожности и даже специально тренировались. Это помогло нам сохранить в целости и лодку, и крылья, и самих себя. Зато мы хорошо проверили свою конструкцию, получили много ценных данных и богатый опыт вождения судна на крыльях. Это помогает нам создавать теперь еще более совершенную конструкцию для более мощных двигателей и значительно более высоких скоростей.
Подводная часть двигателей («Москва») и гребные винты были доведены и отполированы. Почти все испытания и дальнейшие плавания на крыльях проводились со стандартным винтом (шаг — 242 мм). При этом скоростные показатели были следующими при нормальных условиях плавания:
— наибольшая скорость с одним человеком при полном весе лодки 283 кг — 43 км/час;
— Скорость с двумя пассажирами при весе лодки 358 кг— 41 км/час;
— скорость с тремя пассажирами при весе лодки 450 кг — 38 км/час.
Необходимо отметить, что при максимальной скорости хода двигатель работает на сильно повышеннЬ1х оборотах и длительное движение на таком режиме недопустимо. Двигатель со стандартным винтом можно эксплуатировать в пределах скоростей 35—38 км/час. Для повышения скорости необходимо применить винт с большим шагом.
Предварительные испытания и подсчеты показывают, что с двигателем «Москва» при весе лодки не более 350 кг можно добиться наибольшей скорости 50 км/час и эксплуатационной скорости 45 км/час. Для этого необходимо подготовить двигатель и очень тщательно рассчитать и подобрать винт. При увеличении скорости свыше 40 км/час приходится считаться и с заметным сопротивлением воздуха, так как «Казанки» нового выпуска имеют значительную парусность.
Наибольшая грузоподъемность наших лодок на крыльевом режиме 250 кг, что соответствует 3 пассажирам, 25 кг груза и полному весу лодки 458 кг. С ухудшением условий плавания (ветер, волнение) грузоподъемность снижается до 208 кг и даже ниже (до полного веса лодки 350 кг). Если мы припомним показатель мощности, то это окажется совершенно естественным: ведь показатель 40 кг/л. с. является крайним. Как видно, мы его даже превысили.
Мореходность лодок хорошая. Лодка на крыльях легко преодолевает волну высотой до 0,35 м. При этом короткие и высокие волны преодолеваются очень хорошо, и крыльевой режим нарушается лишь в том случае, когда волна ударяет в нос лодки и сильно затормаживает ее, но лодка сразу же снова выходит на крылья. По-другому дело обстоит на длинных волнах, особенно таких, которые остаются за прошедшими против течения судами на расстоянии от 150 до 700 м за кормой. Они почти незаметны, но зато крыльевой режим срывают уверенно.
Жесткость конструкции вполне достаточна. Для подтверждения нашего вывода расскажем о нескольких случаях, которые не намечались программой испытаний и о которых, пожалуй, следовало бы «помалкивать». В один прекрасный день кормовое крыло на полной скорости врезалось в полуметровый кусок толстой доски с гвоздями. Последовал сильный удар и поднялся такой фонтан воды, что двигатель немедленно заглох, а водителя обдало брызгами. Однако крыло осталось невредимым, хотя в стойке был выломан большой кусок передней кромки (его пришлось потом вклеивать).
Однажды мы возвращались с реки Невежис и очень спешили. Смеркалось. Местами над рекой расстилался густой туман, еще больше ухудшавший видимость. То и дело запотевало ветровое стекло. На повороте мы слишком близко подошли к берегу, сначала пером двигателя и передним крылом задели гравийное дно, а затем и врезались в него так, что лодка остановилась, а мы по инерции перелетели через все банки в нос. Шпонку винта срезало. Лодка стояла крыльями на дне, не касаясь корпусом воды. Тем не менее оказалось, что ничего страшного не произошло. Пришлось подправить в нескольких местах передние кромки крыльев и винта и заменить шпонку. Немного сдвинулись с места соединительные болты на верхних опорах носового крыла. Через 15—20 минут мы уже снова пробовали идти на крыльях. Все было в порядке, но стало темно. Только поэтому крылья пришлось поднять, В память об этом случае на крыльях осталось несколько неустранимых рисок, но они совпадают с направлением движения и не мешают.
В подобных же условиях плохой видимости одному из нас «посчастливилось» (к большому стыду, разумеется) налететь на веху. Казалось, этого было более чем достаточно, чтобы разбить не только крылья, но и саму лодку, тем более, что веха была солидной (диаметром около 85 мм). Но нет: веху срезало крылом, и полутораметровый конец ее промелькнул над головой. Крыло осталось совершенно невредимым; на нем даже не удалось найти место удара.
Еще раз отметим, что нержавеющая сталь является пока незаменимым материалом. Ни легкие сплавы, ни пластмасса не выдержали бы таких испытаний.
Нас спрашивают: «Что вы получили от установки крыльев?» Во-первых, мы ничего «не потеряли». Сама лодка какой была, такой и осталась. На ней с успехом можно плавать, рыбачить, охотиться по-старому, так как крылья ничуть не мешают. Правда, добавился вес в 27 кг, но разве это играет роль при водоизмещающем плавании? Если лодку нужно перевозить, то за 10 минут крылья могут быть сняты с лодки вообще. А, во-вторых, получили мы не так уж мало (и использовано еще не все!): скорость возросла в среднем на 14 км/час; дальность плавания увеличилась практически больше чем вдвое; экономия топлива составляет около 40%. Разве этого мало?
Интересно отметить, что почти все многочисленные очевидцы наших плаваний изъявляют желание поставить крылья на свои лодки. Некоторые из них, имеющие по два двигателя, с удовольствием отказались бы от одного из них и приобрели вместо него крылья.
