La hélice, o, como decían en los albores de la aviación, la hélice, vive hoy su renacimiento. La razón es la aparición de alas delta y parapentes a motor con sistemas de motor de hélice muy avanzados. Los pilotos se dieron cuenta rápidamente de que también podían utilizarse en tierra.
Cabe señalar que las unidades de potencia triciclo son excelentes para crear hidrodeslizadores en términos de potencia, confiabilidad y eficiencia, ya que los parámetros de un motor con hélice no son peores que los de las unidades de potencia tradicionales con hélice. Además, un barco con aeropropulsión no teme a las aguas poco profundas, a los matorrales de juncos, juncos y algas. Además, el motor del planeador libera gases de escape no al agua, como la unidad de potencia fuera de borda o estacionaria de cualquier barco (¡desde el punto de vista de los ambientalistas, este método de amortiguar el escape no resiste las críticas!), sino en El aire.
Entonces, un hidrodeslizador. El corazón de su sistema de propulsión es el motor fueraborda Whirlwind, un motor compacto de dos cilindros refrigerado por líquido con una potencia de unos 25 CV. Desafortunadamente, la velocidad de rotación del cigüeñal es demasiado alta para trabajar en conjunto con hélice Por lo tanto, el motor está equipado con una caja de cambios de tres correas trapezoidales con una relación de transmisión de 1,6. Las correas trapezoidales son "Zhiguli", del sistema "motor - bomba - generador".
Las poleas motriz y conducida están mecanizadas en duraluminio (D16T o AK4-1T) y, después del ajuste, se someten a anodizado duro. La polea motriz está unida al volante con remaches.
1 - cuerpo del planeador (parte superior); 2 - puerta; 3 - capó del motor; 4 - central eléctrica; 5 - tornillo de aire; 6 - protector de quilla de hélice; 7 - dispositivo de dirección; 8 - cuerpo del planeador (parte inferior).
Para instalar una polea conducida en el motor, es necesario instalar una placa espaciadora hecha de hoja de acero 5 mm de espesor y montar sobre él el eje voladizo de la polea conducida. La propia polea gira sobre un eje sobre dos cojinetes de bolas 204 y uno 205. Entre los cojinetes hay casquillos espaciadores de duraluminio. La polea se fija al eje mediante un anillo de bloqueo y un tornillo con arandela.
La placa espaciadora está atornillada al cárter del motor y a los soportes, y estos últimos se instalan en casquillos adaptadores, que en lugar de tuercas se atornillan a los pernos de montaje de la culata del motor. Para tensar las correas se utiliza un mecanismo compuesto por un casquillo soldado a una placa espaciadora y un perno con tuerca.
Como ya se mencionó, el motor se enfría mediante líquido, utilizando agua de mar suministrada a la camisa de enfriamiento. bomba casera, fabricado sobre la base del impulsor de la bomba eléctrica Kama. Por apoyar temperatura optima motor (80-85°C) estándar termostato de coche.
El motor se arranca mediante un cable, para lo cual se instala una polea entre la hélice y el rotor, alrededor de la cual se enrolla el cable antes de arrancar.
La hélice del hidrodeslizador es de madera, monobloque, es decir, fabricada a partir de un bloque macizo de pino. Es cierto que no es fácil seleccionar un bloque de este tipo sin nudos ni capas transversales, y en este caso tiene sentido pegar la pieza de trabajo. resina epoxica de placas cuidadosamente recortadas de unos 10 mm de espesor. Al seleccionar las placas, debe asegurarse de que las capas de madera estén ubicadas simétricamente con respecto a los planos de pegado; esto evitará que la hélice se deforme en el futuro.
La fabricación de una hélice comienza con la preparación de plantillas, de madera contrachapada o, mejor aún, de duraluminio, que se fabrican según un dibujo de plaza cuidadosamente ejecutado en una escala de 1:1. Necesitará las siguientes plantillas: plano, vista lateral (hasta el eje de simetría), así como los perfiles superior e inferior del tornillo.
Para empezar, la pieza de trabajo se une por todos lados de acuerdo con dimensiones totales tornillo, después de lo cual se dibujan líneas axiales y, utilizando una plantilla, se dibujan los contornos de la vista lateral. A continuación, se elimina el exceso de madera, primero con un hacha afilada y luego con un cepillo y una escofina.
A continuación, se marca la pieza de trabajo utilizando una plantilla de planificación, que se fija con un pequeño clavo en el centro de la futura hélice, se delinea con un lápiz, después de lo cual se gira la plantilla 180° y se marca la proyección planificada de la segunda pala. El exceso de madera se elimina con un arco o una sierra de cinta de dientes finos.
La parte más importante del trabajo es darle a las palas un perfil aerodinámico. Como se puede ver en el dibujo del tornillo, un lado es plano y el otro convexo. De acuerdo con la posición de las secciones de control, los lugares de instalación de las plantillas están marcados en la pieza de trabajo y las "balizas" se hacen con un cincel semicircular y una escofina semicircular, de acuerdo con la configuración de las plantillas superior e inferior.
La herramienta principal para procesar las palas de las hélices es una pequeña hacha hecha de buen acero, literalmente afilada hasta obtener la nitidez de una navaja. Al retirar madera, se recomienda primero hacer pequeños cortes; esto evitará dividir la pieza de trabajo. A esto le sigue un procesamiento preliminar de la pieza de trabajo con un cepillo y una escofina.
A esto le sigue el acabado final en la grada. Este último es un tablero cuidadosamente recortado con un espesor de al menos 60 mm, sobre el cual se realizan cortes transversales a una profundidad de 20 mm para instalar las plantillas de perfil inferior de la pala de la hélice. La varilla central de la grada está mecanizada en acero o duraluminio y su diámetro debe corresponder al orificio del cubo de la hélice. La varilla se pega en el centro de la tabla deslizante estrictamente perpendicular a su superficie.
A continuación, las superficies de trabajo de las plantillas inferiores se frotan con un lápiz de color o azul, se coloca la pieza de trabajo de la hélice en la varilla central y se presiona contra las plantillas, primero con una pala y luego con la otra. En este caso, las huellas de las plantillas quedarán impresas en la pieza de trabajo en aquellos lugares donde entren en contacto con la superficie inferior de la hélice. Áreas "sucias" usando una cepilladora, arado, raspador o bloque de madera con el papel de lija pegado se limpian, se vuelve a colocar la pieza de trabajo en la grada y se repite el procesamiento de las palas de la hélice. Cuando se imprimen trazos de un lápiz de color en todo el ancho de la hoja, el procesamiento de su superficie inferior puede considerarse completo.
La parte superior del tornillo se mecaniza en una grada mediante plantillas superiores (también llamadas contraplantillas). Primero, con una escofina semicircular, se ajusta la cuchilla a las contraplantillas (como dicen los profesionales, las contraplantillas se asientan), como resultado de lo cual la plantilla y la contraplantilla deben entrar en contacto a lo largo del plano de separación, firmemente envolviendo la propia hoja. Luego se frotan las áreas tratadas con un lápiz de color y se procesan las áreas entre las secciones de control. EN en este caso La pintura es necesaria para evitar el reprocesamiento de la cuchilla en las ubicaciones de las secciones de control. En este caso, la corrección del procesamiento se verifica con una regla de acero recta aplicada a los puntos del uno por ciento de las secciones adyacentes. En una hoja bien hecha no debe haber espacios entre la regla y la superficie.
Si durante el trabajo un movimiento brusco de la herramienta provoca que la madera se astille, esto no significa que el trabajo esté irreparablemente dañado. Puedes arreglarlo con masilla mezclada con pegamento epoxi y pequeños serrín.
La hélice terminada se equilibra cuidadosamente. La mejor manera de hacerlo es insertar firmemente un rodillo de metal en el orificio central e instalar la hélice en las reglas de equilibrio. Si una de las palas resulta más ligera, se recomienda cargarla con plomo, para lo cual primero se pegan pequeñas tiras de este metal, y cuando la hélice está equilibrada, se funden las tiras y se vierten en un molde. por ejemplo, en una pieza tubo de acero. La varilla (o varillas) resultante se remacha en un orificio perforado en el lugar de la hoja donde se pegaron las tiras de plomo. Los agujeros a ambos lados de la hoja deben estar ligeramente avellanados.
El acabado de la hélice consiste en cubrirla con dos capas finas de fibra de vidrio, seguido de lijado, equilibrado final, imprimación y pintura con esmalte automático.
El casco del hidrodeslizador consta de dos partes grandes: superior e inferior. Es mejor empezar a montarlo desde abajo. Para ello, de acuerdo con el dibujo teórico del casco y los dibujos, se cortan marcos de construcción de madera contrachapada de 12 mm de espesor, y largueros y quillas se cortan de listones con una sección transversal de 20×20, 30×20 y 30×30 mm. El marco se monta sobre un suelo plano. Primero se marcan en él el plano diametral y la ubicación de los marcos. Los marcos se fijan al suelo mediante tacos y tirantes de madera. El ajuste de las lamas longitudinales se realiza “in situ”, la fijación de las lamas a los marcos se realiza con cola epoxi con fijación temporal de los elementos con alambre de seguridad. Las lamas curvilíneas para la parte frontal del marco se obtienen cociéndolas primero al vapor en agua hirviendo y fijándolas con alambre al marco. Una vez secas las lamas, se fijan a los marcos con cola epoxi.
Después de adelgazar (nivelar) el marco, el espacio se rellena con bloques de espuma de construcción, que se fijan con el mismo aglutinante epoxi. Después de procesar la superficie de espuma (si es necesario, se masilla con la ya familiar composición de pegamento epoxi y aserrín), la carrocería se cubre con dos capas de fibra de vidrio, se masilla, se lija y se pinta con esmaltes para automóviles. Desde el interior, la espuma se corta al ras de los marcos y también se cubre con fibra de vidrio.
A - conjunto de marco; B-espacio de llenado bloques de espuma; B – cubriendo el cuerpo con fibra de vidrio
A - marcar la pieza de trabajo utilizando una plantilla de vista lateral; B - marcado utilizando una plantilla de planificación; B - corte de “balizas” y desbaste de las cuchillas; G - procesamiento de palas con un plano; D – procesamiento con escofina y papel de lija
1 - perno M10; 2 - lavadora; 3 - tornillo de aire; 4.17 - pernos M8; 5 - arandela de seguridad; 6.7 - cojinetes 204; Consola de 8 ejes; 9,10 - casquillos espaciadores; 11 - rodamiento 205; 12 - lavadora remota; 13 - anillo de retención; 14 - tuerca M8; Mecanismo tensor de correa de 15 pernos; 16 - polea conducida; 18 - casquillos adaptadores, 19 - soporte de la caja de cambios (2 piezas); 20 - correa trapezoidal (4 piezas); 21 - polea motriz; 22 - remache d5 (acero, 10 piezas); 23 - placa espaciadora; 24 - Motor Torbellino-30.
1 - varilla central; 2 – tornillo de aire; 3,4 - contrapatrones; 5 - tabla de grada; 6 - plantillas inferiores.
Hacer la parte superior de un hidrodeslizador no es muy diferente a la parte inferior. Es cierto que el marco no se ensambla a partir de marcos de madera contrachapada, sino a partir de listones curvos preparados, y no en el piso, sino en la parte inferior del cuerpo ya terminada.
El marco al que se fija el soporte del motor tiene una sección transversal aumentada y refuerzos en la unión de las lamas: refuerzos de madera contrachapada. El marco en sí está sujeto a un travesaño hecho de un tubo de acero cuadrado con una sección transversal de 40×40 mm y se fija con tirantes hechos de tubos con un diámetro de 22 mm.
La forma también se realiza con espuma de poliestireno y luego se pega con fibra de vidrio.
El acristalamiento de la puerta es de plexiglás de 4 mm de espesor, el parabrisas es de Puerta trasera coche "Moskvich-2141". Parte de la propia puerta se convirtió en un elemento de la cabina.
Las puertas de los hidrodeslizadores constan de marco de madera y revestimiento de madera contrachapada. Están revestidos con fibra de vidrio por dentro y por fuera. Las bisagras de las puertas son caseras, elevadas. En el techo de la cabina (o, si se prefiere, de la caseta) hay una tapa de escotilla extraíble hecha de una parte recortada del techo.
Hasta la fecha recreación activa, la pesca y otras actividades relacionadas con el movimiento en aguas poco profundas son bastante comunes. Sin embargo, los barcos grandes no sólo dificultan la navegación en esas partes del viaje, sino que también son bastante caros. Es por eso que muchos recurren a fabricar independientemente embarcaciones inusuales. ¿Cómo hacer un hidrodeslizador con tus propias manos? Para responder a esta pregunta, primero debes decidir qué es. Una embarcación que se mueve con la ayuda de una hélice o una turbina de avión es un hidrodeslizador (hidrodeslizador). Este tipo de vehículos es muy adecuado para desplazarse por aguas poco profundas, ya que su parte móvil (motor, turbina, etc.) está por encima del agua. Por tanto, la profundidad del depósito no importa. La segunda característica es que las dimensiones de este vehículo son bastante modestas, lo que aumenta sus ventajas.
Información general sobre la unidad.
Entonces, comencemos a descubrir cómo hacer un hidrodeslizador con tus propias manos. Todo el mundo entiende que las partes más necesarias de esta embarcación son el casco y el motor. Aquí vale la pena prestar atención al hecho de que puede elegir varias opciones de dispositivo como parte de conducción. Los expertos dicen que la mejor opción El motor es la parte de potencia del triciclo. Es casi ideal en parámetros tales como:
- Fuerza.
- Fiabilidad.
- Eficiencia.
Nada mal características adicionales También será posible que un dispositivo de este tipo se adapte bien a la superación de matorrales de juncos, juncos y acumulaciones de algas.
Sin embargo, no todo el mundo tiene una unidad de potencia de este tipo y comprarla no siempre es rentable. Por tanto, puede utilizar, por ejemplo, un motor de una motocicleta japonesa. Un hidrodeslizador casero con este tipo de dispositivo también quedará bastante bien.
Seleccionar una parte móvil
En cada característica importante La peculiaridad de estos barcos inusuales es que descargan las emisiones del funcionamiento de los elementos de potencia no al agua, sino al aire. Los expertos medioambientales dicen que esto es mucho mejor.
Si una persona decide crear un hidrodeslizador de este tipo, lo primero que debe comprar es un motor. En el artículo, se tomará como ejemplo el motor fueraborda Whirlwind. Las características de esta unidad son las siguientes: dos cilindros, refrigeración líquida y su potencia es de unos 25 CV. Una ventaja bastante agradable es que el dispositivo tiene un diseño compacto. Sin embargo, esto no significa que sólo debas utilizar este tipo de motor. Puedes construir un hidrodeslizador con el motor de un automóvil con tus propias manos.
Si volvemos a considerar "Torbellino", hay un matiz. En él, la frecuencia con la que gira el cigüeñal es bastante elevada. No es adecuado para conexión directa a una hélice. Para solucionar este problema, el motor está equipado adicionalmente con una caja de cambios con correa trapezoidal de tres nervaduras con una relación de transmisión de 1,6. Como correas trapezoidales se toman los modelos utilizados en los automóviles Zhiguli, donde se utiliza el sistema "motor - bomba - generador".
Poleas para hidrodeslizador
Los siguientes elementos son dos poleas. Uno de ellos será el líder y el otro será el seguidor. Estas dos partes son también las principales para montar un hidrodeslizador con tus propias manos. Las poleas se mecanizan a partir de un material como el duraluminio. Después de esto, se ajustan y se someten a una operación como la anodización dura. La primera parte, es decir, la polea motriz, se debe fijar al volante mediante remaches. Para instalar la segunda polea al motor, tendrás que colocar en su parte delantera una placa espaciadora de acero de 5 mm de espesor. Sobre esta placa es necesario instalar el eje voladizo de la polea conducida. Girará sobre un eje mediante dos rodamientos de bolas 204 y uno 205. Entre estos elementos se encuentran unos casquillos distanciadores, también de duraluminio.
Piezas de seguridad
Para fijar la polea al eje se suele utilizar un anillo de bloqueo y un tornillo y arandela. La placa espaciadora, que se usaba anteriormente, está atornillada al cárter del motor y a los soportes. Estos elementos, es decir, los soportes, están montados sobre casquillos adaptadores, que en lugar de tuercas se atornillan a los pernos de montaje de la culata del motor. A continuación debes pasar a tensar los cinturones. Para realizar esta operación, es necesario utilizar un mecanismo especial, que consta de varios elementos. El primero es un manguito soldado a la placa de fijación y el segundo es un perno con tuerca.
Ya se mencionó anteriormente que la refrigeración en el diseño de hidrodeslizadores caseros de este tipo es líquida. Es importante señalar aquí que se utiliza agua de mar, que se suministra a la camisa de refrigeración. Para extraer líquido se utiliza una bomba casera, que se fabrica a partir del impulsor de una bomba eléctrica Kama.
El termostato de automóvil más simple se utiliza como sensor que monitorea la temperatura y la regula dentro del rango normal (80 - 85 grados Celsius). Para lanzar un hidrodeslizador con sus propias manos, se utiliza una cuerda. La ubicación de este elemento es entre la hélice y el rotor. Al tirar del cable, el motor arranca, ya que en su interior hay una polea, alrededor de la cual se enrolla esta pieza antes de arrancar el dispositivo.
hélice de aire
Este es también uno de los principales detalles del tipo de embarcación considerada. Para crear una hélice para un hidrodeslizador con sus propias manos, debe comprender su diseño. Este elemento es de madera y monobloque. En otras palabras, necesitas usar un bloque sólido de madera para hacer la pieza. Vale la pena señalar aquí que es problemático encontrar una madera que no tenga defectos en forma de nudos o grietas. Por tanto, puedes hacerlo de otra manera. Los diseñadores sugieren tomar varias placas, cuyo espesor será de al menos 10 mm, y pegarlas con resina epoxi.
Antes de comenzar el proceso de pegado, debe asegurarse de que las capas de madera estén dispuestas simétricamente. Esto debe hacerse para evitar que el tornillo se deforme durante el funcionamiento posterior. La pieza de trabajo terminada (pegado) se marca de acuerdo con un dibujo estándar, que se cuelga en el centro del bloque y se clava con un clavo pequeño. A continuación, debe rodear el dibujo existente, luego girarlo 180 grados y rodearlo nuevamente. De esta forma se pueden obtener salientes de ambas palas.
Montaje de la estructura del tornillo.
Es muy importante retirar cualquier exceso de madera que pueda interferir en el funcionamiento del tornillo. Para hacer esto, use un arco de dientes finos o tipo de cinturón. La parte más importante del trabajo al crear un hidrodeslizador con tus propias manos es darle a la hélice un perfil aerodinámico. Es importante tener en cuenta aquí que uno de los lados de esta pieza debe ser plano y el otro convexo. Es mejor anotar esto inmediatamente en el dibujo, ya que el error no se puede corregir más adelante. Tendrás que crear toda la estructura nuevamente.
Para procesar las palas de la hélice, es necesario tener un hacha pequeña que se afilará muy bien. Esta herramienta debe ser de acero. Alta calidad. Al quitar una capa sobrante de madera, es necesario trabajar con mucho cuidado para evitar grietas. Los expertos recomiendan hacer pequeños cortes; esta es la opción más segura. Después de un procesamiento aproximado con un hacha, puede comenzar a preparación preliminar, para lo cual se utiliza un cepillo y una escofina. El acabado final se realiza mediante grada. Te contamos cómo debería ser.
Grada
Para construir un hidrodeslizador con tus propias manos, definitivamente necesitarás este dispositivo. Es una tabla cuidadosamente nivelada cuyo espesor es de al menos 60 mm. Se utiliza para realizar cortes de hasta 20 mm de profundidad. En los huecos resultantes se insertan plantillas de perfil inferior de la pala de la hélice.
La grada está mecanizada a partir de varias piezas. Su base es la varilla central, que está fabricada con materiales como el acero o el duraluminio. El diámetro de la varilla está determinado por el orificio en el cubo del tornillo. Deben coincidir entre sí. La varilla resultante está ubicada exactamente en el centro y estrictamente perpendicular a la tabla de grada.
casco de hidrodeslizador
Para crear un hidrodeslizador casero que funcione, es necesario dedicar mucho tiempo a crear el casco. Este es el elemento principal, que resulta bastante voluminoso si se hace en su totalidad. Por este motivo, los expertos recomiendan dividirlo en dos componentes: superior e inferior. Es mejor empezar a montar estos dos elementos desde abajo. Para hacer esto, es necesario cortar marcos de construcción de madera contrachapada, cuyo espesor sea de al menos 12 mm. Para la preparación de componentes como quillas y largueros se utilizan listones de dimensiones 20x20, 30x20 o 30x30 mm. El armazón de la parte inferior de la embarcación debe montarse sobre un suelo plano. Antes de comenzar el proceso de formar la parte inferior, es necesario marcar su plano diametral y también marcar los lugares donde se ubicarán los marcos.
Parte superior
Si hablamos de fabricar la parte superior de la carcasa, entonces este proceso prácticamente no se diferencia del montaje de la parte inferior. La única diferencia significativa es que no está formado por marcos de madera contrachapada, sino por listones curvos previamente preparados. Tenga en cuenta que la formación de la carrocería ya no se realiza en el suelo, sino en la parte inferior de la carrocería directamente acabada y montada. Vale la pena decir aquí que puede evitar este trabajo que requiere mucha mano de obra si ensambla un hidrodeslizador a partir de un bote de PVC con sus propias manos. La carrocería de estos modelos ya está lista y representa una estructura única.
Marco del motor
Veamos uno más detalle importante. Este es el soporte del motor del motor. Está unido a uno de los marcos. Se debe reforzar el elemento al que se unirá el marco. Se debe aumentar su sección transversal. También deberá tener refuerzo en las uniones de las lamas. Esto se puede hacer con una bufanda de madera contrachapada. Se utiliza una tubería de acero para asegurar el marco a la barra transversal. sección cuadrada 40x40mm. Para fijar este elemento se utiliza una riostra, que se crea utilizando tubos con un diámetro de 22 mm. Para el acristalamiento de puertas, si las hay, se utiliza plexiglás con un espesor de 4 mm.
Dependiendo de la fiabilidad de la fijación del marco y del uso previsto de la embarcación, se pueden utilizar varios elementos de poder. Algunos toman el motor de los Urales para un hidrodeslizador casero. También puedes conseguir una buena potencia con este componente.
Un poco sobre los beneficios.
Naturalmente, para ganar popularidad es necesario tener algunas ventajas que otros tipos de equipos de natación no tienen. Para un hidrodeslizador, estas cualidades eran los siguientes puntos. En primer lugar, las fugas del motor no se acumularán en el exterior, sino en el interior. En segundo lugar, pilotar una embarcación tan pequeña aporta bastante adrenalina, ya que la velocidad que puede alcanzar es bastante elevada. Además, hacer hidrodeslizadores caseros con tus propias manos traerá mucha alegría a quienes aman hacer cosas. Para los pescadores, la ventaja más importante es que un vehículo de este tipo puede surcar casi cualquier extensión de agua, y su funcionamiento silencioso permite nadar silenciosamente hasta los hábitats de los peces.
Control
Hoy en día, estos dispositivos no utilizan una transmisión de control directo, sino una transmisión por correa o por engranajes. Las ventajas de ambos sistemas son que ajustan el suministro de combustible al motor y al movimiento de la dirección.
También vale la pena señalar que algunos pescadores o simplemente aquellos a quienes les gusta viajar de esta manera equipan su hidrodeslizador. equipamiento adicional. Puede tratarse de cristales, asientos cómodos, focos, etc.
Dispositivo universal
Un hidrodeslizador se puede utilizar para algo más que viajar por el agua. Algunos artesanos han afrontado con creces la tarea de crear un pequeño “anfibio” que pueda moverse no sólo sobre el agua, sino también sobre el hielo. Si hablamos de las características del transporte resultante, su velocidad (con pasajeros) en superficies duras es de hasta 90 km/h, y en el agua de hasta 45 km/h.
La base para la creación de tal anfibio fue la lancha motora Yantar. La principal diferencia con los hidrodeslizadores convencionales (además de que también se mueven sobre suelo duro) es que se utiliza un variador de correa trapezoidal de una moto de nieve como transmisor desde la caja de cambios a la hélice. Esto fue lo que marcó la principal diferencia y la oportunidad de crear un verdadero vehículo todoterreno.
No es frecuente ver un barco propulsado por una hélice. Y esto no es sorprendente: la densidad del aire es 840 veces mayor. menos agua. Y dado que tanto la hélice de agua como la hélice funcionan con principio reactivo, entonces el empuje y la eficiencia de la hélice dependen principalmente de cuánta masa de aire se devuelve y con qué aceleración. Cuanto mayor es esta masa y mayor es la velocidad del flujo de aire detrás de la hélice, mayor es el empuje que desarrolla la propulsión. Por eso es necesario fabricar una hélice de aire de un diámetro mucho mayor que una hélice de agua y proporcionar una velocidad de rotación mucho mayor para obtener un empuje comparable. Y aun así, los diseñadores de barcos con hélices rara vez logran alcanzar una eficiencia suficientemente alta del sistema de propulsión.
Además de una eficiencia relativamente baja y grandes dimensiones, las hélices tienen otras desventajas. Por tanto, su funcionamiento va acompañado de un aumento de ruido, y la hélice debe protegerse con una rejilla y una valla fiable para evitar la posibilidad de lesiones al conductor o a los pasajeros. Y, sin embargo, en algunos casos, una hélice puede resultar la opción de propulsión más conveniente, si no la única, para un barco. Se trata de sobre ríos y lagos poco profundos o llenos de maleza donde ni siquiera una lancha motora puede pasar.
El siguiente artículo de Yu. V. Shukevich está dirigido principalmente a diseñadores y constructores aficionados de embarcaciones con hélices. En él, el autor comparte su experiencia en la selección de una hélice para una pequeña lancha a motor y también cita materiales que tomó prestados de otras fuentes sobre el cálculo aproximado de una hélice y el diseño de su perfil.
Cabe señalar que las hélices se pueden utilizar no solo en embarcaciones de planeo de alta velocidad.
Por ejemplo, un motor de 3 CV. Con. con una hélice D=1,4 m da un empuje de unos 20 kg. Este empuje es suficiente para dar a una embarcación ligera una velocidad de 10-15 km/h, por lo que para embarcaciones de pequeño desplazamiento o catamaranes, donde se necesita una buena capacidad de cross-country, es muy posible instalar motores de baja potencia con hélice. . Además, fabricar una pequeña hélice de paso fijo e instalarla directamente en el eje del motor es mucho más fácil que, por ejemplo, un chorro de agua, y la permeabilidad del barco, por supuesto, será mejor.
Para construir la lancha a motor (Fig. 1), utilicé contornos tipo trineo marino, uno de cuyos proyectos se publicó en el número 13 (Fig. 2). El casco, de 4,0 m de eslora y 1,4 m de manga, está construido sobre cuadernas de madera contrachapada de 10 mm y un juego longitudinal de lamas de pino. El revestimiento inferior está hecho de madera contrachapada BP-1, de 3,5 mm de espesor, los lados, de 2,5 mm de espesor. El exterior de la carrocería está recubierto con tela de fibra de vidrio y resina epoxi. Se pegan bloques de espuma en proa y popa.
No se pudo conseguir el motor previsto de la motocicleta M-62. Tuve que montarlo a partir de piezas del motor IZH Planet y de la motobomba MP-800. La potencia de esta unidad era de unos 30 CV. págs., peso ensamblado 42 kg.
La carcasa del cojinete del eje de la hélice, el propio eje y el casquillo se rehacen a partir de las partes correspondientes del rotor de cola del helicóptero MI-1, que han cumplido su función. Hice las palas de la hélice de pino y las cubrí con nailon sobre resina ED-5. La hélice con un diámetro de 1,7 m es reversible y de paso variable. La transmisión a la hélice desde el motor se realiza mediante una cadena de la motocicleta IZH-56. El motor y la hélice están montados sobre un bastidor de tubos de cromosil.
Dado que el diseño ya se utiliza. piezas terminadas, diseñado para potencias significativamente mayores, el peso total de la instalación resultó ser bastante grande: unos 100 kg. Para simplificar el sistema de combustible, también fue necesario trasladar el tanque de gasolina consumible de 15 litros al bastidor de la hélice (Fig. 3, 4).
Durante el rodaje del motor, el empuje de la hélice se midió en el lugar; cuando se abrió el acelerador 2/3, resultó ser igual a 80 kg.
El barco fue probado en el lago Kenon. A toda velocidad, atravesó continuos matorrales de juncos y hierba (la velocidad no disminuyó), caminó por la orilla a una profundidad de 8-10 cm, sin tocar el fondo. El barco se movía bien incluso en olas bastante altas, estaba bien controlado en modo de planeo, la velocidad con un conductor alcanzaba los 45 km/h, con dos pasajeros, 42 km/h.
El barco fue transportado al agua en un remolque detrás de una motocicleta. Si arrancas el motor de un barco en un remolque, fácilmente empujará una motocicleta con un sidecar delante. Por lo tanto, debería funcionar con la misma facilidad en hielo.
También se revelaron defectos de diseño. La cadena vibró fuertemente durante la marcha (el número de revoluciones de la rueda dentada era de aproximadamente 5000 rpm) y el timón de agua resultó no ser lo suficientemente efectivo, especialmente a bajas velocidades de la embarcación. La cadena fue reemplazada durante el invierno. transmisión por correa trapezoidal, que funciona silenciosamente y puede soportar altas velocidades. Para aumentar la tracción, se instaló una boquilla perfilada con un espacio de 6 mm alrededor de la hélice. Sin embargo, no proporcionó un aumento en el empuje; cuando la brecha se redujo a 2 mm durante las condiciones transitorias del motor, el anillo comenzó a vibrar y la hélice lo tocó. En el futuro, está previsto aumentar el empuje de la hélice aumentando su diámetro e instalando una caja de cambios. Sin embargo, los resultados obtenidos pueden considerarse bastante buenos. La velocidad de 45 km/h con una carga completa de 280-300 kg y una buena capacidad de cross-country compensan por completo los esfuerzos invertidos en la construcción.
La principal dificultad que puede encontrar el constructor de una lancha de este tipo es el cálculo de la hélice. A continuación se muestra una serie recomendaciones practicas sobre la selección de los elementos principales de las hélices, tomados de varias fuentes (se proporciona una lista al final del artículo).
Diámetro del tornillo
El deseo de obtener el mayor empuje y eficiencia de la hélice obliga al uso de hélices de gran diámetro o a un aumento del número de revoluciones. Pero ambas formas tienen sus límites: un aumento en el diámetro, por regla general, está limitado por consideraciones de diseño (por ejemplo, no es deseable que los bordes de las palas sobresalgan más allá del ancho del barco), y al aumentar la velocidad, la las velocidades periféricas de los extremos de las palas se acercan a la velocidad del sonido y K. La presión de la hélice disminuye bruscamente. En este caso, los tornillos de madera alcanzan la velocidad de rotación crítica más rápidamente que los tornillos de metal (Fig. 6 y 7).Un aumento de diámetro también empeora la estabilidad de la lancha a motor, su maniobrabilidad a través de juncos y juncos, reduce la navegabilidad y aumenta las dimensiones de la instalación y el peso.
Normalmente, los diámetros de las hélices, incluso con un motor potente, no superan los 2,5 m. Para determinar el diámetro de la hélice se puede utilizar la fórmula:
donde W k es la velocidad periférica de la punta de la pala, m/s;
n in - número de revoluciones del tornillo por minuto;
N - potencia del motor, l. Con.;
n - número de revoluciones de la hélice por segundo.
Es posible aumentar la fuerza de empuje sin aumentar el diámetro, aumentando el número de palas a 3 o incluso 4. Sin embargo, la eficiencia de las hélices de múltiples palas se reduce algo debido al funcionamiento de las palas en un flujo más perturbado. Al calcular una hélice multipala, se introduce un factor de corrección. k 2 =0,9.
Para calcular el diámetro de una hélice de dos palas con palas de ancho normal, el coeficiente k 2 = 1,0 (con b máx =0,08÷0,09); hélice de dos palas con palas estrechas k 2 =1,1 (b máx =0,06÷0,07); hélice ranurada de dos palas con palas muy anchas k 2 =0,14÷0,2 (en todas partes b máximo = b máx/D; b max - ancho máximo de la hoja).
Forma y dimensiones de la sección transversal de la pala.
Muy a menudo, para las hélices se utilizan perfiles segmentarios y de aviación planos-convexos. Las principales características geométricas de los perfiles son el tamaño de la cuerda. b y espesor del perfil CON(Figura 8). El espesor relativo del perfil es la relación c=C/b; Los perfiles son: gruesos ( C=0,21÷0,15), promedio ( C=0,12÷0,1) y delgada ( CAumentar el ancho de la pala no produce ninguna ganancia; debido al aumento de su peso, la eficiencia de la hélice disminuye; Esto se explica por el hecho de que a medida que aumenta el ancho, también aumenta el grosor de la hoja. Característica sección transversal La pala de la hélice tiene su sección con un radio igual a 0,75 R. El valor de la cuerda del perfil de esta sección se denomina cuerda promedio de la pala b 0,75. Para calcularlo, podemos recomendar la fórmula:
Dónde k- número de palas;
C y es el coeficiente de sustentación promedio de un perfil determinado, determinado a partir del gráfico (Fig. 9).
Habiendo calculado el valor de la cuerda promedio de la pala b 0,75, es necesario determinar su ancho relativo: b rel = b 0,75 / D; para tornillos para madera este valor debe estar en el rango de 0,08 a 0,12. Las palas anchas con b 0,75 >0,12 tendrán menor eficiencia, si resulta que el ancho relativo de la pala no entra dentro de los límites recomendados, significa que los parámetros de la hélice no fueron bien elegidos. En este caso, puede cambiar el ancho de la pala cambiando la velocidad periférica o aumentar el número de palas de la hélice. Es mejor hacer una hélice con el mismo ancho de pala en toda su longitud con un extremo ancho rectangular (Fig. 10).
Los espesores relativos de los perfiles de las palas deben ser: en el cubo - 0,18÷0,2, en la sección en R 0,75 - 0,14÷0,13 y en los extremos de las palas - 0,07÷0,1.
Es aconsejable utilizar espesores relativos grandes en hélices de baja velocidad con una velocidad periférica en la punta de la pala de hasta 180 m/s.
El paso del tornillo o el ángulo de instalación promedio de la sección ubicada en un radio de 0,75 R con respecto al plano de rotación del tornillo está determinado por la fórmula:
Los ángulos de instalación de las secciones restantes φ n están determinados por el valor relativo de φ tomado del gráfico (Fig.11):
El empuje de la hélice se puede determinar mediante la fórmula:
donde η es la eficiencia de la hélice;
Δ - densidad relativa del aire (en condiciones normales numéricamente igual a 1);
D - diámetro del tornillo en m;
N es la potencia suministrada a la hélice, en hp. Con.
o
donde K 1 para una hélice de dos palas es 7,5.
En conclusión, se dan ejemplos de cálculos de hélices realizados para la lancha a motor descrita.
Se dan cálculos para una hélice reversible de madera con un engranaje de cadena (tornillo 1) y una hélice de metal (tornillo 2) para instalación directamente en el eje del motor (el ángulo de las palas se puede ajustar con el motor parado).
Datos iniciales: potencia del motor - 30 CV. Con.; velocidad del cigüeñal - 3600 rpm; relación de transmisión - 2.
I. Selección del diámetro del tornillo.. Para el tornillo para madera 1 elegí la velocidad periférica Wк = 160 m/s, que corresponde a la eficiencia más alta, luego (1)
En el segundo caso, por razones de diseño, elegí el diámetro de la hélice 2, igual al ancho del barco de 1,4 m. Encontramos la velocidad crítica para una hélice de metal con un diámetro de 1,4 m en el gráfico de la Fig. 7 norte=4000 rpm, pero en realidad 3600 rpm, por lo tanto,
Según el gráfico (Fig. 6) encontramos el valor de eficiencia η = 0,6, que, por supuesto, es menor que para un tornillo de madera, pero en este caso no habrá pérdida de potencia en la caja de cambios.
II. Determinando el empuje de la hélice. (7):
donde N se toma teniendo en cuenta las pérdidas en la caja de cambios;
Este resultado casi coincide con las pruebas con dinamómetro en amarras: el empuje resultó ser de 80 kg.
III. Determinar el ancho de la hoja. para estos tornillos a una distancia de 0,75 R (3):
En el segundo caso, la hoja resulta más estrecha, lo que resulta más ventajoso.
IV. Determinar el ángulo de instalación de la sección. a lo largo de la pala a una distancia de 0,75 R (4):
Según la Fig. 11, puede determinar los ángulos de instalación de las secciones en cualquier radio. Si la hélice tiene un paso variable, entonces es importante girar correctamente solo la pala, es decir, el ángulo de ataque de la pala se puede cambiar dependiendo de las condiciones de navegación (puedo cambiar el paso de una hélice de madera de -1 m a + 1,5 metros). Si la hélice tiene un paso constante, un error al determinar el paso puede llevar al hecho de que el motor no tire de dicha hélice o no funcione a plena potencia.
El peso de una pala de la primera hélice es de 2,5 kg. Fundí el segundo tornillo con una aleación de duraluminio. El peso de su pala es de 3 kg.
La instalación de una hélice sin caja de cambios permitió reducir el peso de la unidad de hélice en 30 kg.
- 1. "Moto de nieve". I. N. Yuvenalyev, ed. DOSAAF, 1962
- 2. Revista “Modelador-Constructor”, N° 9, 1968, N° 11, 12 de 1970, ed. “Conocimiento”, N° 11, 1967
- 3. Folleto de la serie “Transporte”, ed. “Conocimiento”, N° 11, 1967
Cómo hacer hidrodeslizador casero. Cabe señalar que las unidades de potencia triciclo son excelentes para crear hidrodeslizadores en términos de potencia, confiabilidad y eficiencia, ya que los parámetros de un motor con hélice no son peores que los de las unidades de potencia tradicionales con hélice. Además, un barco con aeropropulsión no teme a las aguas poco profundas, a los matorrales de juncos, juncos y algas.
Además, el motor del planeador libera gases de escape no al agua, como la unidad de potencia fuera de borda o estacionaria de cualquier barco (¡desde el punto de vista de los ambientalistas, este método de amortiguar el escape no resiste las críticas!), sino en El aire. Entonces, hidrodeslizador. El corazón de su sistema de propulsión es el motor fueraborda Whirlwind, un motor compacto de dos cilindros refrigerado por líquido con una potencia de unos 25 CV. Desafortunadamente, la velocidad de rotación del cigüeñal es demasiado alta para funcionar en conjunto con una hélice, por lo que el motor está equipado con una caja de cambios con correa trapezoidal de tres nervaduras con una relación de transmisión de 1,6. Las correas trapezoidales son "Zhiguli", del sistema "motor-bomba-generador".
Las poleas motriz y conducida están mecanizadas en duraluminio (D16T o AK4-1T) y, después del ajuste, se someten a anodizado duro. La polea motriz está unida al volante con remaches. Para instalar una polea conducida en el motor es necesario instalar en su parte frontal una placa-espaciador de chapa de acero de 5 mm de espesor y montar sobre ella el eje voladizo de la polea conducida. La propia polea gira sobre un eje sobre dos cojinetes de bolas 204 y uno 205. Entre los cojinetes hay casquillos espaciadores de duraluminio.
La polea se fija al eje mediante un anillo de bloqueo y un tornillo con arandela. La placa espaciadora está atornillada al cárter del motor y a los soportes, y estos últimos se instalan en casquillos adaptadores, que en lugar de tuercas se atornillan a los pernos de montaje de la culata del motor. Para tensar las correas se utiliza un mecanismo compuesto por un casquillo soldado a una placa espaciadora y un perno con tuerca. Como ya se mencionó, el motor se enfría mediante líquido, utilizando agua de mar suministrada a la camisa de enfriamiento mediante una bomba casera hecha a partir de un impulsor de una bomba eléctrica Kama.
Para mantener la temperatura óptima del motor (80-85°C), se utiliza un termostato de automóvil estándar. El motor se arranca mediante un cable, para lo cual se instala una polea entre la hélice y el rotor, alrededor de la cual se enrolla el cable antes de arrancar. La hélice del hidrodeslizador es de madera, monobloque, es decir, fabricada a partir de un bloque macizo de pino. Es cierto que no es fácil seleccionar un bloque de este tipo sin nudos y capas transversales, y en este caso tiene sentido pegar la pieza de trabajo con resina epoxi de placas cuidadosamente cepilladas con un espesor de aproximadamente 10 mm.
Al seleccionar las placas, debe asegurarse de que las capas de madera estén ubicadas simétricamente con respecto a los planos de pegado; esto evitará que la hélice se deforme en el futuro. La fabricación de una hélice comienza con la preparación de plantillas, de madera contrachapada o, mejor aún, de duraluminio, que se fabrican según un dibujo de plaza cuidadosamente ejecutado en una escala de 1:1. Necesitará las siguientes plantillas: plano, vista lateral (hasta el eje de simetría), así como los perfiles superior e inferior del tornillo. Para empezar, la pieza de trabajo se une en todos los lados de acuerdo con las dimensiones generales del tornillo, después de lo cual se le aplican líneas axiales y, utilizando una plantilla, se aplican los contornos de la vista lateral.
A continuación, se elimina el exceso de madera, primero con un hacha afilada y luego con un cepillo y una escofina. A continuación, se marca la pieza de trabajo utilizando una plantilla de planificación, que se fija con un pequeño clavo en el centro de la futura hélice, se delinea con un lápiz, después de lo cual la plantilla se gira 180 grados y se marca la proyección planificada de la segunda pala. El exceso de madera se elimina con un arco o una sierra de cinta de dientes finos. La parte más importante del trabajo es darle a las palas un perfil aerodinámico. Como se puede ver en el dibujo del tornillo, un lado es plano y el otro convexo.
De acuerdo con la posición de las secciones de control, los lugares de instalación de las plantillas están marcados en la pieza de trabajo y las "balizas" se hacen con un cincel semicircular y una escofina semicircular, de acuerdo con la configuración de las plantillas superior e inferior. La herramienta principal para procesar las palas de las hélices es una pequeña hacha hecha de buen acero, literalmente afilada hasta obtener la nitidez de una navaja. Al retirar madera, se recomienda primero hacer pequeños cortes; esto evitará dividir la pieza de trabajo. A esto le sigue un procesamiento preliminar de la pieza de trabajo con un cepillo y una escofina. A esto le sigue el acabado final en la grada. Este último es un tablero cuidadosamente cepillado con un espesor de al menos 60 mm, sobre el cual se realizan cortes transversales a una profundidad de 20 mm para instalar las plantillas de perfil inferior de la pala de la hélice.
La varilla central de la grada está mecanizada en acero o duraluminio y su diámetro debe corresponder al orificio del cubo de la hélice. La varilla se pega en el centro de la tabla deslizante estrictamente perpendicular a su superficie. A continuación, las superficies de trabajo de las plantillas inferiores se frotan con un lápiz de color o azul, se coloca la pieza de trabajo de la hélice en la varilla central y se presiona contra las plantillas, primero con una pala y luego con la otra. En este caso, las huellas de las plantillas quedarán impresas en la pieza de trabajo en aquellos lugares donde entren en contacto con la superficie inferior de la hélice.
Las áreas "manchadas" se limpian con un cepillo, un arado, una escofina o un bloque de madera con papel de lija pegado, la pieza de trabajo se coloca nuevamente en la grada y se repite el procesamiento de las palas de la hélice. Cuando se imprimen trazos de un lápiz de color en todo el ancho de la hoja, el procesamiento de su superficie inferior puede considerarse completo. La parte superior del tornillo se mecaniza en una grada mediante plantillas superiores (también llamadas contraplantillas). Primero, con una escofina semicircular, se ajusta la cuchilla a las contraplantillas (como dicen los profesionales, las contraplantillas se asientan), como resultado de lo cual la plantilla y la contraplantilla deben entrar en contacto a lo largo del plano de separación, firmemente envolviendo la propia hoja.
Luego se frotan las áreas tratadas con un lápiz de color y se procesan las áreas entre las secciones de control. En este caso, es necesario pintar para evitar un reprocesamiento de la cuchilla en los lugares de las secciones de control. En este caso, la corrección del procesamiento se verifica con una regla de acero recta aplicada a los puntos del uno por ciento de las secciones adyacentes. En una hoja bien hecha no debe haber espacios entre la regla y la superficie. Si durante el trabajo un movimiento brusco de la herramienta provoca que la madera se astille, esto no significa que el trabajo esté irreparablemente dañado. Puedes arreglarlo con masilla mezclada con cola epoxi y un poco de aserrín.
La hélice terminada se equilibra cuidadosamente. La mejor manera de hacerlo es insertar firmemente un rodillo de metal en el orificio central e instalar la hélice en las reglas de equilibrio. Si una de las palas resulta más ligera, se recomienda cargarla con plomo, para lo cual primero se pegan pequeñas tiras de este metal, y cuando la hélice está equilibrada, se funden las tiras y se vierten en un molde. por ejemplo, en un trozo de tubo de acero. La varilla (o varillas) resultante se remacha en un orificio perforado en el lugar de la hoja donde se pegaron las tiras de plomo.
Los agujeros a ambos lados de la hoja deben estar ligeramente avellanados. El acabado de la hélice consiste en cubrirla con dos capas finas de fibra de vidrio, seguido de lijado, equilibrado final, imprimación y pintura con esmalte automático. Marco hidrodeslizador casero consta de dos partes grandes: superior e inferior. Es mejor empezar a montarlo desde abajo. Para hacer esto, de acuerdo con el dibujo teórico del casco y los dibujos, los marcos de construcción se cortan de madera contrachapada de 12 mm de espesor, y los largueros y quillas se cortan de listones con una sección transversal de 20x20, 30x20 y 30x30 mm. El marco se monta sobre un suelo plano. Primero se marcan en él el plano diametral y la ubicación de los marcos. Los marcos se fijan al suelo mediante tacos y tirantes de madera.
El ajuste de las lamas longitudinales se realiza “in situ”, la fijación de las lamas a los marcos se realiza con cola epoxi con fijación temporal de los elementos con alambre de seguridad. Las lamas curvilíneas para la parte frontal del marco se obtienen cociéndolas primero al vapor en agua hirviendo y fijándolas con alambre al marco. Una vez secas las lamas, se fijan a los marcos con cola epoxi. Después de adelgazar (nivelar) el marco, el espacio se rellena con bloques de espuma de construcción, que se fijan con el mismo aglutinante epoxi.
Después de procesar la superficie de espuma (si es necesario, se masilla con la ya familiar composición de pegamento epoxi y aserrín), la carrocería se cubre con dos capas de fibra de vidrio, se masilla, se lija y se pinta con esmaltes para automóviles. Desde el interior, la espuma se corta al ras de los marcos y también se cubre con fibra de vidrio. Hacer la parte superior de un hidrodeslizador no es muy diferente a la parte inferior. Es cierto que el marco no se ensambla a partir de marcos de madera contrachapada, sino a partir de listones curvos preparados, y no en el piso, sino en la parte inferior del cuerpo ya terminada.
El marco al que se fija el soporte del motor tiene una sección transversal aumentada y refuerzos en la unión de las lamas: refuerzos de madera contrachapada. El marco en sí está unido a una barra transversal hecha de un tubo de acero cuadrado con una sección transversal de 40x40 mm y se fija con tirantes hechos de tubos con un diámetro de 22 mm. La forma también se realiza con espuma de poliestireno y luego se pega con fibra de vidrio. El acristalamiento de las puertas es de plexiglás de 4 mm de espesor, el parabrisas es de la puerta trasera del automóvil Moskvich-2141. Parte de la propia puerta se convirtió en un elemento de la cabina.
Las puertas de los hidrodeslizadores constan de un marco de madera y un revestimiento de madera contrachapada. Están revestidos con fibra de vidrio por dentro y por fuera. Las bisagras de las puertas son caseras, elevadas. En el techo de la cabina (o, si se prefiere, de la caseta) hay una tapa de escotilla extraíble hecha de una parte recortada del techo. En la parte trasera del hidrodeslizador hay dos quillas que organizan el flujo de aire y también sirven como protección para la hélice.
Revisado hidrodeslizador casero utilizando un volante, en cuyo eje se fija un tambor de dirección, conectado mediante cableado a un travesaño en la caja del volante. Control de gas: una palanca ubicada debajo de la mano izquierda del conductor. La cabina contiene asientos para el pasajero y el conductor. Los armazones del asiento y del respaldo están pegados entre sí listones de madera y revestido con madera contrachapada de 4 mm. Las almohadas están hechas de gomaespuma y cuero artificial.
