Водометний двигун із водяного насоса
Керуючись звичайним уявленням про човен, як про щось маленьке і тихохідне, можна розцінити бажання поставити на нього водометний двигун як дуже дивне.
Крім того, подібний метод руху зазвичай асоціюється або з важкими алюмінієвими катерами, створеними для плавання по мілководних водоймищах, або з «водяними жуками» (це якраз мій випадок) з ПВХ, що рояться на озерах, перш за все, з воднолижниками на поводі. І, проте, на багатьох невеликих човнах також можуть бути з користю встановлені водометні двигуни. У них немає гвинта, на який намотуються водорості, і немає дейдвуда, який за все чіплятиметься, чим зведе нанівець все, заради чого конструктори билися, створюючи обтічну форму корпусу човна.
Звичайно, кільце на носі та вуха для весел можуть принести відому користь, притому що весла ще ніхто не скасовував. Але і вони не можуть розглядатися як ідеальне рішення там, де сильні припливні течії або вітер наганяє таку хвилю, що й річка повертає назад, але де зволікання просто неприпустимо.
Я можу собі уявити щось, що може рухати водовипромінюючий корпус зі швидкістю 10-15 км/год по мілководних мулистих річках і старих, а також те, що надійно працює в морській воді, використовує невеликий 4-тактний мотор, та й загалом - не дуже багато коштує. Більш того, основні частини двигуна (насос і мотор) повинні бути достатньо портативними, щоб їх можна було використовувати на різних човнах.
Човен з таким двигуном також матиме ручний привод (весла, жердину тощо), і не виключено, що також і тихим екологічним електромоторчиком.
На ринку сьогодні присутні щонайменше два товарні вироби, які мають такі двигуни: один з них — «MOKAI», цільнолитапластиковий човен для рибалок, мисливців та інших любителів відпочинку від людського суспільства, сформований прямо на осьовому водометному двигуні, що приводиться в дію 5-сильною «Хондою». Виробник обіцяє максимальну швидкість човна до 25 км/год.
Інше рішення, яке я мав на увазі, це серія байдарок, які випускає компанія PowerKak. Це, по суті, модифікація звичайної цільнолитої пластикової байдарки, оснащена невеликим осьовим водометним двигуном з 4-тактним бензиновим мотором.
Існує також величезна кількість винаходів з невеликих водометних пристроїв і використання таких двигунів на човнах. Можна знайти спеціальні добірки літератури тут: http://www.belljar.net/patents.htm
 |
Моя увага привернула насоси виробництва Pacer Pumps з термостійкого полістиролу, не підвладного корозії. Я вирішив вибрати модель "200 gpm", що приводиться в дію 5-сильним двигуном "Intek" від компанії Briggs & Stratton.
Вхідний та вихідний отвори розраховані на підключення 2-дюймової труби при максимальному тиску 360 кПа (3,5 атм). Спочатку насос був створений для поливання полів і городів, цілком стійкий до зношування та корозії, нескладний в обслуговуванні і недорогий: у магазині з мене взяли всього 299 доларів.
Суха вага помпи склала не більше 18 кг. При цьому пристрій не супроводжувався жодною технічною документацією,не було її і на сайті компанії. У посібнику користувача немає назви, ні характеристик насоса. Дещо в Інтернеті мені вдалося дізнатися, хоча це було несуттєво. За моїми підрахунками, продуктивність насоса склала 8 л/с при підйомі на 18 м, і 7 л/с - на 27 м.
 |
Перш ніж встановити насос на човен, я вирішив випробувати покупку у дворі свого будинку. Насос я поставив на дошку, яку поставив на козли. Як джерело води підвів до насоса 2-дюймову трубу з ПВХ, яку опустив у пластикову 130-літрову бочку для збору дощової води.
Випускний отвір також діаметром у 2 дюйми було оснащено встановленим манометром, градуйованим від 0 до 415 кПа, та різьбовим штуцером для підключення до нього різних пристроїв: патрубок можна направити вниз у бочку, або вбік, за борт човна.
На випускному отворі насоса також є 2-дюймовий отвір з різьбленням для підключення шланга. Це дуже важливо, як стане ясно нижче. Випробування з викидом у повітря обмежені тривалістю лише кілька секунд через невелику ємність бочки з водою.
Мій перший тест з патрубком у повітря пройшов з короткою 2-см трубкою з ПВХ як патрубок. На манометрі максимальний відлік дорівнював 276 кПа.
Враження, загалом, було гідним. За моїми розрахунками такий гібрид обіцяв досягти тяги 18 кГс (180 Н).
 |
Після підвищення оборотів двигуна тиск залишився на рівні 276 кПа, і стався викид води з патрубка. Післякількох миттєвостей роботи «глушник» випускного отвору (нагадаю, що це був 2-дюймовий різьбовий штуцер) почав обертатися, тож руками запобігти обертанню виявилося неможливо.
Потім з-під різьблення патрубка фонтаном пішли бризки води, після чого патрубок остаточно відкрутився від насоса і злетів у повітря, приземлившись за 3 метри. Можете уявити мій сором від зайвого бажання скоріше випробувати покупку і встановити найпростіший патрубок (і пригвинтити його абияк!): користь від нього виявилася хоча б у тому, що сила, що відгвинтила патрубок, і є сила тяги, яку розвиває насос.
Мій повторний розрахунок "на коліні" показав тягу в районі 220-270 Н.
 |
3,5-метровий алюмінієвий човен, здався мені дуже підходящим об'єктом для проведення випробувань водометної установки.
Роздумуючи над пристроєм патрубка, що відходить від насоса, я зважився на просту трубу з ПВХ, яку можна покласти прямо поверх транця і яка буде реактивним соплом. У магазині були придбані гнучкий шланг відповідного діаметра та різьбовий високонапірний штуцер. Цей штуцер зроблений із зміцненого синього вінілу і виглядав як щось середнє між садовою лійкою та пожежним брандспойтом.
Швидка перевірка показала, що реактивне сопло цілком здатне пробити кілька дуже потворних дірок у чудових квіткових клумбах моєї дружини. На тому досліди на подвір'ї припинилися.
Я ще купив у тому ж магазині пару патрубків із сітчастим фільтром.
 |
Давши повний газ (з тиском по манометру 207 кПа), ми розігналися до 8 км/год, але в цьому випадку вже важко було витримувати прямолінійність руху. Великою проблемою стала 3-метрова труба всмоктування води, яка або не хотіла залишатися під водою або так і норовила зачепитися за дно.
Проте мій гібридний двигун працював!
 |
Зрозуміло, винний був штуцер.
Випробування на воді. Частина 2
Потім я зайнявся ремонтом. Правду кажучи, для мене було досконалою загадкою, чому відкрутився штуцер, але я почистив його, промив у розчиннику, намазав клеєм і закрутив на місце.
Настав час знову все випробувати. На ходу всмоктувальна труба, як і раніше, створювала сильний опір руху (човен неможливо було змусити рухатися швидше 3 км/год), але коли трубу вдалося зміцнити впритул до борту, то курсова стійкість значно покращилася, так що в результаті ми могли рухатися цілком прямий лінії і навіть виконувати керовані повороти.
Якщо деякі думають, що занурене у воду водометне сопло працює краще, то це зовсім не так! Занурення сопла у воду стає причиною кавітації та обмежуєшвидкість руху величинами 5-6 км/год. Погодимося, що заради цього не варто було намагатися.
 |
Вирішивши, що для одного дня достатньо, ми не стали робити ще одну спробу виправити ситуацію. Настав час для сухого одягу, пива та келиха вина.
Підсумки та плани Я вирішив, що перша серія експериментів пройшла цілком успішно, причому мені стало ясно, що човен цілком може рухати звичайний насос, забираючи воду з-за борту.
Я вже прикинув, як цю ж насосну установку перенести на мій човен «Shell Swifty-14», що застоявся, причому модернізувати його таким чином, щоб не залишити слідів, якщо з якоїсь причини в майбутньому мені потрібно відмовитися від водометного двигуна.
 |
— Думаю, що номінальну швидкість можна підвищити, наданням особливої форми корпусу човна та зниженням тертя про воду всмоктуючої труби. Труба ця діє як опущене у воду весло і тому створює сильне тертя. Збільшення довжини та згладжування нерівностей корпусу обов'язково принесе позитивний ефект.
— Загалом усім сподобалося, і ми вирішили продовжити свої випробування!
На весну я запланував розробити новий водометний гібрид.