Катер с маломощным двигателем

Как выбрать подвесной мотор

Итак, вы выбрали катер и собираетесь поставить на него подвесной двигатель. В обилии моделей таких моторов неспециалисту легко запутаться. Схожие, на первый взгляд, модели, могут на деле серьезно отличаться друг от друга.

Для выбора подходящего варианта покупателю мало ориентироваться на количество лошадиных сил и габариты двигателя. Придётся разобраться с литражом, количеством цилиндров, отличиями двухтактных двигателей от четырёхтактных, карбюраторных — от инжекторных, а систем непосредственного впрыска топлива — от электронных.

Какой мощности должен быть подвесной мотор

Мощность современных подвесных двигателей варьируется от 2 до 450 л.с. (Mercury Racing 450R). Есть еще, правда Seven Marine 627SV, чья мощность 627 л.с., но осенью 2020 года Volvo Group, в которую входит бренд, объявила, что собирается прекратить их производство.

Мощность двигателя зависит от двух основных параметров: количества цилиндров и литража. Литраж также называют «рабочим объемом» двигателя. Это сумма рабочих объемов всех цилиндров, которые рассчитывают на основе их сечения и длины рабочего хода поршня. Литраж показывает, сколько топлива двигатель может сжечь за один цикл.

Если производитель хочет увеличить мощность двигателя, у него есть два пути: увеличить число цилиндров или увеличить их объем.

У крошечного Yamaha 2 DMHS мощностью 2 л.с. всего один цилиндр и рабочий объем 50 см³ (0,05 литра). У мощного Mercury Racing 450R 8 цилиндров и рабочий объем 4,6 литра. Для сравнения, двигатель такого же объема используется на автомобилях BMW x5.

Цилиндры двигателя могут располагаться как с одной стороны, так и друг напротив друга, под углом (тогда в названии модели появляется буква V).

Сколько лошадей может «выдержать» лодка — зависит от каждой конкретной модели. Причём перестараться и поставить слишком мощный мотор на лодку ничуть не лучше, чем поставить недостаточно мощный. Если мощность двигателя слишком велика, транец, на котором закреплён мотор, может разрушиться или оторваться от корпуса.

Верфь всегда рассказывает будущему владельцу, на какую минимальную и максимальную мощность двигателей рассчитан катер.

Оптимальным считается соотношение 1 л.с. на каждые 20–25 кг веса загруженного катера.

Небольшим простейшим RIB и лодкам из ПВХ зачастую достаточно крошечных подвесников мощностью 5 л.с.

Хотя даже в этом случае не всегда максимальная мощность и длина корпуса находятся в связке. Например, 3-метровый RIB Brig Falcon 300 поставляется с подвесным двигателем Honda BF в 4 раза мощнее — 20 л.с. (хотя владелец может остановиться и на вариантах мощностью 4–15 л.с.) На 4-метровый RIB Boston Whaler 130 Super Sport ставят Mercury ELPT EFI мощностью 25–40 л.с.

На 5-метровом алюминиевом рыболовном катере NorthSilver 545 Fish максимальная мощность двигателя уже переваливает через сотню и доходит до 115 л.с.

6-метровый стеклопластиковый боурайдер Jeanneau Cap Camarat 6.5 BR в максимальной комплектации может похвастаться Yamaha F200 FETL на 200 л.с. Минимум для этой модели — 130 л.с. Ещё на метр увеличиваем длину корпуса, и обнаруживаем уже до 250 «голов» «в табуне» 7,1-метрового алюминиевого катера Volzhanka Voyager 700.

На 8-метровых катерах (например катере с центральной консолью Chris-Craft Catalina 27) уже ставят практически самые мощные подвесники — до 425 л.с. Хотя на указанной модели можно ограничиться и 200 л.с., до абсолютного максимума, 450 л.с. на один двигатель, такой лодке совсем недалеко.

Самые мощные подвесники встречаются уже на 9,6-метровом «внедорожнике» с траулерной рубкой Grizzly 960 Unimog. Ему необходимо в общей сложности 900 л.с., и этого добиваются, установив либо пару двигателей по 450 л.с., либо три по 300 л.с.

Вес двигателя в зависимости от мощности

Чем отличаются двухтактные и четырехтактные подвесные моторы

Ещё одна немаловажная характеристика двигателя — сколько раз опускается поршень цилиндра за один цикл. От этого зависит, как происходит очистка камеры цилиндра от выхлопного газа и её наполнение топливом: одновременно или в два этапа.

По этому параметру двигатели делятся на двухтактные и четырёхтактные.

Двухтактные двигатели весят меньше и из-за более простой конструкции их легче обслуживать. Они не привередливы к качеству топлива.

При равном объеме двигателя двухтактный будет чуть более мощным, чем четырёхтактный.

Ещё один плюс — двухтактные двигатели на 30–40% дешевле. Но в то же время они шумные и потребляют на 20% больше топлива, чем четырёхтактные.

К тому же из-за склонности к замасливанию свечей зажигания они работают неровно, особенно на низких и холостых оборотах. Хотя на современных моделях производители стараются свести все эти минусы к минимуму.

Двухтактными делают большинство маломощных подвесных моторов (2,5–4 л.с.). Хотя такую систему можно встреть на моделях мощностью вплоть до 250 л.с. А для четырёхтактных двигателей каких-либо ограничений по мощности нет.

В первую очередь за счёт своей экономичности четырёхтактные двигатели намного популярнее. Кроме того, они тише и экологичнее.

У них более сложная конструкция, поэтому они тяжелее и их обслуживание не такая простая работа, как обслуживание двухтактных моторов.

К качеству топлива четырёхтактные моторы тоже более требовательны. Но зато не требуют смешивания бензина с маслом.

Это, правда, вызывает проблемы при транспортировке.

Если двухтактный двигатель можно перевозить в любом положении, то четырёхтактные – либо вертикально, либо на одном определённом боку.

Если не следовать этим рекомендациям, масло попадёт в камеру сгорания и зальёт свечи (а затем и багажник автомобиля).

Кроме того из-за этого к обслуживанию четырёхтактного двигателя добавляется смена масла после каждых 100 часов работы.

Карбюраторный или инжекторный подвесной мотор?

Системы подачи топлива в двигателях делятся на карбюраторные и инжекторные.

В карбюраторном двигателе жидкое топливо сперва в отдельной камере смешивается с воздухом до состояния однородной смеси (этот процесс и называется «карбюрация») и лишь только затем засасывается в цилиндры.

Конструкция карбюратора сравнительно проста, поэтому финансовые затраты на покупку и последующее обслуживание такого двигателя гораздо ниже, чем в случае инжекторных систем. Для работы карбюратора не требуется электричество — ему достаточно потока воздуха, который всасывает двигатель.

Карбюраторы менее требовательны к качеству топлива.

Они могут дольше и стабильнее, чем инжекторные двигатели, проработать с очевидно плохим бензином. А при засоре их можно почистить вручную.

Небольшое попадание воды карбюраторы тоже переживают без последствий.

Однако карбюраторы гораздо менее экологичны, чем инжекторы. Без микрокомпьютера в них невозможно непрерывно контролировать состав выхлопа, чтобы тот соответствовал жёстким современным стандартам. Хотя карбюраторный двигатель меньше шумит и вибрирует.

Увы, экономичность карбюраторов с точки зрения потребления топлива тоже оставляет желать лучшего.

Без контролирующей электронной системы вне зависимости от оборотов двигателя карбюратор всегда подаёт одинаковое количество топлива.

Компенсировать это использованием дизеля вместо бензина не получится — карбюраторы бывают только бензиновые.

Инжекторные системы, появившиеся во второй половине ХХ века, отличаются от карбюраторов тем, что в них впрыскивание топлива в поток воздуха происходит принудительно с помощью форсунок. Электронная система точно рассчитывает необходимую дозировку.

На судовых двигателях для этого используются два способа: непосредственный впрыск (Direct Fuel injection (DFI)) и электронный (Electronic Fuel Injection(EFI)).

Система непосредственного впрыска применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. В соответствии с названием, при непосредственном впрыске топливо впрыскивается под давлением напрямую в камеры сгорания цилиндров.

Топливо охлаждает камеру сгорания, что положительно влияет на мощность двигателя и позволяет снизить расход топлива и уровень выбросов.

При электронном впрыске топливо распыляется в поток воздуха непосредственно перед впускным клапаном каждого цилиндра.

В отличие от непосредственного впрыска охлаждается не камера сгорания, а впускной клапан. Это улучшает испарение топлива перед попаданием в камеру сгорания.

Двигатели с инжектором быстрее заводятся и стабильнее работают при любом уровне нагрузок.

Инжекторные системы и надёжные. Но если что-то в них всё же сломалось, из-за сложного устройства решить проблему «на коленке» не получится. Для диагностики инжекторов требуется специальное оборудование из сервисного центра.

Читайте также:  Мощность двигателей морских судов

Длина ноги

Подвесные моторы отличаются друг от друга также длиной вала и «ноги», внутри которой он проходит от мотора в верхней части двигателя до винта в нижней. Труба, в которой находится вал, называют «дейдвудной трубой». Из-за этого и всю «ногу» целиком называют также «дейдвуд».

Длина дейдвуда должна правильно соотноситься с высотой транца катера — расстоянием от верхней точки транца до киля.

Моторы с короткой «ногой» в основном предназначены для небольших лодок из ПВХ и RIB. Однако на них иногда ставят и двигатели с большим дейдвудом.

Если установить мотор слишком высоко, винт будет подвержен кавитации (начнёт захватывать пузырьки воздуха) и из-за этого — коррозии. К тому же при кавитации скорость лодки снижается, а обороты двигателя — растут. В результате мотор перегревается.

Не допускать кавитацию помогает антикавитационная плита над винтом.

Но при высокой установке мотора она не работает. Её место — на 5–25 мм ниже днища.

Устанавливать мотор слишком низко тоже не стоит. Из-за этого неоправданно возрастает сопротивление воды. Двигатель будет тратить лишнюю энергию на то, чтобы преодолеть возникшее трение, мощность будет теряться. Также из-за увеличенной осадки высок риск случайно повредить винт на мелководье.

Выделяют четыре типа дейдвудов. Но у каждого производителя они отличаются как по обозначению, так и по длине. Стоит также учитывать, что в зависимости от производителя вместо самого дейдвуда может указываться рекомендованная высота транца.

Винт или водомёт

На конце «ноги» среднестатистического подвесного двигателя располагаются антикавитационная плита и винт.

В базовой комплектации производители поставляют с двигателем винт с усреднёнными характеристиками. Он с большой вероятностью может не подходить для нагрузок, которые ждут винт во время эксплуатации у конкретного владельца. Поэтому, определившись с двигателем, стоит заняться подбором винта к нему. О том, как это сделать, мы уже рассказывали ранее.

Однако есть ещё один вариант — водомёт.

Да, помимо классического стационарного водомёта, который можно встретить и на яхтах, существует также подвесной водомётный двигатель. Такие модели можно встретить в сегменте моторов от 25 до 150 л.с.у Mercury, Yamaha, Honda, Tohatsu, Evinrude.

Верхняя часть и «нога» такого двигателя выглядят абсолютно также, как и у любого другого подвесника. Но вместо антикавитационной плиты и винта под ней на конце «ноги» расположена водомётная установка.

Стоит отметить также, что «нога» у водомётных подвесных двигателей очень короткая. Водомёт располагается сразу под креплением, за которое двигатель вешают на транец.

Преимущества у водомёта перед винтом в данном случае, такие же, как и на стационарных двигателях. Поскольку винт закрыт, а мотор (даже по меркам подвесных двигателей) не уходит глубоко в воду, лодка с таким оборудованием может свободно ходить по мелководью, не боясь зацепить каменистое дно и сломать винт.

В чём же тогда отличие подвесного водомёта от стационарного? Скажем сразу. Не только в уровне мобильности (хотя это и немаловажный плюс подвесников).

Преимущества стационарного водомёта:

Преимущества подвесного двигателя:

Тип управления и система запуска

На небольших надувных лодках из ПВХ, RIB и рыболовных катерах подвесной двигатель заводят вручную, а управление лодкой осуществляют, поворачивая двигатель в нужную сторону за румпель, совмещённый с ручкой газа.

Но уже начиная с 3,3-метров появляются модели с центральной консолью (вроде Brig Falcon 330), на которых управление и контроль газа переведены на отдельную панель со штурвалом. Система электрического запуска появляется на моторах мощностью от 20 л.с.

И чем больше длина корпуса, тем вероятнее, что запуск и система управления даже подвесным двигателем будут дистанционными. На лодках длиннее 6,3 метров румпель не используется совсем. Примером одной из самых больших моделей такого типа может служить американский рыболовный катер Lund 2075 Pro Guide.

Производители

Хотя лидером на рынке подвесных моторов является американская компания Mercury Marine, большинство её конкурентов — японские фирмы.

Как сэкономить на подвесном моторе?

Необходимость покупки двигателя отдельно от лодки означает увеличение конечной стоимости катера чуть ли не вдвое. Идея сэкономить на моторе в этой ситуации выглядит крайне заманчивой. И существует как минимум два способа сделать это.

Первый — найти подходящий двигатель на вторичном рынке.

Купить не новый, а подержанный подвесник. Но за экономию денег придётся заплатить временем, которое придётся потратить на поиск варианта в хорошем состоянии. Иначе скупой заплатит дважды, став постоянным клиентом ремонтных мастерских.

Второй способ сэкономить при покупке двигателя — отдать предпочтение китайским производителям.

Их продукция на 30–50% дешевле, чем модели соседей-японцев. Вот только качество материалов и сборки у китайцев зачастую, мягко говоря, ужасное. Так что при покупке такого мотора требуется быть предельно терпеливым, внимательным и осторожным. Подробный гид по миру китайских подвесников для тех, кто всё-таки хочет рискнуть и присмотреться к ним, мы публиковали в 2019 году.

Что лучше: один подвесной мотор или несколько?

У двух или даже трёх подвесников есть несомненное преимущество. Так как винты у них обязательно вращаются в разные стороны, лодку с такой системой проще швартовать.

Кроме того, независимый дополнительный мотор или моторы — гарантия, что лодка не останется без двигателя в случае поломки. Шансы, что два или, тем более, три-четыре мотора сломаются одновременно, значительно ниже.

Однако если выбор стоит между тем, поставить ли, например, один двигатель на 300 л.с. или два по 150 л.с., существенного выигрыша в мощности, как может показаться на первый взгляд, «умножение сущностей» не даёт. Зато увеличиваются расходы на заправку и обслуживание. Два менее мощных двигателя почти всегда будут весить больше, чем один более мощный.

Выбирать вместо одного двигателя два с этой точки зрения имеет смысл, если суммарная мощность превосходит возможности одинарных двигателей (как в примере с Grizzly 960 Unimog, который мы приводили выше). Также из-за характерного снижения сопротивления воды сдвоенные или строенные установки позволяют лодке немного быстрее разгоняться.

Источник

Оптимальный тип водоизмещающего катера

Экономичность тихоходного катера с автомобильным двигателем всегда оказывается выше, чем глиссирующего. Может ли водоизмещающий катер с автомобильным двигателем достичь экономичности современной малолитражки?

Опыт эксплуатации катеров водоизмещением 1,5—2 т, оснащенных четырехтактными двигателями и рассчитанных на туристское плавание с экипажем из 3—4 чел., нередко подтверждает, что расход топлива около 10 л на 100 км пути вполне реален. Однако на практике добиться высокой экономичности водоизмещающего катера можно только при следующих условиях: правильном выборе обводов корпуса и соответствующей им скорости движения, установке экономичного двигателя и выборе режима его работы, подборе оптимального винта и правильном его расположении относительно корпуса, т. е. при верном решении целого комплекса задач.

Для наиболее тихоходных и мореходных катеров оптимальным является корпус с острой кормой вельботного или крейсерского типа (см., например, книгу X. Баадера «Разъездные, спортивные и туристские катера», Л., «Судостроение», 1976). Целесообразными пределами скорости для катеров такого типа являются 9 км/ч при длине корпуса по КВЛ 6 м и 10 км/ч — при длине 7,5 м. Если эти значения скоростей превысить, увеличится ходовой дифферент катера и сопротивление воды его движению, возрастет потребная мощность двигателя и расход горючего на каждый пройденный километр пути. Поэтому для катеров, рассчитанных на водоизмещающее плавание с несколько более высокими, чем указано выше, скоростями, становятся оптимальными обводы корпуса с транцевой кормой. Широкая и полная корма создает подъемную силу, препятствующую возникновению чрезмерного ходового дифферента. Для водоизмещающего режима плавания достаточно, чтобы углубление транца составляло 0,2—0,25 осадки корпуса на миделе.

График, приведенный на рис. 1, дает наглядное представление о взаимосвязи скорости, водоизмещения, длины корпуса по ватерлинии, сопротивлении воды и расходе горючего (в литрах на 100 км пройденного пути) для катеров с транцевой кормой, на которых устанавливаются двигатели с удельным расходом горючего 250 г/л. с. ч. Предполагается, что гребной винт имеет параметры, позволяющие получить общий пропульсивный КПД, равный 0,5.


Рис. 1. Изменение сопротивления (Р, кгс), потребной мощности (N, л. с.) и расхода топлива (Q, л/100 км) в зависимости от скорости (V, км/ч), водоизмещения (D, т) и длины по КВЛ (L, м) водоизмещающего катера.

Анализируя график, можно установить, что для большинства катеров оптимальна скорость движения (с точки зрения расхода топлива) 9—11 км/ч. Эту скорость катер водоизмещением до 2 т может достичь при мощности двигателя всего 2,5-3 л. с. Для тяжелых и коротких катеров (D = 1,5—2 т; L = 6—7 м) незначительное повышение скорости по сравнению с оптимальной (всего на 2 км/ч) увеличивает расход топлива в 2 раза, т. е. на 10—15 л на каждые 100 км. Снижение же скорости на 2 км/ч уменьшает расход топлива всего на 3—4 л.

Читайте также:  Диагностика двигателя автомобиля реферат

Для легких и длинных катеров удовлетворительный расход горючего можно получить при более высоких скоростях — 18—20 км/ч.

Хотя для плавания катера на экономической скорости потребная мощность двигателя составляет всего 2,5—3 л. с, устанавливать такой двигатель нерационально — необходим запас мощности для плавания в тяжелых метеорологических условиях. При этом нужно учитывать следующее: если мощность, снимаемая с двигателя, составляет менее 1/3 номинальной, то экономичность его работы снижается. Расход горючего при работе двигателя на частичной мощности можно оценить по графику, приведенному на рис. 2.


Рис. 2. Обобщенная характеристика четырехтактных карбюраторных двигателей:
Nмакс — максимальная мощность двигателя (л. с); nном — частота вращения, соответствующая максимальной мощности двигателя (об/мин). 1 — относительная внешняя характеристика двигателя; 2 — область минимальных удельных расходов топлива; 3 — катерная характеристика с нормальным винтом; 4 — катерные характеристики с тяжелыми винтами; изолинии относительных удельных расходов (q) показывают, во сколько раз удельный расход на этой линии больше, чем удельный расход при максимальной мощности.

Поясним на примере, как пользоваться этим графиком. Предположим, на лодку длиной 6 м (D = 1,5 т) установлен двигатель мощностью 8 л. с., который развивает 3000 об/мин и имеет удельный расход топлива 320 г/л. с. ч. Если применен оптимальный гребной винт, то при полностью открытом дросселе двигатель разовьет 3000 об/мин; скорость катера составит 12,5 км/ч (рис. 1), расход топлива — 23 л на каждые 100 км. Но так как график построен для двигателей с удельным расходом 250 г/л. с. ч, то действительный расход пропорционально равен: Q = 23х320/250 = 29,5 л/100км.

Если дроссельная заслонка прикрыта, режим работы двигателя изменяется по винтовой характеристике. Для водоизмещающих катеров в диапазоне скоростей 10—15 км/ч винтовая характеристика связывает мощность и частоту вращения зависимостью:

Учитывая, что 2,5 л. с. (мощность экономичного режима) составляет 31% максимальной мощности двигателя, равной 8 л. с., по кривой 3 (для оптимального винта) находим, что при этом отношение частоты вращения

а увеличение удельного расхода топлива из-за работы двигателя на частичной мощности q = 1,4. Таким образом, расход топлива при N = 2,5 л. с. и V = 10 км/ч составит: Q = 9х320/250х1,4 = 16,1 л/100 км. Двигатель при этом будет развивать: n = 3000х0,71 = 2130 об/мин.

Приведенные здесь и ниже расчеты расхода топлива ориентировочны, так как не учтены особенности обводов катера, марка двигателя, его износ и т. д. Действительный расход может изменяться в полтора и более раз. Однако эти расчеты позволяют наглядно оценить влияние того или иного фактора экономичности и, следовательно, выбрать оптимальные режимы работы двигателя, скорость, винт и т. д.

Из рис. 2 видно, что экономичность можно повысить, если установить более тяжелый винт. Например, чтобы при соотношении N/Nмакс = 0,31 войти в область оптимальных значений удельного расхода топлива, двигатель должен развивать при отношении n/nном = 0,38—0,45 n = 1140—1290 об/мин.

Эта область находится недалеко от винтовой характеристики 4 б. По этой характеристике можно определить, что если дроссельная заслонка полностью открыта, двигатель разовьет всего 1650 об/мин (nмакс/nном = 0,55 ), что соответствует мощности 5,52 л. с. (Nмакс/N = 0.69). Максимальная скорость с тяжелым винтом уменьшится до 11,3 км/ч, однако при этом уменьшится и расход топлива:Q = 9х320/250х1,02 = 11,7 л/100 км.

Если главная цель — повышение экономичности эксплуатации катера, то шаг винта следует выбирать таким образом, чтобы режим работы мотора на экономичной мощности находился в области минимального удельного расхода топлива, т. е. чтобы винт был заведомо тяжелым. Если необходимо иметь повышенный запас скорости (например, для постоянного преодоления сильного встречного течения и др.), винт рассчитывают на работу двигателя на максимальной точке винтовой характеристики. С другой стороны, применять излишне тяжелые винты нецелесообразно, так как при небольшой ошибке в определении параметров винта, а также при перегрузке катера двигатель будет работать по внешней характеристике, что нежелательно с точки зрения снижения моторесурса двигателя и его экономичности. Кроме того, при включении хода на пониженных оборотах двигатель с излишне тяжелым винтом, как правило, глохнет.

Проверка правильности выбора винта производится по числу оборотов nмакс при максимальном открытии дросселя — отношение для тяжелых винтов должно быть не меньше 0,4—0,5.

Наиболее подходящим двигателем для катеров водоизмещением до 2 т был бы двигатель типа УД 15В, разработанный почти 15 лет назад (см. «КЯ» № 15 за 1968 г.). К сожалению, этот легкий и экономичный (удельный расход 230 г/л. с. ч) двигатель так и не был запущен в серийное производство. Данные по другим двигателям, которые можно устанавливать на катерах самостоятельной постройки, приведены в таблице.

Основные характеристики четырехтактных двигателей для водоизмещающих катеров

Марка двигателя Мощность, л. с. Частота вращения, об/мин Число цилиндров Удельный расход, г/л. с. ч. Масса, кг Охлаждение Применение Примечание
УД1 4 3000 1 370 68 Воздуш. Открытые водоизм. лодки См. «КиЯ» № 37
УД15 4 3000 1 320 41 Воздуш. См. «КиЯ» № 37
Л3 3 2200 1 335 72 Водяное Снят с производства
УД2 8 3000 2 330 90 Воздуш. Каютные катера водоизм. менее 2 т. См. «КиЯ» № 37
Уд25 8 3000 2 320 52 Воздуш. См. «КиЯ» № 37
Л6 6 2200 2 335 92 Водяное Снят с производства
Л12 12 2200 4 335 147 Водяное Тяжелые катера водоизм. более 2 т. Снят с производства
УД4 16 3000 4 400 125 Воздуш. Снят с производства
П23-М 19 2500 2 320 180 Водяное Пусковой тракторный двигатель
МЕМЗ-966А 30 4200 4 260 80 Воздуш. Катера повыш. быстроход-
ности
Автомобильн. двигатель
МЕМЗ-968 40 4400 4 260 90 Воздуш.
МЗМА-408 50 4700 4 240 146 Водяное

Даже самые маломощные автомобильные двигатели оказываются весьма неэкономичными при эксплуатации на частичной (2—5 л. с.) мощности. При повышении скорости тихоходного катера с автомобильным двигателем расход топлива увеличивается незначительно, так как с увеличением мощности улучшается экономичность двигателя.

Так, для катера длиной 6 м и водоизмещением 1,5 т, на котором установлен двигатель МЗМА-408, выполнив расчеты подобно приведенному выше примеру, найдем следующие значения расхода горючего при различной скорости движения катера:

СкоростьV, км/ч Снимаемая мощность N, л. с. Расход горючего Q, л/100 км
10 2,5 9х2,6х240/250=22,5
12 6,5 20х1,4х240/250=26,8
14 12,5 33х1,1х240/250=34,8

При установке двухтактных двигателей, наиболее доступные из которых — подвесные моторы «Ветерок» и стационарный лодочный мотор СМ-557Л, показатели получаются значительно менее экономичные. Вследствие повышенной мощности, низкой экономичности и малого диаметра гребного винта расход топлива на катере с двигателем СМ-557Л на экономичной скорости оказывается в 2,5 выше минимального, который можно получить при установке четырехтактного двигателя.

Для лодки с мотором «Ветерок» расход топлива увеличивается уже в 3—3,5 раза, причем этот мотор при установке на водоизмещающем катере практически не имеет запаса тяги. Например, при установке «Ветерка-8» на лодке «Онега» или «Форель» с 1—2 чел. на борту можно развить скорость 9 км/ч. При этом расход топлива оказывается больше в 2,5—3 раза, а масла в 25 раз, чем у тяжелого водоизмещающего катера с автомобильным двигателем, экономическая скорость которого к тому же выше на 1—3 км/ч.

Как правило, дизельный двигатель при равной мощности в среднем расходует на 30% меньше топлива (по объему), чем карбюраторный. Поэтому за рубежом, особенно в последнее время, получили широкое распространение одноцилиндровые дизели мощностью 6—8 л. с. и массой 50—80 кг. Водоизмещающий катер с таким двигателем на экономичном ходу расходует около 7 л на 100 км.

Приведенные выше соображения об экономичности двигателей различного типа оказываются справедливыми только для исправного двигателя. Следует помнить, что неправильная регулировка зажигания, клапанного механизма, сильное нагарообразование, перебои в зажигании могут увеличить расход топлива на 10—20%, а «прожорливость» изношенного двигателя может быть в 1,5 раза выше, чем у нового.

Особого внимания требует и подбор оптимального гребного винта, элементы которого существенно отличаются от винтов глиссирующих катеров. Малая скорость катера вынуждает применить винты достаточно большого диаметра, несмотря на невысокую мощность. Например, для 2,5-сильного двигателя диаметр достаточно эффективного винта составляет 400 мм при шаге 250—280 мм и частоте вращения 750 об/мин. В этом случае можно получить КПД винта около 60% и общий пропульсивный коэффициент движительной установки η = 50%. Именно эти цифры принимались за исходные при составлении графика рис. 1.

Читайте также:  Загорелась контроль двигателя шкода

Для эффективной работы винтов большого диаметра на пониженных оборотах требуется установка редуктора. Так, для двигателя УД25 передаточное отношение редуктора при тяжелом винте должно быть 1,8, при нормальном — 3. Можно использовать редуктор от двигателя СМ-557Л, коробки передач от легковых автомобилей и т. п.

Увеличение частоты вращения винта понижает его расчетный КПД и, следовательно, экономичность. Так, при повышении частоты вращения с 750 об/мин до 1500 об/мин (диаметр винтов уменьшится до 290 м) расход топлива на экономичной скорости должен увеличиться в 1,2 раза, а при увеличении частоты вращения до 3000 об/мин (диаметр винта 200 мм) — уже в 1,5 раза.

Важно также обеспечить нормальный подток воды к винту, без помех от толстого бруса ахтерштевня, кронштейнов гребного вала и т. п. Винт большого диаметра, руль и дейдвуд хорошо обтекаемой формы, правильный выбор расстояний дейдвуда до кромок винта — это также обязательные условия получения высокой экономичности.

Гребные винты большого диаметра позволяют получить большой упор па швартовах, что важно для водоизмещающих катеров с маломощными двигателями, чувствительных к сильному встречному ветру. Аэродинамическое сопротивление при скорости встречного ветра 15 м/с имеет тот же порядок, что и сопротивление катера на экономичном ходу. В этих условиях запаса мощности двигателя при винте малого диаметра может не хватить даже для поддержания минимальной скорости, на которой катер еще управляется.

Как правило, водоизмещающие катера отличаются высокой мореходностью, большой грузоподъемностью. На таких катерах во время плавания удается создать достаточно комфортабельные условия, что позволяет увеличить суточный пробег, который можно сравнить с таким же показателем глиссирующего катера (см. «КЯ» № 86).

В предлагаемом проекте катера «Плес» соотношение длины по КВЛ к ширине принято равным 5. Расход топлива у такого катера будет на 40-50% больше, чем с оптимальным соотношением размерений, однако уменьшение длины облегчит постройку и хранение катера.

Ширина корпуса по ватерлинии — 1,5 м, оказывается недостаточной для создания комфортабельных условий для путешествий экипажа из 3—4 чел., поэтому обводы выбраны двускуловыми, с максимальной шириной корпуса выше КВЛ 2 м.

Общее расположение и внешний вид катера «Плес»


1 — форпик, доступ из каюты через люк; 2 — ниша для якорных тросов, имеет сток за борт; 3 — якорные клюзы (трубы); можно отдавать якорь, не выходя на палубу; 4 — отсеки для снабжения; 5 — каюта; 6 — шкаф для выходной одежды; 7 — обеденный уголок со складным столиком; под Г-образным диваном багажник (спас, жилеты); 8 — водонепроницаемая переборка; 9 — двигатель; 10 — ахтерпик; 11 —сиденье, под ним радиатор отопления с вентилятором; 12 — место водителя, рядом мойка; 14 — газовая плита; 15 — шкаф для рабочей одежды (имеет сток за борт, радиатор и вентилятор); 16 — топливные баки емкостью по 100 — 150 л; 17 — панель управления катером.

Основные данные катера «Плес»
Длина наибольшая, м 8
Длина по КВЛ, м 7,5
Ширина габаритная, м 2
Ширина по КВЛ, м 1,5
Осадка корпусом, м 0,3
Осадка габаритная, м 0,6
Грузоподъемность расчетная, кг 500
Грузоподъемность максимальная, кг 1300
Число спальных мест 4-5

Теоретический чертеж катера «Плес»

Таблица плазовых ординат

Линия № шпангоута
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Расстояние от носа до шп., мм 550 1100 1700 2350 2950 3600 4250 4920 5600 6800 7400 8000
Высоты от основной, мм
Киль (1) 1200 360 60 5 3 10 25 80 140 175 205
Скула a (3) (570) (445) (350) 285 240 215 210 210 220 245 260 275
Скула б (4) (600) 560 520 495 475 440 420 405 400 405 410 415
Борт (5) 1300 1175 1140 1105 1075 1050 1030 1015 1000 980 960 940 930
Борт (6) 1300 1290 1280 1260 1240 1230 1220 1210 1200 1180 1160 1155 1140
Слом рубки (7) 1300 1350 1380 1405 1430 1440 1440 1915 1940 1940 1460 1155 2
Палуба в ДП (8) 1300 1360 1420 1455 1840 1500 1880
1510
1940
1980 2000 2005
Полушироты от ДП, мм
Ватерлиния (2) 105 260 450 570 660 700 735 730 650 560 440
Скула а (3) (40) (190) (300) 440 530 590 640 650 640 590 520 440
Скула б (4) 85 290 470 630 730 795 840 845 820 760 705 640
Борт (5,6) 410 600 740 840 910 960 990 1015 1010 950 910 850
Слом рубки (7) Ветви шпангоутов между линиями 6 и 7 наклонены под углом 6°.

При установке дизеля (2ЧСП 8,5/11 или Д21) водоизмещение возрастает до 1550 кг. При использовании мощности 17,5 л. с. судно сможет развить скорость 17,5 км/ч, расходуя на 100 км пути 25—27 л топлива. При скорости 11 км/ч расход топлива уменьшается до 12—14 л.

Двигатель предполагается разместить под палубой кокпита и закрыть сверху съемным капотом. С носа и кормы моторный отсек выделен водонепроницаемыми переборками. Топливные баки емкостью по 100 л расположены в специальных выгородках по бортам моторного отсека.

Ходовая рубка совмещена с салоном и камбузом. По правому борту салона размещен отсек непотопляемости, который используется для хранения различного снаряжения. На схеме утолщенной линией показаны водонепроницаемые переборки. Наличие сплошных герметичных переборок в нижней части позволяет сделать корпус более прочным, облегчить конструкцию катера и, кроме того, разделить весь объем на 13 водонепроницаемых отсеков. Все переборки выполняют конструктивные функции и не мешают перемещениям экипажа.

Построить корпус можно и из легких алюминиевых сплавов. Дощатый катер из-за значительной массы будет иметь максимальную скорость около 13—14 км/ч. Особое внимание надо уделять всемерному облегчению внутренней отделки, судовой мебели, рациональному ограничению оборудования, предметов снабжения, запасов продовольствия, запасных частей и т. д. (Заметим, что перегрузка на каждые 100 кг увеличивает расход топлива на 15%). Катер можно эксплуатировать при водоизмещении до 2,5 т, но при этом экономически оправданными будут скорости до 12—13 км/ч.

Значительный развал шпангоутов обеспечивает положительную остойчивость катера вплоть до углов крена 60°, когда в воду входит линия борта. Поэтому катер достаточно безопасен при эксплуатации даже на волнении. Однако вследствие малой начальной остойчивости уже при плавании вдоль волны высотой 0,4—0,5 м катер испытывает значительную качку. Поэтому наиболее целесообразно его эксплуатировать на крупных реках, где достаточно высокая волна развивается только вдоль русла, т. е. качка будет в основном килевая; водоизмещающие катера именно при ходе против волны имеют мягкий ход и умеренную килевую качку. Из-за малой начальной остойчивости катер не имеет потопчин и для выхода на переднюю палубу оборудован съемным трапом и двойным откидным люком.

Конструктивный мидель-шпангоут катера «Плес»

1 — настил палубы, фанера δ = 3; 2 — бимс 18X100; 3 — стрингера 25×20; 4 — кницы, фанера δ = 6; 5 — стрингера бортовые, комингс проема, 25X20; 6 — кницы, фанера δ = 6; 7 — днищевые и скуловые стрингера, 30X20; 8 — заполнитель флора, 18X20; 9 — кильсон 60X22; 10 — заполнитель кильсона, 120Х22; 11 — фальшкиль 40X22; 12 — сменный фальшкиль 35X22 с оковкой из нерж. стали 2X25; 13 — киль 70X22; 14 — кница флора, фанера δ = 6; 15 — флор 50Х18; 16 — обшивка днища, фанера δ = 6; 17 — скуловая полоса, фанера δ = 6; 18 — ребро 30X18; 19 — топтимберс 50X18; 20 — обшивка борта, фанера δ = 4; 21 — стрингера 25X20; 22 — зашивка шпангоута, фанера δ = 4; 23 — ребро жесткости, пиллерс; 80X18; Весь набор выполнен из сосны.

Б. Е. Синильщиков, Ю. Н. Мухин, «Катера и яхты», 1982, №06(100).

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

Источник

Ответы на популярные вопросы
Adblock
detector