домашний механик

Так называлась рекламная заметка в английском каталоге товаров для водного спорта и туризма. Всего за 49.95 фунтов проспект обещал всем купившим "гидростабилизатор" - подводные крылья на антикавитационную плиту подвесного мотора - целый букет преимуществ, включая более быстрый выход мотолодки на глиссирование, быстрый разгон, лучшую устойчивость на курсе и даже повышение скорости и экономию топлива. Заинтересовавшись (но не имея лишних 50 фунтов), мы решили проверить заманчивые утверждения на практике.

Для начала стали искать материал на эту тему. В основном, это были аналогичные краткие сообщения в каталогах или рекламных проспектах. Лишь спустя некоторое время появилась возможность как-то систематизировать и обобщить полученные сведения.
В результате получилось, что существуют три основных типа крыльев для ПМ: стреловидные в плане (а), в виде "ласточкиного хвоста" (б) и с гидродинамическим профилем, согласованным с обводами кормы МЛ (в). Первые два типа крыльев применяются для менее мощных моторов, третий - на моторах мощностью порядка 50 л.с. и более.
Поскольку на российских водных просторах пока еще господствуют "Вихри" и "Нептуны", наиболее актуальными нам показались первые два типа крыльев. Чтобы не распыляться, мы сразу остановились на стреловидных крыльях, так как они легче в изготовлении. Без особых изысков из стального листа изготовили три пары крыльев: с углами атаки 3°, 7° (на снимке) и 10°.

Общий вид изготовленных автором стальных гидростабилизаторов

Чтобы не сверлить отверстия в антикавитационной плите (зарубежные крылья крепятся винтами, судя по рисункам), мы применили крепление в виде струбцины. Правда, испытания показали, что это - слабое место конструкции: выявилась необходимость периодического подтягивания крепления. Возможно, данный способ крепления был бы более эффективен при изготовлении крыла из более прочного материала.
В источниках не было указано, на всех ли режимах и загрузках достигаются заявленные преимущества, или это относится лишь к определенным режимам (например, максимальной скорости с максимальной загрузкой лодки). Поэтому было опробовано несколько вариантов загрузки лодки.
Испытания проводились в несколько этапов. На каждом этапе определялась схема загрузки лодки, замерялось время прохождения мерного участка длиной 500 м в двух направлениях, время выхода на глиссирование с оборотов холостого хода, частота вращения маховика на максимальном режиме. По результатам замеров рассчитывалась скорость лодки, а также определялась разница в скорости с крыльями и без них. Результаты всех испытаний были сведены воедино и представлены в виде таблиц.

Анализ таблиц показывает, что на всех режимах при установке любого из имеющихся комплектов крыльев наблюдаются следующие общие тенденции:
- снижаются обороты двигателя
на 6-8%;
- снижается скорость лодки
на 1.5-8%;
- сокращается время выхода на глиссирование на 15-60%.

Три основных вида гидростабилизаторов-крыльевых наделок на антикавитационную плиту ПМ: а - стреловидные (клиновидные); б - в виде "ласточкиного хвоста"; в - с гидродинамическим профилем (и углом "килеватости" до 20?)

Уменьшение времени выхода на глиссирование существенно улучшает эксплуатационные свойства мотора. Кроме того, мы смогли обеспечить выход на глиссирование и при такой схеме загрузки лодки, когда без применения гидростабилизаторов пассажирам приходилось с задних сидений устремляться вперед, чтобы добиться того же результата. На наш взгляд, это немаловажное удобство заслуживает внимания.
Все испытанные крылья обеспечивают удовлетворительный выход на глиссирование. Но сила лобового сопротивления во время движения возрастает. Это свидетельствует о том, что крыло не обеспечивает потребной подъемной силы, и в результате поверхность смачивания увеличивается.
Снижение скорости лодки и числа оборотов двигателя свидетельствует об увеличении силы лобового сопротивления. Наихудшие показатели были получены на низких скоростях. При увеличении скорости лодки разница уменьшалась.
Были исследованы дополнительно еще несколько вариантов. Приведем их основные результаты.
Подрезка крыльев с углом атаки 10° на 50 мм оказалась неэффективной при основных вариантах смены моторов и лодок. Разница в скорости осталась почти той же, а время выхода на глиссирование практически сравнялось с базовым.
С целью проверки влияния установки крыльев на ходовые качества лодки была проведена буксировка "Казанки-6" при увеличенной нагрузке на корму (см. табл.). Результаты вполне сопоставимы с предыдущими, но скорость по вышеизложенным причинам упала даже еще больше.
Для оценки работы крыла на повышенной скорости отдельно было проведено испытание опытного образца ПМ "Ветерок-20" на легкой лодке "Казанка-6" (допускаемая мощность мотора 12 л.с.). При нагрузке 2 чел. установка крыла с углом атаки 10° (подрезанного на 50 мм) привела к уменьшению числа оборотов двигателя с 5000 до 4750 и снижению скорости с 44.6 до 41.9 км/ч.
Прибавка скорости при установке крыльев отмечена лишь в одном варианте, когда была подобрана такая схема загрузки "Казанки-5М", при которой для выхода на глиссирование необходимо было бы смешать центр тяжести вперед: на передних сиденьях размещались 2 чел. общим весом 138 кг и на задних - 2 чел. весом 175 кг. С ПМ "Ветерок-20" и подрезанными на 50 мм крыльями с углом атаки 10° число оборотов двигателя уменьшилось с 4000 до 3900 об/мин, а скорость увеличилась с 22.2 до 22.4 км/ч, т.е. на 1%.

Чертеж испытываемого варианта гидростабилизатора (левое крыло симметрично)

Результаты испытаний показывают, что крылья могут дать прибавку скорости лишь при получении на них такой подъемной силы, которая позволила бы уменьшить поверхность смачивания судна. Это может быть достигнуто лишь при тщательном выборе профиля. Если считать главной задачу уменьшения времени выхода на глиссирование (очень важную для воднолыжных буксировщиков и при значительной загрузке лодок), то можно считать приемлемыми (с необходимыми доработками) крылья с углом атаки 5-8° для подвесных лодочных моторов мощностью 20-30 л.с.
Первые результаты, конечно, не совсем соответствуют обещаниям рекламных проспектов, однако, в ряде случаев использование крыльев на наших ПМ действительно может быть оправдано. Возможно, более высокой эффективности гидростабилизаторов можно ожидать, используя их на моторах повышенной мощности (например, зарубежного производства.
И, в заключение, одно пожелание. Сложность оценки и доводки параметров крыльев заключается в том, что для отечественных ПМ не предлагается набор сменных гребных винтов. К примеру, "Вихрь-30" - самая распространенная модель среди относительно мощных моторов (на него мы в основном и ориентировались), комплектуемый гребным винтом с диаметром 240 мм и шагом 300 мм, можно дополнить лишь одним "грузовым" винтом уменьшенного шага, в то время как для иностранных моторов аналогичной мощности при штатном винте 260_315 имеется выбор целого ряда гребных винтов - не менее 3-5 - диаметром 260 мм и шагом от 220 до 450 мм.

Установка подводных крыльев требует точного подбора гребного винта в зависимости от типа лодки и необходимости получения того или иного результата (увеличение скорости, сокращение времени выхода на глиссирование и т.п.).
Так что производителям наших лодочных моторов стоило бы задуматься над расширением диапазона выпускаемых гребных винтов, и тогда - с крыльями или без них - у потребителя будет больше возможностей оптимизировать свой "водный транспорт" для выполнения конкретных задач.

С.Черноусенко,
г. Ульяновск