Воплощение юношеской Мечты


ресурсы погружение механника ТА торпеды электроника статьи галерея качать декали книги




Введение
Идея построить действующую модель подводной лодки мне пришла еще в юности (начитавшись популярной научно-технической и научно-исследовательской литературы (Кусто, Штурм Глубины, В мире безмолвия, и т.д. и т.п.) Серьёзно помогли редкие в те годы и СССР журналы: ModellWerft, SchiffsModell (за 80-е годы).
В 1989 году лодка была заложена (сделана болванка и выклеен корпус). Затем, был долгий перерыв не зависящий от меня, и уже к концу 1994 года лодка была построена.
При постройки модели подводной лодки для меня на первом плане была идея решения двух задач доступными в то время техн.средствами:
  • 1.осуществить «комбинированную» систему погружения (с помощью рулей глубины и балластных цистерн).
  • 2.сделать лодку с соосными винтами.
Следовать копийным традициям (привязывать модель к конкретной реальной копии субмарины). непозволяло отсутствие достоверной фото и проектной информации как таковой(для подводных лодок с таким типом движительной установки, поэтому я не стал привязывать модель к конкретной копии реальной субмарины.
Поскольку это небольшая обзорная статья, я буду обращать внимание только на мои основные технические решения и их реализацию.

Технические характеристики моей модели:
Длина модели: 1350мм.
Ширина на миделе: 160мм.
Масштаб модели: 1:66
Диаметр винтов: 87мм и 77мм.
Полная масса в погруженном состоянии: 22,5кг.
Полная сухая масса модели: 19,5кг.

Чертеж корпуса подлодки, Вы можете скачать здесь, масштабом 1:2,5

Собрав всю необходимую/доступную материальную часть (двигатель, компрессор, аккамуляторы , и шестерни), я сделал компановочный чертеж - вписав по габаритам в корпус все имеющиеся элементы и узлы.
В качестве аппаратуры р\управленя использовал имеющийся у меня на тот момент «рабочий» комплект СИГНАЛ 7 (производства ГДР(PIKO)). Ниже показана схема с внутренней компановкой основных агрегатов подлодки, с разнесением, самых тяжелых агрегатов, аккумуляторов и ходовой установки; в нос и корму соответственно. .

Общая схема подлодки


1. Редуктор, 2. Задвижка воздушная, 3. Поплавковый клапан, 4. Servo управления горизонтальными рулями (носовыми и кормовыми), 5. Приемник, 6. Два Servo: первое - для управления ходовым двигателем, второе - для управление компрессором (синхронно) и приводом задвижки, 7. Воздушная дренажная трубка, (она же антенна) 8. Крышка люка 9. Фланец люка 10. Тяга курсовых рулей, 11. Электродвигатель МУ-50, 12. Servo курсовых рулей 13. Компрессор, 14. Поплавковый клапан, 15. Балластная цистерна левого борта, 15а. Балластная цистерна правого борта, 16. Кингстон балластных цистерн, 17. Свинцовый балласт, 18. Аккумуляторная батарея, 19. Силовые шпангоуты, 20. Тяга кормовых рулей глубины, 21. Соединительная труба балластной цистерны с кингстоном (забора балласта), 22. Тройник водовода балластных цистерн, 23. Оргстекло.

Именно имеющиеся в наличии технические средства; такие как возможности компрессора и имеющиеся оборудование (задвижка, трубки большого диаметра от духовых инструментов) определило конструкцию балластной системы (о типах балластных систем я в то время и не подозревал). Опять же, используя «современную терминологию» способ погружения моей подводной лодки можно назвать комбинированным. Лодка погружается при полном заполнении балластных цистерн лишь под верхний срез рубки «под перескоп», а затем дальнейшее погружение происходит динамически на ходу, за счет рулей глубины. Так как в те годы, сложная автоматика и электронная компанентная состовляющая была мне тогда не доступна.

Корпус
Корпус склеен слоями из стеклоткани с эпоксидной смолой. Форму для корпуса делал из плотного пенопласта. Было нанесено около 4-5 слоев стеклоткани. Далее корпус был распилен вдоль горизонтально и удалена пенопластовая форма. В получившийся две половинки вклеил элементы конструкции; в верхнюю часть фланец люка изготовленный из дюраля, (толщиной 4мм, шириной 80мм и длинной 700мм), в нижнюю, два силовых шпангоута (фанера 10мм), в носу и корме. Все вклеивал с помощью эпоксидной смолы. Затем изготовил собрал и установил все элементы кормовых рулей (горизонтальных и вертикальных) и носовых (горизонтальных). Также была вклеена направляющий тоннель линии вала (на этот момент конструктивный модуль (редуктор, двигатель дейдвуд) был готов, что позволило точно и окончательно собрать и вклеить тоннель. В изготовлении винто-рулевого механизма в основном использована латунь и бронза. А именно : кормовые рули, неподвижные части изготовленны из дюраля, толщиной 5мм. Подвижные части рулей паянные из листовой латуни толщиной 0,5мм. Сальники: тонкостенная трубка (от антенн) наружным диаметром 11мм , втулки бронзовые, шайбы - второпластовые, рычаги - листовая латунь толщиной 1мм, П-образный шарнир-наконечник - бронза 5 х 5 х 20мм, тяги - стальная проволока 3мм. Носовые рули паянные из листовой латуни толщиной 0,5мм. Склейку двух половин корпуса сделал следующим оброзом: изнутрии корпус стянул (поперек линии разреза) аллюминевыми полосками (размером 20х40мм их общее количество 12 шт.) при помощи болтов. Проклеил изнутри полосками стеклоткани (размером 20х200мм 15-20 штук) внахлест по всей длине. Все манипуляции по сращиванию частей корпуса лодки делал через люк (фланец), он так же предназначен для технического обслуживания механизмов лодки.

Люк
Люк предназначен для технического обслуживания механизмов лодки. Крышка двухслойная, дюралевая толщиной 2мм, а средняя часть сделана из оргстекла, толщиной 6мм, слои склеены и свинчены латунными винтами М3. При закрывании люка дюралевая плоскость перекрывает всю поверхность фланца-люка кроме средней прозрачной части. Часть сделанная из оргстекла плотно заполняет все пространства отверстия люка, в итоге получается очень жесткая конструкция, которая увеличивает жесткость корпуса подлодки.
1. Корпус подлодки, 2. Дюралевая рама люка, 3. Оргстекло, 4. Винты стягивающие оргстекло и дюралевую раму, 5. Винты закрывания люка, 6. Фланец люка, 7. Герметик-прокладка.
Для герметизации, я использовал герметичную прокладку из авиационного 2-х компонентного герметика. После затвердевания, герметик становиться очень похож на обычную резиновую прокладку, только необходимой мне формой и размером.

Сальники
Сальники сделаны по простой схеме, (Это обычная латунная трубка с впаенными с двух сторон бронзовыми втулками. На трубку припаяна дополнительная латунная трубка диаметром 4мм х 2,5мм, которая выведена наружу, она предназначена для шприцевания сальников маслом. Герметичность сальника достигается тем что сальник внутри заполнен войлочными «шайбами» припитанными очень густой водостойкой смазкой. Перед каждым запуском подлодки, все сальники прошприцовываются этой же смазкой.
Практика показала что несмотря на такую простую конструкцию сальники хорошо справляются со своей задачей. (лодку для проверки оставляли на 3-х метровой глубине, в бассейне, в течении 40 мин. в трюме было сухо.

1. Вал руля, 2. Латунная втулка, 3. Трубка, 4. Латунная стяжная гайка, 5. Рулевой рычаг, 6. Пайка, 7. Болт наконечника тяги, 8. Крепежный элемент (в виде план-шайбы), 9. Смазка и войлочные шайбы (D7xd3xh3mm).

Ходовая установка
Сделана по классической схеме: двигатель, понижающий редуктор, дифференциальный редуктор, на выходе которого два вала, вал в вале. (коэффициент передачи редуктора 1:4). Я применил широко используемые в «советские» времена двигатель МУ-50 и редуктор собственной конструкции. Редуктор, дейдвуд и двигатель выполнен единым конструктивным блоком. Размер корпуса редуктора не превышает ширину размера люка, что обеспечивает легкий доступ при монтаже/демонтаже, и тем самым обеспечивает ремонтопригодность редукторного блока. Редуктор проектировал на основе имеющихся у меня в наличие готовых шестерен и подшипников. Стенки редуктора сделаны из дюраля, толщиной 5мм, соединены винтами М4 с использованием герметика. Редукторный блок и дейдвудный канал заполнен водостойкой густой смазкой средней консистенции. Ни каких специальных (готовых) сальников я не применял. Герметичность линии вала оказалась достаточной и при таком техническом решении. Двигатель МУ-50 имеет фланцевое соединение, которое позволяет прикрепить его достаточно надежно к редуктору. Редуктор смазывается через верхний собственный люк. Редуктор в корпусе плотно фиксируется засчет отформованного посадочтого места (стеклоткань и эпоксидка) ванно-образной формы ограниченной с трех сторон, в трюме, и стопорных болтов в кормовой части лодки.
Чертежи всех деталей редуктора можно скачать здесь одним файлом.
Cхема линии валов.
1. Фланец крепления дедвудной трубы к редуктору, 2. Подшипник, 3. Вал малого гребного винта, 4. Полый вал большого винта, 5. Основная труба дейвуда, 6. Трубка для шприцевания смазкой, 7. Направляющая труба (тоннель) крепления линии вала, 8. Латунная втулка, 9. Фторопластовая втулка, 10. Винты, 11. Корпус подлодки.


Балластная система
Балластную систему по современной классификации можно причислить к вентилируемым балластным системам, (принцип ее работы и других классификаций балластных цистерн, можно почитать здесь.)

1. Левая и правая баластные цистерны, 2. Трубка воздушной вентиляции, 3. Корпус подлодки, 4. Соединительная труба балластных цистерн с кингстоном (забора балласта), 5. Поплавковый клапан, 6. Кингстон балластных цистерн, 7. Воздушная дренажная трубка, 8. Задвижка воздушная, 9. Компрессор.

Балластная система состоит из двух балластных емкостей расположенных в центральной части подлодки по бортам, для того чтобы равномерно расположить балласт по длине корпуса и для того чтобы не загромождать трюмное пространство, т.е. освободить его для других механизмов подлодки: силовых аккумуляторов, приемника, servo и др. Сами балластные цистерны спаяны в полуцилиндрической форме, из листовой латуни толщиной 1мм. К ним припаяны латунные водоводы (трубки) диаметром 15мм, взятые от старых духовых инструментов. Обе цистерны снизу соединяются с помощью водоводов, внизу установлен тройник, вклеенный в днище подлодки, который является главным кингстоном и используется для забора балласта (воды). Сверху балластные цистерны соединены трубками для воздушной вентиляции. Конструкция балластных емкостей, сделана разборной, так что ее можно было вынуть наружу, для обслуживания через люк.
Балластные цистерны в трюме крепятся за счет съёмных распорных элементов сверху, а снизу - за счет разъёмной конструкции фланцевого крепления водоводов к тройнику. Воздушный компрессор я использовал от неизвестного «военного агрегата», его входные и выходные трубки соединяется с одной стороны с дренажной трубкой длиной 4х600мм, и через поплавковый клапан, и верхней частью объема балластной цистерны затем через задвижку и поплавковый клапан с другой стороны.
За счет реверсивной способности компрессор имеется возможность нагнетать избыточное давление и создавать разряжение в балластных емкостях, за счет этого происходит управление погружением и всплытием подлодки.

Поплавковый клапан
Поплавковые клапана предназначены для предотвращения попадания воды в компрессор. Поплавковый клапан состоит из двух стаканов (выточенных из оргстекла), склеенных вместе, в нижнем стакане, вставлена трубка (штуцер), для присоединения шланга от балластной цистерны, а в верхнем стакане сверху в центре, установлена еще одна трубка (штуцер), на которую, с внутренней части одет резиновый колпачок от медицинской пипетки. Внутри стаканов находится поплавок, (пенопластовый шарик диаметром около 10мм). При достижении максимального уровня воды шарик упирается в резиновое горлышко пипетки и перекрывает доступ воды дальше, (этому способствует так-же и вакуум при работе компрессора). Попадания шарика точно в горлышко обеспечивает внутренняя форма верхнего стакана, которая сделана в виде конуса.
1. Пенопластовый шарик, 2. Резиновая манжета, 3. нижний штуцер, 4. верхний штуцер, 5. Корпус.

Задвижка
Задвижка\кран предназначена для более точной фиксации объема воды\воздуха в балластных резервуарах.
1. Ролик привода задвижки, 2. Корпус задвижки, 3. Конусовидная задвижка, 4. Уголок для крепления концевиков, 5. Servo задвижки, 6. Тросик привода задвижки, 7. Концевик, 8. Резиновый распорный вкладыш. 9. Уплотнительная пружина, 10. Толкатель для работы концевиков, 11. Кулачки из пенорезины для концевиков.

Запорная задвижка представляет собой переделанный латунный кран «папловкого типа» заводского производства. Для его привода установлено старое servo (в моём случае рулевая машинка от аппаратуры НОВОПРОП). На задвижке установлены концевики, которые обеспечивают остановку рулевой машинки в крайних положениях. Servo, я использую только как редуктор с мотором. Задвижка открывается и закрывается синхронно с включением насоса.


Электрическая схема
Электрическая схема всех электро-механических узлов и управления лодки.

Как видите, электрическая схема не имеет ни какой сложной электроники, кроме приемника и стандартных сервомашинок.

Ходовые винты
Винты сделаны четырех лопастными, размером 87мм и 77мм. Изготовлены винты по общепринятой технологии, с помощью пайки в кондукторе (материал – латунь; прутковая - на обтекатель; листовая, толщиной 1,5мм – на лопасти).

Фото и видео
Посмотреть видео этой модели в действии можно здесь. Для более наглядного представления, привожу различные фотографий подлодки.


Заключение
Надеюсь, что этот обзор моей модели, даст начинающим общее представление как изготавливать радиоуправляемые модели подлодок самостоятельно из доступных и давно используемых в моделизме материалов и узлов. Это и было основной целью статьи. Конструктивные и технические решения многих узлов используются и по сей день в судомоделизме.
Поскольку модель была собрана, почти 14 лет назад, естественно она сейчас отстает в своих возможностях от современных моделей подлодок напичканных всевозможной импортной электроникой позволяющей им более реалистично выглядить на запусках, но для своего времени (и имеющейся на тот момент материальной базы, и уровне доступной информации), она выглядела достаточно современно и показала себя вполне работоспособной.
Также данная статья иллюстрирует, что можно построить радиоуправляемую модель подводной лодки имея в распряжении самые простые и обычные, в смысли доступности, материалы, и не применяя на начальном этапе дорогую и сложную электронику и аппаратуру.

P.S.
И еще один момент на котором я хотел бы заострить внимание: использование имеющегося тогда у меня воздушного компрессора в балластной системе лодки – это явно слабое звено, (из-за его невысокой производительности у лодки была невысокая скорость заполнения/осушения балластных цистерн), поэтому можно модернизировать лодку и заменить компрессор в ней на две водяные помпы или два насоса, например, шестерёнчатых, используемых для омывателей стекол на отечественных «Жигулях», или подобных фирменных например фирмы Граупнер (номер по каталогу: Ν°1952, Ν°1951).
Две штуки – по одному на каждую балластную емкость, это позволит обойтись без поплавковых клапанов и массивных водоводов снизу, при этом электрическая схема и управление всплытием и погружением подлодки остаётся преждним.
Ниже привожу усовершенствованную систему погружения подлодки.

1. Баластная цистерна, 2. Задвижка воздушная, 3. Водяная помпа, 4. Корпус подлодки, 5. Оргстекло, 6. Крышка люка, 7. Воздушная дренажная трубка, 8. Кингстон балластных цистерн.

Если у вас есть какие либо вопросы, по подлодке или по данной статье, задавайте, с удовольствием отвечу на них.

Андрей
г. Кисловодск

andrei@narzan.com
24.02.2008г.

на главнуюв началогалерея