Балластная цистерна своими руками

Балластная цистерна своими руками

Когда в детстве я занимался в судомодельном кружке, нас всех увлекали модели подводных лодок. Было нам тогда лет по 12, к станкам допуска не было, и могли мы сделать только простейшую резиномоторную модель. Нам рассказывали, что строятся модели подводных лодок с электродвигателями и на радиоуправлении, но в натуре такую модель никто не видел. Погружение подобных моделей производилось с помощью рулей глубины.

Став постарше, году в 89 – м, я задумал попробовать сделать модель подводной лодки с более-менее реальной балластной системой, благо в аэропорту был хорошо оснащенный механический цех. Попытка увенчалась успехом, но управление было проводное, т.к. с радиоуправлением тогда были проблемы. Было построено две модели, на первой — балластная система представляла собой авиационный шприц для отсоса ртути и воды с приспособленным к нему редуктором, на второй — в качестве балластной системы использовались моторчик омывателя от «девятки» в качестве насоса и пакет от глюкозы в качестве балластной цистерны. Испытания показали, что подобные балластные системы вполне работоспособны.

Поскольку радиоуправления не было, идея забылась. В 1999 году я начал активно пользоваться Интернетом и ради хохмы решил поискать что-нибудь на тему моделей подводных лодок. Результат меня поразил! Оказывается, за границей постройка подобных моделей – очень популярное занятие! Проводятся соревнования и слеты любителей, выпускаются наборы заготовок и деталей.

О чем-либо подобном в России я не слышал, поэтому и решил подготовить этот материал: вдруг еще кто-то заинтересуется. В данном материале использованы частично материалы зарубежных моделистов, т.к. я пока не располагаю сканером.

Как это сделать

Зарубежные моделисты обычно ставят на свои модели одну балластную цистерну в районе центра тяжести модели, но встречаются модели с двумя и тремя цистернами.

Одноемкостная балластная система

Двухъемкостная балластная система

Конструкции балластных систем обычно используются четырех типов, которые и описаны ниже в порядке сложности изготовления – от простых к более «навороченным».

1. Поршневая балластная система.

Эта балластная система подходит для малых и средних моделей подводных лодок и состоит из цилиндра с поршнем, редуктора и электродвигателя. Устройство системы понятно из схемы. В качестве цистерны может использоваться медицинский шприц (самый большой, который мне попадался – 100 «кубиков»), насос от зарубежных надувных игрушек или самодельный цилиндр из оргстекла с поршнем из алюминия. Электродвигатель должен быть достаточно мощным. Мною использовался ДПМ – 20, вполне хватило. На штоке поршня нарезается резьба М6, в шестерне привода – такая же.

Схема поршневого балласта

Двигатель может включаться от дискретного канала радиоуправления. На штоке поршня нужно предусмотреть рычаг для нажатия на концевые выключатели, чтобы при достижении поршнем крайних положений полярность питания электродвигателя менялась на противоположную. Схема подключения электродвигателя ясна из приведенной ниже схемы, мощность диодов следует брать с запасом, т.е. больше мощности электродвигателя.

Схема подключения электродвигателя поршневого балласта

Редуктор желательно делать из коррозионно-стойких материалов. Ниже приводятся фотографии балластной системы из медицинского шприца, изготовленной американскими моделистами.

Блок концевых выключателей

2. Балластная система с мехом или мембраной.

В качестве балластной цистерны могут быть также использованы пластиковые или резиновые меха от медицинских приборов, детских велосипедов и игрушек, импортные пластиковые масленки. С помощью несложных механизмов, например, в виде длинного винта или тросовой проводки, их можно сжимать и разжимать, увеличивая или уменьшая количество воды и, соответственно, вес модели.

Следует заметить, что подобные устройства больше подходят для небольших моделей или для моделей с малым запасом плавучести.

Медицинский мех и пластиковая масленка

Балластная система из сигнала от детского велосипеда (или из медицинского меха)

Мембранный балласт действует аналогично, но занимает меньше места и применяется обычно на сверхмалых моделях (такие есть, длиной 10-15 см, способны плавать в аквариуме на 60 литров!) или на моделях плоских «ныряющих блюдец».

Балласт с мембраной

3. Балластные системы с применением насосов.

Подавать воду в балластные цистерны модели можно также насосами. Для этой цели подходят перистальтические насосы, применяемые в медицине, и шестеренчатые насосы от автомобильных стеклоомывателей. Последние в состоянии покоя могут пропускать воду, поэтому желательно применение нормальнозакрытого электромагнитного клапана, питание на который подается одновременно с электродвигателем насоса. Перистальтические насосы этого недостатка лишены, но требуют применения более мощного электродвигателя и сложнее по устройству.

Медицинский перистальтический насос с двигателем Mabushi 540

Шестеренчатый насос

Балластные цистерны для таких систем могут быть жесткой или мягкой конструкции.

Жесткая цистерна может быть изготовлена из плексигласовой или полиакриловой трубы с толщиной стенок 3-5 мм. В качестве соединительных трубок подходят медицинские, от капельниц, подходящего диаметра. Трубка внутри цистерны должна быть мягкой и с грузом, или заливное отверстие должно находиться в самой нижней точке цистерны.

Нужно учитывать, что при заполнении такой цистерны давление внутри нее возрастает, поэтому рекомендуется выбирать объем такой цистерны с таким расчетом, чтобы модель погружалась при заполнении цистерны на 1/3. По утверждениям зарубежных моделистов, с такими цистернами модель может погружаться на глубину 40 метров и более.

Мягкая балластная цистерна изготавливается из резинового или пластикового мешка, например из грелки. Но лучше всего подходит для этой цели мешок от капельницы (у нас в России в таких мешках объемом 500 мл продают в аптеках глюкозу). Эти мешки имеют две трубки, что позволяет легко соединить их с насосом, и достаточно прочны и долговечны. В крайнем же случае подойдет и детский воздушный шарик.

Балластная система из пакета от капельницы

Электродвигатель при использовании мягкой цистерны включать по той же схеме, что указана в описании поршневой балластной системы, а для мешка сделать жесткий контейнер, чтобы свести к минимуму возможность разрыва мешка.

Цистерна из пластикового мешка на модели немецкой ПЛ времен войны U -47.

4. Балластные системы на сжатом воздухе.

Эти балластные системы наиболее близки по принципу действия к балластным системам настоящих подводных лодок: при погружении открывается атмосферный клапан в верхней части цистерны и она заполняется водой, для всплытия открывается клапан баллона со сжатым воздухом и вода вытесняется из цистерны.

На моделях в качестве источника сжатого воздуха обычно используется баллон для питания аэрографов, заправленный тетрафлюорэтаном – он имеет небольшие размеры и дает давление до 7 атм. Некоторые моделисты используют баллоны с углекислым газом, но давление в них достигает 50-60 атм и система с таким рабочим давлением требует профессионального исполнения и обслуживания, иначе возможны неприятности в виде взрывов и различных телесных повреждений, причем далеко не всегда легких. Некоторые моделисты идут еще дальше, устанавливая на свои модели насосы, которые нагнетают воздух в специальные баллоны, как на настоящих подводных лодках.

Описанная ниже система разработана Грегом Шарпом для модели советской атомной подводной лодки «Альфа» (по классификации NATO ) масштаба 1:72, изготовлена и опубликована на сайте Pierre Yerokine для свободного использования. Схема взята именно оттуда. Поскольку не у всех хорошо с английским языком, я взял на себя смелость выполнить сокращенный перевод описания и рекомендаций по изготовлению этой системы.

Изготовление балластной системы на сжатом газе.

Схема балластной системы на сжатом газе, вид сбоку.

Схема балластной системы, вид спереди

Чтобы изготовить балластную систему, потребуются следующие материалы:

1. Плексигласовая трубка для цистерны, с толщиной стенки не менее 3 мм, закрытая с обоих концов плексигласовыми же заглушками, причем одна из заглушек обязательно должна быть съемной. В верхней части цистерны устанавливается атмосферный клапан, а в донной части — сверлятся отверстия диаметром 8 мм для заполнения цистерны водой.

2. Медная трубка диаметром 25 – 30 мм для газового баллона, толщина стенок не менее 1 мм, с обоих концов трубка наглухо запаивается листовой медью толщиной не менее 1 мм. В верхнюю часть газового баллона герметично впаиваются продувочный клапан из золотника от автомобильной камеры и заправочный штуцер.

3. Два золотника от автомобильной камеры для продувочного и заправочного клапанов. Корпус одного из них обрезается так, чтобы шток золотника был выше корпуса – это будет продувочный клапан.

Второй золотник присоединяется к шлангу, второй конец шланга одевается на заправочный штуцер газового баллона. Шланг должен выдерживать то давление, на которое рассчитан газовый баллон. При давлении до 10 атм можно использовать шланг от аппаратов по продаже пива и газированной воды.

Для модели длиной 1 метр объем балластной цистерны должен быть 1,5 – 2,0 л. Плексигласовой трубы диаметром 100 мм и длиной 200мм вполне достаточно.

Объем газового баллона 70 – 100 см куб., при использовании тетрафлюорэтана и заправке баллона на 3/4 этого хватит примерно на 20 погружений.

ВНИМАНИЕ. Газовый баллон заполнять легкоиспаряющейся жидкостью не более чем на 3/4, иначе возможен разрыв баллона.

Управление системой осуществляется рулевой машинкой, поворачивающей эксцентрик. Ось эксцентрика проходит через крышку балластной цистерны с применением водонепроницаемого уплотнения.

Самое сложное при изготовлении – это точно рассчитать и изготовить эксцентрик и расположить штоки атмосферного и продувочного клапана точно друг против друга. Газовый баллон устанавливается внутри балластной цистерны для сохранения центровки, с той же целью весь агрегат устанавливается в районе центра тяжести модели

Источник

Юный техник — для умелых рук 1987-10, страница 8

Твоя первая модель

Для работы над моделью подготовьте: лобзик, ножницы по металлу, электрический паяльник, острый перочинный ножик, рашпиль, наждачную бумагу, нитроклей, водостойкие краски.

Начнем с корпуса. Из фанеры толщиной 4 мм вырежьте прямоугольную заготовку размером 430X50 мм. Начер-

произойдет, то прогрейте над электроплиткой покоробленный участок и руками выпрямите его.

Далее приступайте к разметке прорезей для установки носовых горизонтальных рулей 17 и кормового узла 19. Щели пропилите сдвоенной пилкой, а чтобы пилки в лобзике не расходились, спаяйте их между собой.

Рули модели детали 17 и 19 и гребной винт 11 вырезаются из обечайки от консервной банки. Осью винта (деталь

тите на ней контур корпуса 1 и лобзиком точно выпилите его. Края подровняйте рашпилем, надфилем и зачистите наждачной бумагой.

Из легких пород дерева или пенопласта изготовьте були 8. На настоящей подводной лодке були — это стальные обтекатели, которые закрывают систему балластных цистерн. Они придают корпусу лодки обтекаемую форму, обеспечивают необходимый запас плавучести, а самой модели придают объемный вид.

Закрепите були на корпусе с помощью нитроклея. Может случиться, что корпус лодки перед этой операцией немного покоробится. Обратите на это внимание. Если это

13) служит булавка диаметром 0,9 мм. Для прочности ее следует изогнуть и припаять к винту. Направляющую трубочку подшипника 12 из латуни или жести накатайте на спицы диаметром 1 мм. Удобнее всего припаять эту трубочку к лапкам 14, вставив в ее отверстие бамбуковый стерженек диаметром 0,9 и длиной 30—40 мм. Для уменьшения трения на ось винта наденьте 2 или 3 шайбочки из разнородных металлов.

Лопасти гребного винта необходимо отогнуть на угол 40° относительно плоскости его вращения. Ходовая рубка крепится к корпусу с помощью клея и двух металлических ромбиков 16. Перископы 3 и 4 изготовьте из проволоки

Источник

Техника — молодёжи 1970-05, страница 17

ЭСКИЗ КРЕЙСЕРСКОЙ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ ТИПА «К»

Прочный корпус, изготовленный из стали толщиной в 18 и 22 мм, разделен на 7 отсеков. В первом, носовом размещены: 6 торпедных аппаратов (1), запасные торпеды и койки для матросов. В трюме выгорожены дифферентная, торпедозаместительные и провизионная цистерны. Вверху — погрузочный и входной люки. В корме — пост аварийного продувания главного водяного балласта и водяной пост, а в носу — приводы к брашпилю и горизонтальному рулю с электродвигателями.

Во втором отсеке, в герметической яме, размещены две группы аккумуляторов по 60 элементов (6). Между ними проход. Для каждого элемента своя вентиляция. Под ямой расположены топливные цистерны (7). В верхней части отсека — кают-компания, 5 офицерских кают и гальюн с умывальником (5). У носовой переборки стоят водяной насос, холодильная машина для прови-зионки первого отсека и гирокомпас.

В третьем отсеке помещается центральный пост с управлением горизонтальными и вертикальными рулями, постами воздуха высокого, среднего и низкого давления, аварийного продувания главного водяного балласта, дифферентовки и откачки воды из всех трюмов, а также из уравнительных цистерн (3). Здесь же установлены две трубовоздуходувки и два насоса — один центробежный большой производительности и второй такой же, как и во втором отсеке. Около левого борта стоит вдувной вентилятор. Кроме того, в отсеке размещены радиорубка, гидроакустическая рубка и штурманский пост.

Под центральным постом находится снарядный погреб,

а также балластная цистерна с 20 минами заграждения. Предусмотрены входной люк и люки для погрузки мин.

Рубка лодки — горизонтальный цилиндр, закрытый с обоих концов сферическими переборками, установленный над центральным постом (4). В ней располагается главный пост командования кораблем. Одновременно рубка играет роль выходной камеры при аварии. Она затопляется и продувается воздухом высокого давления.

Четвертый отсек — аккумуляторный. В яме установлены две группы по 60 элементов. Под ямой — цистерны с топливом, маслом и пресной водой. В верхней части — кают-компания для старшин, койки, камбуз, провизионка и гальюн. В носовом трюме помещен артиллерийский погреб, а над ним — компрессор высокого давления и вытяжной вентилятор.

Пятый — дизельный, в котором установлены 2 двигателя по 4200 л. с. с обслуживающими их механизмами, гидравлическими муфтами, газоотводными клапанами и системами (9). Под дизелями масляные цистерны.

В шестом установлены два гребных электродвигателя по 1200 л. с. (10), вспомогательный дизель-генератор в 800 л. с. (11) для зарядки аккумуляторной батареи и экономного хода, второй компрессор и упорные подшипники. На свободных местах — койки.

В последнем — седьмом отсеке размещено: два торпедных аппарата, приводы к кормовым горизонтальным и вертикальному рулям, койки и входной люк.

Между наружным и прочным корпусами размещены цистерны главного балласта (8), часть которых приспособлена под топливо, а также цистерны уравнительные и быстрого погружения.

ских подводных лодок, который приступил к боевым действиям против фашистских захватчиков.

Герой Советского Союза И. Колышкин, командовавший в годы войны соединением подводных подок, тысячу раз прав, когда говорит, что подводник должен беречь свои нервы, свой запас психических сил для напряженнейших схваток с врагом. Конструируя лодку, мы стремились добиться максимального удобства для экипажа.

У каждого матроса — своя койка, у офицеров — отдельные одноместные каюты. А ведь на многих лодках в то время койки устанавливались не для всего экипажа, а из расчета на то, что часть его всегда бодрствует. И дело вовсе не в пренебрежении конструкторов к быту подводников. В узком цилиндрическом корпусе трудно найти свободное место.

На нашем корабле были и душевые для команды и две вместительные провизионки, одна из них — с холодильной установкой. (Теперь такие удобства, особенно на атомных лодках, не в диковинку.) Лодки оснастили общекорабельной и батарейной вентиляцией, системой регенерации воздуха, электрическим камбузом и другим совершенным по тем временам оборудованием. Подводные крейсеры способны длительное время вести боевые действия в отрыве от своих баз.

Опыт показал, что наши подводники прекрасно использовали тактические преимущества лодок Типа «К». У каждого корабля, отправлявшегося в поход, было два-три боевых задания. Иногда подводники высаживали

разведывательную группу на побережье противника, затем ставили минное заграждение, после чего начинали многосуточный поиск, уничтожали транспорты.

«За Нордкапом, в Норвежском море, действуют рыцари дальних коммуникаций —- подводные крейсера, — вспоминает в своей книге контр-адмирал И. Колышкин. — Они выходят туда в грозном триединстве своего оружия — торпедного, минного и артиллерийского».

Это грозное триединство далось, конечно, нелегко. Ведь каждому понятно, что минное устройство серьезно потеснит другое оружие. В этом случае идут на меньшее из зол — сокращают число кормовых торпедных аппаратов или вовсе от них отказываются. Нам же удалось разместить на корабле десять торпедных аппаратов, в том числе четыре — в корме.

Нужна ли такая торпедная мощь? Да, без нее обойтись нельзя. Это подтверждено опытом Великой Отечественной войны. Приведу лишь один пример.

Транспорты в сопровождении сильного конвоя вторую неделю двигались из Гренландии в советские северные порты. Дважды атакованные фашистскими самолетами, они уже потеряли три корабля. Когда немецкая эскадра двинулась на перехват конвоя, охранение союзников покинуло караван. Судам приказали рассредоточиться и самостоятельно добираться до Мурманска. Фашистские пираты могли беспрепятственно уничтожать неохраняемые транспорты. Но эскадра противника спешно возвратилась восвояси. Причиной был

Источник