Модель подводной лодки с автоматом глубины

Большинство моделей подводных лодок, имея небольшую положительную плавучесть, при движении погружаются под воду с помощью отрицательно установленных рулей глубины. После остановки двигателя лодка всплывает на поверхность, но может случиться, что, опустившись довольно глубоко, она запутывается гребным винтом за водоросли или тину и теряется. Найти ее бывает довольно трудно, и иногда увлекательная самоделка теряется навсегда.

Модель подводной лодки на рис. 1, имеет автоматическое устройство, обеспечивающее ее движение на заданной глубине. А выступающий из воды перископ позволяет следить за направлением движения лодки. Захотите — пустите лодку без погружения или пошлете ее на глубину. Все эти команды задаются установкой поплавка 1, который может перемещаться по перископу 2. Поплавок удерживается в нужном положении пластинчатой пружиной 3. В свою очередь перископ связан с коленчатым валом 4, на концах которого укреплены рули глубины 5.


Рис. 1 Модель подводной лодки с автоматом глубины

В зависимости от высоты установки поплавка на перископе подводная лодка может плавать на поверхности воды, не погружаясь, идти под перископом на заданной глубине, опускаться на глубину, скрываясь полностью под водой.

На рисунке в центре показаны положения подводной лодки в зависимости от места расположения поплавка на перископе и рулей глубины (руль глубины в начальный момент установлен горизонтально, подводная лодка движется по поверхности воды, не погружаясь). Если же поплавок находится на некоторой высоте, то рули глубины в этом положении будут иметь отрицательный угол установки. При движении лодка начнет погружаться до соприкосновения поплавка с поверхностью воды. Дальнейшее погружение ее прекратится, т. е. поплавок переместится вместе с перископом относительно лодки вверх и повернет коленчатый вал рулей, глубины в горизонтальное положение — на всплытие. В этом погруженном положении лодка будет двигаться до полной остановки двигателя, а поплавок и рули глубины автоматически удержат ее на заданной глубине. После полной остановки двигателя лодка всплывет. И наконец, если поплавок упирается в корпус лодки и зажат между стойками рубки 18, то рули глубины устанавливаются на погружение — имеют отрицательный угол. Лодка при движении начнет погружаться и скроется под водой полностью. Она всплывет только после остановки двигателя. Кинематическая схема автомата глубины погружения модели показана на этом же рисунке.

Для постройки подводной лодки потребуются: 2 деревянных бруска размером 560X56X22 мм, белая жесть, стальная проволока диаметром 1,5—2 мм, пенопласт или брусок из древесины липы, авиамодельная резина, олово для пайки, свинец для грузика, шурупы, гвозди.

Корпус лодки изготовьте из двух брусков 7 и 8, аккуратно скрепив их шурупами. Тщательно обработайте корпус абразивной шкуркой.

Теперь из жести вырежьте стабилизатор 9, состоящий из двух половинок, лапки которых надо отогнуть в противоположные стороны. Деталь 10 также сделайте из жести, причем сложенной вдвое. В месте изгиба будет проходить ось 11 руля поворота 15. Втулку 12 вала гребного винта 13 вставьте в изгиб детали 10 и припаяйте. Выкройку, этой детали рекомендуется сделать с некоторым припуском на обработку. Два выступа в верхней части отогните в разные стороны. К ним надо припаять деталь 14. Ее изготовьте из проволоки с насечкой. Эта деталь служит фиксатором ручки руля поворота.
После того как узел будет собран (поставлен руль поворота, на который перед пайкой винта необходимо надеть две латунные шайбы), его нужно врезать между половинками корпуса лодки. В корпусе сделайте пропил для стабилизатора.

Заводную ручку 16 изготовьте из проволоки такого же диаметра, как вал гребного винта. Втулку 17 заводной ручки впаяйте между двумя пластинами 18 из белой жести. Для того чтобы ручка не вращалась в обратную сторону после закрутки резинового жгута на торцевой ее части запилите косой зуб. Узел заводной ручки и стойка 6 также врезаются между половинами корпуса лодки. Стабилизатор и узел заводной ручки закрепите на правой половинке корпуса маленькими шурупами или мелкими гвоздями.

Две стойки рубки вставьте выступами в прорези на палубе и закрепите за отогнутые лапки шурупами.

Поплавок можно вырезать из пенопласта или бруска сухой липы. Не забудьте прорезать под перископ продолговатое отверстие и вложить туда пластинчатую пружину. Отогнутые концы пружины не дадут ей выскакивать из отверстия после того, как поплавок будет надет на перископ. От вращения поплавок удерживается стойкой 6, которая входит в паз на носу поплавка.

Коленчатый вал сделайте из проволоки. Ее конфигурация видна на верхнем и среднем рисунках. Поворот коленчатого вала должен быть легким. Для этого по бокам половинок корпуса поставьте пластинчатые подшипники. Поворот коленчатого вала ограничивается двумя штырями, вбитыми в одну из половинок корпуса. Верхний штырь останавливает колено в положении, параллельном продольной оси лодки, а нижний — при отрицательном угле 8—10°.

Рули глубины припаяйте к концам коленчатого вала на расстоянии 2/5l, где l — длина руля. Паять надо снизу (руль накладывается на ось сверху).

После того как изготовлены узлы модели, половинки корпуса покрасьте снаружи и внутри светлой нитрокраской. Когда краска просохнет, приступайте к окончательной сборке. Снизу прикрепите грузик 20 (лучше всего из свинца). Подберите его таким, чтобы лодка имела небольшую плавучесть, так как в противном случае потребуется более мощный резиномотор. Грузик надо расположить в таком месте, чтобы лодка держалась на воде горизонтально.

Напоминаем, что поворот рулей глубины с коленчатой осью, движение поплавка по перископу в стойке вверх или вниз должны быть легкими, без заеданий.

Лодка с автоматом глубины может быть выполнена с микроэлектродвигателем, питающимся от батареек. Особенно хороши для этой цели круглые батарейки, комплект которых можно разместить внутри корпуса.

На рисунке 2 показана модель подводной лодки с микроэлектродвигателем.


Рис. 2 Модель подводной лодки

Батарейка 1, микроэлектродвигатель 2 и гребной винт 3 установлены так, что образуют единый блок, легко отделяющийся от корпуса 4. И все же не это самое главное. Внутреннее пространство модели разделено на три отсека. Кормовой отсек — герметичный. Он служит поплавком и уравновешивает силу тяжести двигательного блока. Носовой и центральный отсеки сообщаются между собой, здесь установлен поплавковый рычажный механизм 5, управляющий носовыми горизонтальными рулями 6 (рули глубины). Кроме того, центральный отсек имеет ряд небольших отверстий в днище и в башне.

Как же действует этот рычажный механизм, если никакого механического или иного привода к нему на рисунке, да и в самой конструкции, нет? Вспомним закон Д. Бернулли и посмотрим, как применил его на практике изобретатель.

В начальный момент модель погружена так, что из воды выступает только треть башни. Передние рули установлены строго горизонтально. Что произойдет, если включить электродвигатель? Модель, конечно, поплывет вперед, ведь ее гребной винт начнет вращаться и создаст упор. А раз так, то корпус ее (днище и борта) начнут обтекать с определенной скоростью струйки воды. По закону Д. Бернулли давление в этом месте падает. В результате вода из центрального отсека начнет вытекать через отверстия в днище, и уровень ее в башне начнет опускаться. А вместе с уровнем опустится и поплавок. Через систему рычагов перемещение поплавка передастся рулевым лопастям. Их передняя кромка опустится, лодка поплывет по наклонной траектории в глубину. Но погружение модели продолжаться долго не будет. На определенной глубине окажет свое действие гидростатическое давление. Сначала оно приостановит, а потом и вовсе изменит направление движения воды сквозь отверстия в днище корпуса. Уровень воды снова начнет подниматься, что тут же скажется на положении поплавка и, в конечном счете, на положении рулей. Их передняя кромка поднимется вверх, лодка начнет всплывать.

Так, погружаясь и всплывая, движется лодка, пока работает ее двигатель.

Ещё