Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов

Литература для моделистов (Судомоделизм)

1.Паровые двигатели для морских моделей
Автор Романов И.
Издательство ДОСААФ
Год 1951

2.Модель подводной лодки с механическим двигателем
Автор Михайлов П.Е.
Издательство ДОСААФ
Год 1959

Книга рассчитана на широкий круг читателей среднего и старшего школьного возраста, которые пожелают ознакомиться с устройством, назначением и основными качествами подводного корабля, а также с конструкцией, особенностью плавания и способом постройки самоходных моделей подводных лодок.

Книга может служить руководством для морских моделистов, которые занимаются постройкой и конструированием моделей подводных лодок с электромотором или механическим двигателем.

Для моделистов-конструкторов даются полезные рекомендации и простейшие способы расчета основных ходовых качеств моделей подлодок и их механизмов.

3. Юный моделист-кораблестроитель
Автор Лучининов С.Т.
Издательство ДОСААФ
Год 1963

В книге описаны материалы, инструменты и приемы работы при постройке моделей исторических, современных морских и речных судов, спортивных скоростных катеров и парусных яхт-моделей. Приведены данные о двигателях, применяющихся на ходовых моделях, даны примеры монтажа механизмов, рассказано об испытаниях моделей и соревнованиях судомоделистов.
Книга рассчитана на массового читателя. Она может служить пособием для пионеров и школьников, членов ДОСААФ, любителей судомоделизма, владеющих инструментом и умеющих построить простую модель. Книга будет полезна также для кружков при домах и дворцах пионеров и школьников, станций юных техников и школьных технических кружков.

4. Морской моделизм
Автор Кривоносов Л.М.
Издательство ДОСААФ
Год 1955

Книга «Морской моделизм» написана коллективом авторов и подготовлена инженером Л. М. Кривоносовым. Глава I «Классы и типы судов» написана капитаном I ранга А. М. Близнаковым; глава II «Проектирование моделей судов» написана инженером М. М. Кривоносовым и Д. Л. Сулержицким; глава III «Постройка корпусов моделей» написана Д. Л. Сулержицким и М. И. Александровой; главы IV и V «Двигатели для самоходных моделей судов» и «Оборудование кружковой мастерской» написаны инженером Э. Э. Классом.Общая редакция книги выполнена инженером Ю. В. Емельяновым. Иллюстрации художников Г. С. Малиновского и А. С. Фролова.

5.Лучининов С.Т. Юный кораблестроитель.
Организация и содержание работы кружка юных судомоделистов
2-е изд., перераб. и доп. — М.: Молодая гвардия, 1955. — 261 с.

Пособие рассчитано на руководителей кружков судомоделистов, а также старших школьников и любителей морского моделизма, самостоятельно занимающихся постройкой моделей кораблей.

Источник

Самоходные модели

Движение с помощью механических двигателей

Отрывки из книги О.Курти «Постройка моделей судов»

Рисунки к данной страничке размещены все внизу.

Имеются три вида двигателей для моделей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель. Выбор того или иного вида зависит в первую очередь от типа построенной модели. Паровые машины в основном ставят на моделях винтовых и колесных пароходов, буксиров, рыболовных судов; двигатели внутреннего сгорания — на моделях моторных катеров, спортивных моделях; электродвигатели — на моделях любых типов. Наиболее распространены электродвигатели разных мощностей благодаря простоте их установки, возможности изменения направления движения, бесшумности работы.

Паровые машины на судах и кораблях

Паровые машины до настоящего времени имеют много страстных поклонников. Немало судомоделистов, которые обладают техническими знаниями и отваживаются собственноручно изготовить паровые машины, даже старинные.
Известно, что паровая машина превращает давление нагретого пара в механическую энергию. Пар вырабатывается в паровом котле и от него подводится к машине. В паровой машине находится цилиндр, в котором движется поршень. Различают цилиндры двойного действия, когда пар давит попеременно на верхнюю и нижнюю поверхности поршня, и простого действия, когда пар действует только на одну поверхность поршня. Поступательное движение поршня в прямом и обратном направлениях с помощью штока поршня, шатуна и мотыля преобразуется во вращательное движение, которое передается приводному (коленчатому) валу. Поступление пара в цилиндр регулируется клапанами, работающими от коленчатого вала или от эксцентрика, вращающегося на валу.

Первые судовые паровые машины не отличались от машин, работавших на суше; только в середине XIX в. появились паровые машины, предназначенные исключительно для судов (рис. 558). Движение поршня у них передавалось на коромысло, которое позднее (из-за громоздкости и несовершенства конструкции) было заменено шатуном и мотылем.
Затем появились различные типы паровых машин: с горизонтальными, вертикальными, наклонными и качающимися цилиндрами (рис. 559). Наиболее широко применяли паровые машины с качающимися цилиндрами благодаря простоте преобразования поступательного движения поршня во в ращательное движение (рис. 560).
Управляли машиной, а вернее, передавали команды с командного мостика, при помощи машинного телеграфа (рис. 561).
Паровые поршневые машины для моделей просты по конструкции. Конечно, хороший моделист может отважиться сделать паровую машину со всеми основными деталями.
Рассмотрим конструкцию двух паровых машин простейшего типа: с качающимся цилиндром и клапанным парораспределителем, которые всегда можно упростить. На одних чертежах, приведенных ниже, отсутствуют размеры или масштаб, так как их нужно выбрать в зависимости от размеров модели, на других — указаны размеры.

Паровая машина с качающимся цилиндром простого действия и парораспределительной плитой (с клапанным управлением)

На рис. 562, с и d приведена паровая машина, подобная описанной, но с цилиндром двойного действия, поэтому на парораспределительной плите просверлены еще два небольших отверстия для впуска и выпуска пара, а на цилиндре — второе небольшое отверстие.

Паровая машина с неподвижным цилиндром простого действия и золотниковым парораспределителем

Машина сконструирована так, что ее можно устанавливать как в горизонтальном, так и вертикальном положениях (рис. 563, а). Цилиндр укреплен на фундаментной плите и представляет собой прямоугольный латунный брусок со сквозными отверстиями для поршня, а также для впуска и выпуска пара. В верхней части цилиндра находится парораспределительная коробка с золотником. Сбоку цилиндр закрывают крышкой, устанавливаемой на четырех болтах.
Поршень выполняют из куска круглой бронзы. Внутри поршень полый. Один конец шатуна соединяют с поршнем при помощи поршневого пальца и двух опорных колец; другой — с цилиндрическим латунным мотылем.
Приводной вал вращается в двух опорных латунных подшипниках, которые при помощи сквозных болтов закреплены на фундаменте. На приводном валу кроме мотыля установлен эксцентрик, соединенный со штоком золотника вилкой, причем движение эксцентрика сдвинуто по фазе относительно движения поршня. На конце приводного вала находится маховик. Выполнить золотник, как видно из рис. 563, несложно.
Входные и выходные паровые трубопроводы обычно изготовляют из медных или латунных трубок.

Средние размеры деталей машины:
цилиндр: длина — 45—55 мм, высота — 35—45 мм, ширина — 35—45 мм;
фундаментная плита: длина — 100—120 мм, ширина — 65— 85 мм;
маховик: диаметр — 45—50 мм, толщина — 12—15 мм.
трубопроводы: 5 хб мм.

Изменить направление вращения у паровой машины легко, для этого достаточно применить реверсивный клапан (рис. 563, Ь).
Паровой котел обычно прост по конструкции (рис. 564), и его легко сделать. Цилиндрический корпус котла изготовляют из латунной трубки с толщиной стенок L мм. Через корпус цилиндра пропускают латунную трубку диаметром около 20 мм и толщиной стенок 1 мм. По ней отводятся продукты сгорания, кроме того, трубка в определенной степени увеличивает площадь нагрева котла. Эту трубку сперва вставляют в цилиндр котла, а затем припаивают к передней и задней стенкам. В верхней части корпуса цилиндра ставят патрубки для отвода пара и установки предохранительного клапана. К передней стенке на высоте около 2/3 высоты цилиндра припаивают патрубок для установки крана контроля уровня воды. Наконец, к цилиндрическому корпусу припаивают две боковые опоры для крепления топки./
Трубопровод для отвода пара выполняют из латунной или медной трубки диаметром 5 х 6 или 6 х 7 мм и снабжают регулирующим краном. Трубопровод целесообразно пропустить через топку, чтобы получать достаточно перегретый пар. Гнут трубку в холодном состоянии, для этого ее предварительно заполняют расплавленной канифолью, которую удаляют нагреванием.
Трубку для выпуска пара врезают в трубку для удаления продуктов сгорания.
Котел сравнительно большой величины желательно снабдить манометром для контроля за давлением. При изготовлении большого котла с повышенным давлением рекомендуется его переднюю и заднюю стенки стянуть болтом с гайками (рис. 565, а). Для увеличения поверхности нагрева можно поставить дополнительные нагревательные трубки (рис. 565, Ь).
Можно построить котел иного типа (рис. 565, с и d). Цилиндр котла — пароводяной барабан — размещают внутри топки, благодаря чему тепло используется более рационально. Топку изготовляют из латуни толщиной 1 мм; барабан крепят к ней при помощи хомутиков с резьбой.

Горелка для модели судна с паровой машиной

Рисунки

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Источник

Паровой судомоделизм

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

На хабре всё чаще проскакивают различные интересные посты о том, как кто-то собрал очередной паровой двигатель, либо какое-то устройство работающее на паре. Оно и понятно, каждому какой-то момент надоедает гипнотизировать монитор, и душа просит моря, приключений и романтики, но с инженерным подходом. Что может быть романтичнее парового двигателя, да ещё и установленного на корабле? Поскольку в асфальтовых джунглях нет возможности развернуть полноценную судоверфь, то можно поразвлечься на столе. Здесь расскажу о некоторых своих экспериментах, а так же то что удалось откопать на просторах сети.

Паропульсирующий двигатель

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паропульсирующий кораблик из мультфильма «Рыбка Поньо на утёсе» Хаяо Миядзаки

По английски называется pop-pop engine. По русски, точного названия не знаю, наиболее точное название будет «паропульсирующий», его и буду использовать. Данный тип паровых двигателей, наверное самый известный и простой для повторения в домашних условиях. Принцип действия которого основан на том, что вода при закипании расширяется, затем пар идёт по трубкам в воде, выталкивая воду, охлаждается, конденсируется, возникает разрежение, вакуум и вода втягивается обратно.

Конструкций таких двигателей море, есть даже напечатанные на 3d-принтере. У меня такая вот точно есть, только цвета другие. Но работать её не удалось заставить.

Видео наглядно демонстрирует как работает данный двигатель. И почему он называется pop-pop (издаёт характерный звук).

Мне вот такой вариант не очень понравился, поэтому я начал собственные эксперименты по данной теме. И начал эксперименты, для начала изготовил прототип из трубки с внутренним диаметром 1 мм, а в качестве плавсредства использовал обрезок доски.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Что удивительно, эта конструленция внезапно поплыла! Я был в шоке, и не верил что такое возможно.

В результате я понял, что идея рабочая и решил сделать нормальную конструкцию. Весь гайд приводить не буду, его продробно описал тут и тут.

Но если кратко, то я купил в магазине игрушку — пластиковый кораблик, а на строительным рынке медные кондиционерные трубки (лучше всё же использовать алюминиевые, того же диаметра — легче). Трубки гнул достаточно просто: замораживал воду внутри, и гнул по черенку от лопаты.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Первая плавающая модель.

Для него сделал спиртовку.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Спиртовка оказалась мировой, и использовалась ещё в очень многих моделях. Ну и пора провести первые ходовые испытания. Проверил различные типы горючего и трубок.

После удачных испытаний, была сделана центровка, развесовка и одета верхняя палуба. Так же сделал руль, и защиту печки (чтобы палуба не плавилась).

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Ну и видео окончательных испытаний.

Если вы думаете, что паропульсирующие двигатели используются в детских поделках, то нет. Это мощнейшая индустрия, лично я встречал даже могучие математические выкладки с формами, объёмами, длиной трубок и прочее, по постройке наиболее быстрых и эффективных моделей.
Только посмотрите на видео возможных конструкций таких двигателей. Всяко рекомендую этот канал, если тема вам показалась интересной. У него очень много подобных конструкций и идей, есть чем заняться с вашими детьми вечером ;).

По интернету гуляют целые чертежи, математические выкладки наиболее удачных конструкций. Ищите, тема невероятно интересная и необычная.

Существуют совершено невероятные модели, работающие на этом принципе. Эти фотографии с известного интернет аукциона.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Может показаться очень странным, но это тоже модель кораблика с паропульсирующим двигателем.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Вот сам двигатель (справа), а слева зелёное — это спиртовая горелка. Так, что не стоит думать, что это игрушка только для детей.

Модели с поршневыми паровыми двигателями

Паропульсирующие двигатели, хоть и очень романтичные и любопытные, но применимы только в моделизме (даже точнее, только в судомоделизме). И то, это будет скорее игрушкой, чем реальной моделью. Но мы же хотим получить модель, наиболее приближенную к настоящей, с настоящим поршневым паровым двигателем.

Если вы пойдёте на известный интернет аукцион, и начнёте там мониторить какие модели корабликов с поршневыми двигателями, а так же сами двигатели там бывают, то вы будете в шоке. Лично я хожу туда как в музей, и сохраняю наиболее интересные. У меня уже несколько гигабайт этих фоток для личного пользования. Но покажу наиболее интересные.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Ниже отечественная модель парового кораблика.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

И последняя модель, двухцилиндровая.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Все эти модели объединяет одно: отсутствие парораспределителя, и наличие качающегося цилиндра. Качающийся цилиндр используется только в маленьких моделях. В больших паровых двигателях используется золотник. И такая конструкция тоже выдаёт “детский моделизм”.

Однако, если вы узнаете стоимость таких моделей, то окажется, что она совершенно не детская. Обычно на них ценник начинается от 1000$. Скажу сразу, если вы думаете сделать модель парохода самостоятельно и сэкономить, то нет, самостоятельная сборка выйдет сильно дороже. Лично я, как-то чуть не купил шикарный вариант пароходика, за 60 000 рублей. И считаю, что это была бы очень выгодная покупка, но не успел.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Это уже скоростная модель, у которой стоит двигатель Стюарта (Stuart Steam Engine), с золотниковым парораспределением. Модели двигателей до сих пор производятся и их можно даже купить. Нагрев воды осуществляется уже бензиновой горелкой. В общем, это очень классная модель и сделать его такого качества в эту сумму самостоятельно не выйдет, ну ни как.

Существуют уникальные модели паровых двигателей двойного действия. Где отбирается максимальная энергия пара, с двойным расширением. На видео видно, что цилиндры имеют разный диаметр. Маленький диаметр — это цилиндр высокого давления, большого — низкого.

Принцип действия показан на следующей гифке.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

И подробнее можно прочитать об этом на википедии.

На самом деле, в последние лет пять всё реже и реже на аукционах встречаются модели паровых двигателей и пароходиков. А когда встречаются, цена их летит в неадекватные небеса, в действительности на эти деньги можно купить, без преувеличений, автомобиль.

Когда всё же решился купить двигатель

Проблема БУ двигателей в том, что они изношены, могут быть закисшими и прочее, прочее. Без навыка токарной обработки и без соответствующих инструментов починить их практически невозможно.

Но скажу сразу, что если вы захотите окунуться в мир паровых двигателей, то без токарного станка вам не обойтись.

Для начинающих любителей, на рынке существуют отличные наборы и двигатели фирмы Saito. Сайт, скорее всего, из России не открывается без прокси. С чем это связанно — не знаю. Но эти двигатели можно купить на аукционе, а мне довелось найти его даже в России вместе с бойлером.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Я купил его немного БУ, бывший хозяин в спиртовку заливал масло и её пришлось ремонтировать после этого надругательства. Но, тем не менее, двигатель был рабочим, Запас хода воды в котле около 15 минут. Время горения спиртовки около 22 минут, что хватает точно на то, чтобы прогреть воду, всю её выпарить и погаснуть.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Крайне интересно посмотреть, как же работает данный двигатель. Специально для вас снял следующее кинцо.

Внимательные зрители, наверное заметили, что я заливаю масло не только в оси вращения двигателя, но и в специальную маслёнку. И как оказалось, не смотря на то что в моём кругу общения огромное количество инженеров, а так же то, что паровой двигатель просто устроен, никто толком мне не смог объяснить как же работает данная маслёнка. В ней пар смешивается с маслом, и такая паровая эмульсия попадает уже в двигатель, забрызгивая всё вокруг грязным маслом.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

На самом деле устройство таких маслёнок элементарное, но неочевидное.

Обычно, после двигателя ставится маслоуловитель, чтобы не загрязнять окружающую среду.
Сразу хочу показать очень любопытный проект на данном паровом двигателе.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Когда хочется своими руками

Паровой двигатель, не смотря на свою простоту, требует очень высокой точности изготовления деталей. И все эти самодельные двигатели из «Юный Техник» были практически недостижимыми в повторяемости для детей:

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Типичный отечественный гайд создания двигателя.

Картинка взята отсюда.
Я знаю очень многих людей, кто в детстве это пытался сделать (в том числе и я), но ни у кого он не работал. Не стоит думать, что только редакторы советских книг издевались над детьми того времени, на западе тоже хватало различных инструкций, например вот.

Но я нашёл очень толковую инструкцию, как повторить такой двигатель без токарного станка, имея минимальный набор инструментов и материалов с ближайшего строймага.

Обратите внимание, что это три полноценных видео, каждое по пол часа, и суммарно на 1,5 часа времени. Лично я не люблю конструкцию качающихся двигателей, так как это изначально игрушка, но они очень просты в повторении(ха-ха, трижды).

Выводы

Мне кажется, что сейчас начался какой-то ренессанс моделей паровых двигателей, и к ним есть реальный интерес. Даже Китай берёт читает советские книги и делает по ним модели двигателей. Например, берём книгу Ю. Емельянов «Морской моделизм» 1955 г. Открываем на странице 273 и видим замечательную картинку.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Потом лезем на известный китайский интернет магазин, и о чудо! Встречаем там точно такой же двигатель!

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

На самом деле, при всей архаичности паровых машин, и их огромных недостатков, нельзя отнять того, что даже сегодня они не теряют своей актуальности. Более 70-80% электроэнергии вырабатывают архаичные паровые машины! Даже передовые атомоходы, это по сути пароходы с атомным кипятильником.

Для тех, кто решиться заняться моделями паровых двигателей, хочу сказать. Вы должны помнить, что КПД большого парового двигателя и без того не велико, то КПД модели будет ничтожно мало. Слишком большие потери на нагрев металла и трубок. Часто бывает, что всё прекрасно работает на сжатом воздухе, а на паре того же давления не работает совершенно и ничего невозможно сделать. Поэтому, если есть возможность делайте модели крупнее, утепляйте трубки и цилиндры, а так же не ленитесь, сходите в библиотеку, там невероятный клад технической литературы по теме. Лично я просидел в Ленинской библиотеке недели три, просто читая литературу по проектированию корабельных паровых двигателей. Но это совсем другая история.

Источник

Паровой судомоделизм

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

На хабре всё чаще проскакивают различные интересные посты о том, как кто-то собрал очередной паровой двигатель, либо какое-то устройство работающее на паре. Оно и понятно, каждому какой-то момент надоедает гипнотизировать монитор, и душа просит моря, приключений и романтики, но с инженерным подходом. Что может быть романтичнее парового двигателя, да ещё и установленного на корабле? Поскольку в асфальтовых джунглях нет возможности развернуть полноценную судоверфь, то можно поразвлечься на столе. Здесь расскажу о некоторых своих экспериментах, а так же то что удалось откопать на просторах сети.

Паропульсирующий двигатель

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паропульсирующий кораблик из мультфильма «Рыбка Поньо на утёсе» Хаяо Миядзаки

По английски называется pop-pop engine. По русски, точного названия не знаю, наиболее точное название будет «паропульсирующий», его и буду использовать. Данный тип паровых двигателей, наверное самый известный и простой для повторения в домашних условиях. Принцип действия которого основан на том, что вода при закипании расширяется, затем пар идёт по трубкам в воде, выталкивая воду, охлаждается, конденсируется, возникает разряжение, вакуум и вода втягивается обратно.
Конструкций таких двигателей море, есть даже напечатанные на 3d-принтере. У меня такая вот точно есть, только цвета другие. Но работать её не удалось заставить.

Видео наглядно демонстрирует как работает данный двигатель. И почему он называется pop-pop (издаёт характерный звук).
Мне вот такой вариант не очень понравился, поэтому я начал собственные эксперименты по данной теме. И начал эксперименты, для начала изготовил прототип из трубки с внутренним диаметром 1 мм, а в качестве плавсредства использовал обрезок доски.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Что удивительно, эта конструленция внезапно поплыла! Я был в шоке, и не верил что такое возможно.

Но если кратко, то я купил в магазине игрушку — пластиковый кораблик, а на строительным рынке медные кондициоерные трубки (лучше всё же использовать алюминиевые, того же диаметра — легче). Трубки гнул достаточно просто: замораживал воду внутри, и гнул по черенку от лопаты.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Первая плавающая модель.

Для него сделал спиртовку.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Спиртовка оказалась мировой, и использовалась ещё в очень многих моделях.
Ну и пора провести первые ходовые испытания. Проверил различные типы горючего и трубок.

После удачных испытаний, была сделана центровка, развесовка и одета верхняя палуба. Так же сделал руль, и защиту печки (чтобы палуба не плавилась).

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Ну и видео окончательных испытаний.

Если вы думаете, что паропульсирующие двигатели используются в детских поделках, то нет. Это мощнейшая индустрия, лично я встречал даже могучие математические выкладки с формами, объёмами, длинной трубок и прочее, по постройке наиболее быстрых и эффективных моделей.
Только посмотрите на видео возможных конструкций таких двигателей. Всяко рекомендую этот канал, если тема вам показалась интересной. У него очень много подобных конструкций и идей, есть чем заняться с вашими детьми вечером ;).

По интернету гуляют целые чертежи, математические выкладки наиболее удачных конструкций. Ищите, тема невероятно интересная и необычная.
Существуют совершено невероятные модели, работающие на этом принципе. Эти фотографии с известного интернет аукциона.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Может показаться очень странным, но это тоже модель кораблика с паропульсирующим двигателем.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Вот сам двигатель (справа), а слева зелёное — это спиртовая горелка. Так, что не стоит думать, что это игрушка только для детей.

Модели с поршневыми паровыми двигателями

Паропульсирующие двигатели, хоть и очень романтичные и любопытные, но применимы только в моделизме (даже точнее, только в судомоделизме). И то, это будет скорее игрушкой, чем реальной моделью. Но мы же хотим получить модель, наиболее приближенную к настоящей, с настоящим поршневым паровым двигателем.
Если вы пойдёте на известный интернет аукцион, и начнёте там мониторить какие модели корабликов с поршневыми двигателями, а так же сами двигатели там бывают, то вы будете в шоке. Лично я хожу туда как в музей, и сохраняю наиболее интересные. У меня уже несколько гигабайт этих фоток для личного пользования. Но покажу наиболее интересные.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Ниже отечественная модель парового кораблика.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

И последняя модель, двухцилиндровая.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Все эти модели объединяет одно: отсутствие парораспределителя, и наличие качающегося цилиндра. Качающийся цилиндр используется только в маленьких моделях. В больших паровых двигателях используется золотник. И такая конструкция тоже выдаёт “детский моделизм”.
Однако, если вы узнаете стоимость таких моделей, то окажется, что она совершенно не детская. Обычно на них ценник начинается от 1000$. Скажу сразу, если вы думаете сделать модель парохода самостоятельно и сэкономить, то нет, самостоятельная сборка выйдет сильно дороже. Лично я, как-то чуть не купил шикарный вариант пароходика, за 60 000 рублей. И считаю, что это была бы очень выгодная покупка, но не успел.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Это уже скоростная модель, у которой стоит двигатель Стюарта (Stuart Steam Engine), с золотниковым парораспределением. Модели двигателей до сих пор производятся и их можно даже купить. Нагрев воды осуществляется уже бензиновой горелкой. В общем, это очень классная модель и сделать его такого качества в эту сумму самостоятельно не выйдет, ну ни как.

Существуют уникальные модели паровых двигателей двойного действия. Где отбирается максимальная энергия пара, с двойным расширением. На видео видно, что цилиндры имеют разный диаметр. Маленький диаметр — это цилиндр высокого давления, большого — низкого.

Принцип действия показан на следующей гифке.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

На самом деле, в последние лет пять всё реже и реже на аукционах встречаются модели паровых двигателей и пароходиков. А когда встречаются, цена их летит в неадекватные небеса, в действительности на эти деньги можно купить, без преувеличений, автомобиль.

Когда всё же решился купить двигатель

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Я купил его немного БУ, бывший хозяин в спиртовку заливал масло и её пришлось ремонтировать после этого надругательства. Но, тем не менее, двигатель был рабочим, Запас хода воды в котле около 15 минут. Время горения
спиртовки около 22 минут, что хватает точно на то чтобы прогреть воду, всю её выпарить и погаснуть.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Крайне интересно посмотреть, как же работает данный двигатель. Специально для вас снял следующее кинцо.

Внимательные зрители, наверное заметили, что я заливаю масло не только в оси вращения двигателя, но и в специальную маслёнку. И как оказалось, не смотря на то что в моём кругу общения огромное количество инженеров, а так же то, что паровой двигатель просто устроен, никто толком мне не смог объяснить как же работает данная маслёнка. В ней пар смешивается с маслом, и такая паровая эмульсия попадает уже в двигатель, забрызгивая всё вокруг грязным маслом.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

На самом деле устройство таких маслёнок элементарное, но неочевидное.

Обычно, после двигателя ставится маслоуловитель, чтобы не загрязнять окружающую среду.
Сразу хочу показать очень любопытный проект на данном паровом двигателе.

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Когда хочется своими руками

Паровой двигатель, не смотря на свою простоту, требует очень высокой точности изготовления деталей. И все эти самодельные двигатели из “Моделист-Конструктор” были практически недостижимыми в повторяемости для детей:

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Типичный отечественный гайд создания двигателя.

Картинка взята отсюда.
Я знаю очень многих людей, кто в детстве это пытался сделать (в том числе и я), но ни у кого он не работал. Не стоит думать, что только редакторы советских книг издевались над детьми того времени, на западе тоже хватало различных инструкций, например вот.

Но я нашёл очень толковую инструкцию, как повторить такой двигатель без токарного станка, имея минимальный набор инструментов и материалов с ближайшего строймага.

Обратите внимание, что это три полноценных видео, каждое по пол часа, и суммарно на 1,5 часа времени. Лично я не люблю конструкцию качающихся двигателей, так как это изначально игрушка, но они очень просты в повторении(ха-ха, трижды).

Выводы

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

Потом лезем на известный китайский интернет магазин, и о чудо! Встречаем там точно такой же двигатель!

Паровые машины для моделей судов. Смотреть фото Паровые машины для моделей судов. Смотреть картинку Паровые машины для моделей судов. Картинка про Паровые машины для моделей судов. Фото Паровые машины для моделей судов

На самом деле, при всей архаичности паровых двигателей, и их огромных недостатков, нельзя отнять того, что даже сегодня они не теряют своей актуальности. Более 70-80% электроэнергии вырабатывают архаичные паровые двигатели! Даже передовые атомоходы, это по сути пароходы с атомным кипятильником.

Для тех, кто решиться заняться моделями паровых двигателей, хочу сказать. Вы должны помнить, что КПД большого парового двигателя и без того не велико, то КПД модели будет ничтожно мало. Слишком большие потери на нагрев металла и трубок. Часто бывает, что всё прекрасно работает на сжатом воздухе, а на паре того же давления не работает совершенно и ничего невозможно сделать. Поэтому, если есть возможность делайте модели крупнее, утепляйте трубки и цилиндры, а так же не ленитесь, сходите в библиотеку, там невероятный клад технической литературы по теме. Лично я просидел в Ленинской библиотеке недели три, просто читая литературу по проектированию корабельных паровых двигателей. Но это совсем другая история.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *