Реактивный паровой водомет: как построить его самому
В советское время у детей не было Барби, Playstation и радиоуправляемых вертолетов. Зато столько всего интересного можно было найти у ближайшего завода, на стройке или, пардон, на свалке. Селитра, карбид, металлическая стружка, наконец, те же медные трубки и латунные пластины. По древнесоветскому рецепту водометный двигатель строился так: с большой батарейки типа D снималась оболочка, извлекался центральный электрод и все содержимое. Судомоделиста интересовал цинковый стаканчик. Верхние две трети стаканчика спиливались ножовкой, края ровнялись ножницами, в получившейся «кастрюльке» сверлились два отверстия под медные трубки. Трубки припаивались обычным оловом. Из латунной пластинки вырезалась круглая крышка и тоже припаивалась к «кастрюльке». Затем крышка слегка продавливалась, чтобы получить подвижную мембрану. Подув в трубочки, можно было заставить мембрану щелкать. Котел лучше делать как можно меньше: чем меньше объем воды внутри двигателя, тем быстрее он будет заводиться.
Трубопроводы имеет смысл располагать на корабле так, чтобы значительная часть труб находилась ниже ватерлинии. Вода в данном случае играет роль охладителя. Чем быстрее пар охлаждается в трубах, тем надежнее работает двигатель. Конструируя корпус корабля, помните, что стальные трубки от «восьмерки» немало весят. Объем и водоизмещение лодки должны соответствовать солидной массе двигателя и свечи.
Перед включением двигатель следует полностью заполнить водой с помощью шприца. Конструкция имеет именно две трубки, а не одну, чтобы облегчить «заправку»: пока вода заливается в одно сопло, воздух выходит из другого. Корабль строится так, чтобы обе трубки были постоянно погружены в воду. Когда под котел ставится свечка, вода в нем нагревается и начинает кипеть. Образующиеся при этом пары выталкивают воду из котла. Проходя по трубкам, вода остывает, давление в котле падает, и двигатель всасывает воду обратно. Таким образом в трубах происходит постоянное возвратно-поступательное движение водяного столба.
Залив в двигатель немного чернил, мы смогли рассмотреть водометную струю во всей красе. На фото видно, насколько далеко и собранно бьет паровой двигатель. Неудивительно, что с такой тягой корабль стремительно устремляется вперед.
Простейший паровой водомет можно сделать и вовсе без котла. Достаточно согнуть трубу в несколько витков прямо над свечкой на манер кипятильника. Котел делается для спецэффектов: изгибающаяся мембрана издает громкий тарахтящий звук. Несмотря на то что водяной столб совершает движения в обе стороны с равной амплитудой, двигатель толкает лодку вперед. Это связано стем, что вся вода выталкивается из трубок в одном направлении, а засасывается со всех сторон.
Попытки подыскать замену редким в наши дни медным трубкам и латунным пластинам привели нас к следующему решению: отличной трубкой стала тормозная магистраль от автомобиля ВАЗ 2108. Она идеально подходит по диаметру, хорошо паяется и, главное, продается влюбом автомагазине.
Паровой водомет можно назвать двухтактным двигателем. На первом такте вода в котле нагревается и достигает температуры кипения. Образующийся пар выталкивает воду из котла и гонит ее по трубам. На втором такте горячая вода в трубах охлаждается, давление в системе падает, и вода вновь засасывается в котел. Выброс воды происходит в строго определенном направлении, а всасывание — со всех сторон. Поэтому на первом такте корабль толкается вперед, а на втором не отходит назад.
Мембрана — дело тонкое, во всех смыслах слова. При столь малом диаметре крышки ее материал должен быть очень мягким и податливым. После нескольких неудачных попыток мы сделали мембрану из алюминиевой чашки от самой дешевой греющей свечи. Она очень тонкая, мягкая, хорошо звучит. Единственный минус — алюминий не паяется. Вместо пайки мы применили 10-минутный двухкомпонентный эпоксидный клей. Опасения по поводу его прочности в жестких температурных условиях не оправдались. Если двигатель работает правильно, чашка раскаляется не слишком сильно — таков термодинамический цикл водомета.
Работа двигателя впечатляет. Его мощность достаточна, чтобы толкать корабль вперед, создавая позади видимые невооруженным глазом потоки воды. Честно признаться, нам не удалось добиться от машины действительно яркого звука, как в дедовские времена. Так что, похоже, с материалом мембраны еще стоит поэкспериментировать. Искренне желаем удачи в поиске латунных пластинок!
