Катер с паровым двигателем

Идея постройки парового катера зародилась у нас с отцом — Георгием Владимировичем — где-то в середине 70-х годов. Возникновение этой идеи, насколько помню, никак не было связано с какими-либо серьезными соображениями. Просто захотелось построить свой маленький пароход. К тому времени мы имели опыт постройки уже нескольких катеров с ДВС, в том числе — "саней Фокса" (возможно, их еще помнят старые читатели "КиЯ" — проект публиковался в №61 за 1976 г.). Когда мы начинали проектировать для катера машину, то чертежей именно катерных паровых машин у нас не было, да и вся имеющаяся информация о них сводилась к небольшой статье в "КиЯ" о клубе старинных паровых катеров в Англии, на озере Уиндермир. Но отец очень любил и хорошо знал паровозы — и отнюдь не понаслышке, так как до войны отработал два года помощником машиниста. Потом была война, фронт, участие в освобождении Норвегии, Польша, Германия, а после войны только один адрес работы — плаз завода Жданова — Северной верфи. Но любовь к пару осталась.

Несмотря на работу на крупном судостроительном предприятии, судовых паровых машин мы так и не видели (если не. считать машины заводского работяги — буксира "Богатырь"), и Георгию Владимировичу пришлось начать проектирование, можно сказать, с нуля. Отец работал с самыми сложными судостроительными чертежами, но с машиностроением не сталкивался. Пришлось знакомиться с деталями машин и технологией машиностроения, допусками и обозначениями, чтобы выпускать грамотные чертежи.

Естественно, была выбрана самая простая машина прямого действия, одноцилиндровая с плоскими золотниками и диаметром цилиндра всего 115 мм. Сначала была изготовлена действующая модель в натуральную величину, которая прекрасно работала на сжатом воздухе. Интересно то, что модель была целиком изготовлена из дерева,только в деревянный цилиндр для прочности был вставлен кусок трубы. Движущиеся части были скреплены болтами, видными на фото. Модель развивала до 200 об/мин.

При изготовлении настоящей паровой машины самое трудное было изготовить где-то стальную отливку цилиндра с внутренними каналами. В то время нигде и ничего нельзя было сделать официально. Например, на просьбу продать лист стали ответ был один — "не положено". Это касается не только машины.

С котлом было еще сложнее — это тяжелая габаритная сварная конструкция. Был спроектирован огнетрубный вертикальный двухоборотный котел ПОК-1. Обозначение расшифровывалось, как "парогенератор огнетрубный Клокова". В котле 101 жаровая трубка. Площадь нагрева — 5.61 м 2 . Расчетная паропроизводительность — 57.1 кг пара в час. Котел был сделан с большим за пасом прочности — толщина стенок бочки составляла 12 мм. После сварки конструкцию отпустили в печи, чтобы освободить от сварочных напряжений.

Топливо — дрова или уголь. Когда шли на дровах, подкладывать чурки приходилось практически без перерыва!

Питание забортной водой — через самодельные питательный клапан и инжектор. Была попытка питать котел ручным насосом (обычная одноцилиндровая помпа с длинной ручкой), но работать им оказалось очень тяжело и от него отказались Сечение питательного клапана оказалось слишком малым, так что поставили вместо него "фирменный" с большим сечением. Самодельный инжектор заменили на насос Вортингтона — поршневую питательную "донку" с диаметром паровых цилиндров 60, а водяных 30 мм, хотя к тому времени уже были приобретены фирменные инжекторы (довольно маленькие — № 7). Кстати, инжектором питать котел выгоднее, чем донкой, так как он подает уже подогретую воду.

Контроль за уровнем воды осуществлялся через водомерную колонку со стеклом Клингера; имелись также 3 водопробных краника.

Для увеличения тяги в трубе стоял паровой форсун — согнутая по кругу труба с маленькими дырочками для выхода пара.

Вся эта паровая силовая установка была смонтирована в корпусе дюралевого клепаного вельбота. Длина его по палубе равнялась 8.5 м, ширина — 2.6 м, высота борта на миделе — 1.05 м. Новый, более подходящий корпус сделать уже не было ни сил, ни средств. Правда, корпус этой спасательной шлюпки немецкой постройки (с теплохода "Палех") имел не такие тупые обводы носовой части, как у теперешних спасательных шлюпок.

При большом весе котла с машиной самой логичной была бы их установка на миделе, но мы (особенно я) хотели иметь и каюты, чтобы можно было с комфортом ходить в походы. Поэтому было принято решение сместить машинную установку в корму. Это привело к созданию довольно оригинальной архитектуры катера, когда рулевая рубка стоит в самой корме, а между нею и носовой надстройкой расположен неглубокий средний кокпит. Тогда мы не видели ни одного катера с такой архитектурой.

Надстройки были склепаны из легкого сплава. Кап машинного отделения на корме оканчивался очень близко от ахтерштевня, поэтому для увеличения площади кормовой палубы мы сделали небольшой "кринолин". Прямой форштевень вельбота был изменен накладными плашками из толстого АМг, и стал напоминать клипперштевень старинных парусно-паровых судов. Сверху на клипперштевень наложили дюралевую "доску" с релингом.

Форпика не было. В носу была оборудована спальная каюта, за ней — небольшая кают-компания; спальные места в кают-компании размещались в "гробах", которые выходили в угольную яму (по бокам от нее). Над угольной ямой и располагался небольшой кокпит, настил которого был поднят почти до уровня бортов. В кокпите под ногами имелся небольшой люк для загрузки топлива. Дальше в корму стояла рубка, в ней топкой вперед был закреплен котел, за ним — машина. Дверь для входа в рубку из кокпита была прорезана в лобовой стенке рубки. Под дверью (в переборке, прямо перед топкой) имелся люк для доступа в угольную яму — к топливу, а на крыше рубки — изготовленная из легкого сплава стилизованная прямоугольная дымовая труба с козырьком и паровым свистком. Труба откидывалась для прохода под мостами.

В каютах имелись паровые чугунные грелки.

Машинная установка прекрасно работала на берегу на всех режимах — как на переднем, так и на заднем ходу. А вот проба на воде с нагрузкой кончилась неудачей: поработав несколько минут, машина останавливалась. Пока выясняли причину, давление быстро росло, начинали "играть" клапана, пар вырывался с сильнейшим ревом. (Кстати, мы опасались поднимать давление в самодельном котле выше 6-7 атм.) Причиной остановки машины оказалось слабое крепление цилиндра к вертикальному фундаменту — сила действовала большая, его перекашивало. Цилиндр крепился сверху и снизу на двух поясках из толстой стали, которые обхватывали его с одной стороны лишь где-то на половину диаметра. Попытки исправить дело полумерами ни к чему не привели — нужен был новый фундамент. Начали резать, варить и т.д. Конечно, отец решил бы и эту проблему — довел бы дело до конца, но тут мне подвернулась готовая двухцилиндровая паровая машинка. Это была реверсная машина с 800-сильных морских буксиров финской постройки: она висела на огромной главной паровой машине и обеспечивала перевод ее кулисного механизма, т.е. реверсирование. Ее мы и установили на катер вместо своей. Это была современная паровая машина. Не помню диаметр ее цилиндров, по-моему, 70 мм. Кулисного механизма не было, реверсирование осуществлялось за счет поворота круглых золотников вокруг своей оси. Машина была изношена и рассчитана на давление в 16 атм; именно такое давление, как мне сказали, было на том судне, где она работала.

Теперь машина исправно работала, обеспечивая катеру скорость 4-5 км/ч, но оказалась недостаточной паропроизводительность котла, хотя по нашим расчетам он должен был давать пару с избытком. Конечно, установка этой случайной машины была ошибкой, осуществленной не без моей помощи. Вряд ли она подходила для работы на имевшемся низком давлении, да были у нас еще и подозрения по поводу большой потери пара в золотниках из-за излишней сложности конструкции. Так или иначе, но пару не хватало, и примерно через каждые 2 км пути нашего парохода давление садилось, приходилось останавливать катер и набирать пара вновь.

Осуществление идеи постройки парового катера заняло уже более 15 лет жизни, а ведь нам так хотелось походить. Кончилось дело тем, что паровая установка была снята и заменена подходящим дизелем.

В ноябре 1994 г. после тяжелой болезни ушел из жизни главный конструктор и вдохновитель этой идеи. Георгий Владимирович, несмотря на все уговоры редакции "КиЯ", отказывался писать о своем опыте, так как считал, что это можно было бы сделать только в случае стопроцентного успеха.

К сожалению, вместе с ним ушли многие конкретные данные о котле и машине, о которых мог подробно и аргументированно рассказать лишь сам конструктор.

На борту нашего парового катера названия не было — до этого дело так и не дошло, но Георгий Владимирович хотел бы назвать его "Западная Лица". Эта речка катит свои воды по каменистому руслу далеко за Полярным кругом, километров за 70-80 от Мурманска в сторону границы с Норвегией. Там, в "Долине смерти", на высоте 314.9 отцу довелось воевать в годы войны. Сейчас эта долина среди каменных сопок переименована в Долину Славы, а на этой самой высоте 314.9 стоит обелиск. До сих пор гранитные склоны сопок усыпаны ржавыми осколками мин и снарядов. Но название "Западная Лица" все-таки есть — оно написано на борту нашего нового 12-метрового катера — последнего проекта отца. Правда, это уже дизельный катер, и другая тема для для разговора.

От себя хочу лишь добавить, что когда мы искали для своей машины арматуру, насосы, клапана, я много общался со старичками-паровиками, и все они всегда говорили о паровых машинах с большой любовью. Никакой грохочущий дизель с паровой машиной не сравнится. Тепло, тишина, запах разогретого масла, размеренно ходят мотыли, лоснятся маслом параллели, машина обычно чуть постукивает — все это вселяет чувство полнейшей надежности. Никаких сложных запчастей, никаких реверс-редукторов — ломаться практически нечему! А чего стоит паровой свисток, который сначала отплевывается кипяточком, а потом выпускает столб белоснежного пара и пронзительно свистит.

И еще. К пару надо относиться серьезно — это не сжатый воздух. Однажды я забыл закрутить гайку на питательном клапане и стал поднимать в котле давление. При повороте ручки клапана и давлении не более 1-1,5 атм гайка вместе с ручкой и сальниковой набивкой взлетела в потолок, в рубке полопались стекла, а у меня потом слезла кожа на руке.

Разговоры о низком КПД паровой машины применимы, на мой взгляд, к большим океанским судам с тысячесильными машинами, а никак не к маленьким паровым катерам. Сейчас на основе приобретенного опыта и при наличии многочисленной литературы я многое бы сделал по-другому. Для тех, кто захочет этим заняться, могу сказать одно — дело стоящее! Времена изменились. Можно, видимо, ознакомиться с иностранными прототипами и оптимальными решениями, а не идти путем проб и ошибок. В заключение хочу сказать, что любовь к паровым машинам останется у меня на всю жизнь.

Какого красавца нашел.

В 2015 году на исторической верфи «Полтава» завершено строительство парового колёсного катера «Русич».

Судно построено по индивидуальному проекту, разработанному Глебом Курицыным, капитаном шхуны « Геркулес » на основе деревянного корпуса катера 50-х годов, клёпаного на медь и действующих паровых машины и котла 1936 года.

Характеристики:

Длина макс: 9,1 м

Ширина макс: 4,6 м

Мощность машины: 20 л.с.

Верфью исторического судостроения Полтава была проделана огромная работа:

При создании парового колесного катера была отреставрирована действующая паровая машина и паровой котел 1936 года.

Деревянный корпус катера 50-х годов, клёпаный на медь, был полностью отреставрирован с заменой килевой балки, 60% шпангоутов, заменой ахтершевня и форштевня.

Корпус обработан по новой технологии отечественными компонентами XT101.

Был заменен привальный брус, была изготовлена новая палуба, а также установлен кормовой салон и легкая крыша над котлом.

Также были спроектированы, изготовлены и установлены гребные колеса, установлены крылья и арки гребных колес.

Для дальних переходов был также установлен вспомогательный дизельный двигатель 27 л.с. с приводом на винт.

Вступайте в наши группы и добавляйте нас в друзья 🙂

паровая машина 1936 года выпуска

паровая машина 1936 года выпуска

на спор, что еще и отреставрировали

Точнее весной. В августе он уже во всю рассекал на фестивалях. Фестивалил короче

на исторической верфи «Полтава» завершено строительство

Яхт-клуб Санкт-Петербурга и Фонд поддержки исторических судов и классических яхт профинансировал строительство парового катера «Русич"

Для дальних переходов был также установлен вспомогательный дизельный двигатель 27 л.с. с приводом на винт.

В последнее время какая-то эпидемия новостей про кустарные катера на «Сделано у нас», причём помещаемых в раздел «Судостроение и судоходство».

Если у Вас много таких заметок, ИМХО, можно собрать их в один обзорный пост. Иначе получается слишком низкая значимость.

А вот и оценщики значимости подтянулись. Новость соответствует всем правилам сайта. Кроме того, имеет ценность прославление подобных мастеров. Один большой пост по таким новоделам…неа.

Новость соответствует всем правилам сайта.

Я вам в комментарии к аналогичной новости 10 дней назад уже приводил выдержку из правил сайта, могу ешё раз привести:

В народе, усилиями СМИ, укрепилось мнение, что Россия уже давно ничего не производит, что мы живем только за счет торговли нефтью и газом, а промышленность разрушена, новые заводы не строятся, а «замкадье» живет в нищете и разрухе.

Для того, что бы уравновесить чашу весов, был создан сайт «Сделано у Нас». Сайт о новых производствах в России, товарах производимых в нашей стране, модернизации производств, инновациях, открытиях, успехах на мировых рынках, и прочих значимых событиях в жизни России.

В прошлой раз вы в качестве ответа на утверждение, что «Россия ничего не производит», выложили новость о моддинге моторной лодки, в этот раз о катерке в стиле «историческая реконструкция».

Эти новости на данном ресурсе объективно максимум годятся для личного блога (хотя я и многие люди читают общую ленту, а не по блогам). А лучше для тематического сайта про малое/любительское судостроение где-нибудь в ЖЖ

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!