Юный техник

Абрамов Александр Николаевич

Куличенко Василий Федосеевич

Раздел четвертый

ЮНЫМ ПАРОТЕХНИКАМ

 

 

1. Две реактивные модели

Простой пароходик

Очень просто сделать пароходик, который будет хорошо плавать по пруду. Этот пароходик будет действовать отдачей струи пара.

Достаньте жестяную коробочку от зубного порошка — она-будет котлом парохода. Припаяйте к коробочке ее крышку, сверху проделайте отверстие и припаяйте к нему гайку от штепсельного гнезда радиоприемника. Это будет отверстие для наливания воды. Его нужно закрывать пробкой. Пробку сделайте из штепсельного гнезда с запаянным отверстием (см. таблицу 30).

Таблица 30. Реактивный пароходик и тележка Ньютона.

Чтобы удобнее было завинчивать гнездо, припаяйте на него небольшое колечко из проволоки. Наденьте на гнездо кружок, вырезанный из резины от велосипедной камеры. Теперь можно быть спокойным, что отверстие будет завинчиваться очень плотно.

У одной из боковых стенок коробки на крышке проделайте отверстие. Достаньте старый капсюль от примуса и наперсток. Отверстие капсюля немного расширьте снаружи, осторожно поворачивая в нем иголку.

В наперстке у донышка пробейте отверстие, вставьте в него заготовленный капсюль и припаяйте. Наперстком с капсюлем закройте отверстие на крышке котла и тщательно припаяйте наперсток. На рисунке хорошо видно расположение водоналивного отверстия и наперстка с капсюлем.

Котел готов. Ко дну его припаяйте две проволочки, изогнутые в виде буквы П. Длина проволочных ножек — 4–5 см.

Спиртовки к этому котлу можно сделать из двух склянок от туши. Вырежьте два жестяных кружка немного большего диаметра, чем горлышки склянок. В этих кружках сделайте отверстия и вставьте жестяные трубочки диаметром примерно 5–6 мм. Пропустите в трубки фитили, свернутые из ваты, и все готово (см. таблицу, справа, внизу). Можете ставить котел на пароход.

Если у вас нет подходящего корпуса парохода, можно для первого опыта сделать его просто из куска доски. Достаньте обрезок доски длиной 40 см и шириной 10–12 см; заострите один конец — это будет нос, а на другом конце укрепите жестяной руль. Посредине доски проткните шилом отверстия для проволочек и поставьте котел. Его нужно установить на такой высоте, чтобы от концов трубок спиртовок до дна котла было расстояние не меньше 2 см.

Налейте в котел на 2/3 воды, в склянки — денатурированного спирта, и когда фитили хорошо пропитаются спиртом, зажгите их. Как только вода в котле закипит, пар, шипя, станет вырываться из капсюля, и пароходик, важно пыхтя, поплывет.

Это простое сооружение так бодро и уверенно плывет, что невольно удивляешься эффекту, достигнутому таким простым способом.

Тележка Ньютона

Примерно двести пятьдесят лет тому назад ученый Ньютон, открывший закон тяготения, составил проект паровой кареты, основанной на принципе отдачи (на принципе реакции).

Сейчас строят уже ракетные автомобили, и можно сказать, что тележка Ньютона прапрабабушка их. Но паровой реактивный автомобиль как будто никто не строил. И модели такие никому не удавались.

Можно уверенно сказать заранее, что большая тележка, вернее телега, построенная точно по проекту Ньютона, не пошла бы: слишком уж просто он решил сделать ее.

Какой же силы струю пара мог дать простой котел, подогреваемый костром?

Мы решили осуществить идею Ньютона, построив маленькую тележку, как говорится, по последнему слову модельной техники.

Какой она получилась, видно на рисунке. Мы сделали тележку так, чтобы трение было наименьшим. От этого зависел успех. Три раза пришлось переделывать модель, пока мы добились того, что без всяких движущих механизмов, только одной реакцией струи пара модель сама сдвинулась с места и пошла, все ускоряя бег.

Тележка производит удивительное впечатление: вырывающегося пара не видно, слышно только сильное шипение, а модель идет, перескакивая колесами даже через мелкие неровности пути.

Вся модель «цельнометаллическая». В ее конструкции использовано профилирование жести. Котел жестяной, диаметр его — 50 мм, длина — 100 мм. Сверху котла вокруг водоналивного отверстия припаяна гайка от штепсельного гнезда. Пробка — штепсельное гнездо с впаянным колечком. Водоналивное отверстие — спереди котла, а сзади — сухопарник из наперстка с капсюлем от примуса.

Чтобы котел давал больше пара, снизу его с двух сторон впаяны старые патрончики мелкокалиберной винтовки — по восемь патрончиков с одной и другой стороны. Без них котел не давал достаточного количества пара, и, как мы ни старались, модель не шла. Патрончики впаяны в котел изнутри, до того как он был свернут. Так паять удобно, а снаружи трудно забираться паяльником между патрончиками.

К котлу припаяна П-образная подставка для спиртовок. Края подставки загнуты, так что получился жесткий профиль «швеллерного» железа. Спиртовки — три бутылочки от туши С жестяными трубочками; фитили — вата. Длина котла, а значит и подставки, так рассчитана, что три спиртовки как раз помещаются. Высота подставки — 80 мм.

Колеса — это просто донышки консервных банок диаметром 75 мм. Ось задних колес проходит сквозь загнутые края подставки. Колеса припаяны к оси, а концы оси заострены. Чтобы ось не ездила из стороны в сторону, с обеих сторон подставки припаяны жестяные Г-образные полоски. Переднее колесо тоже припаяно к оси, а ось держится в жестяных швеллерах, припаянных спереди подставки. Концы этих швеллеров загнуты и не дают болтаться и этой оси. Такой способ «подвески колес», как говорят техники, дает только четыре точки трения при трех колесах. Трение остриев осей можно не считать — оно очень незначительно.

Большие колеса работают лучше маленьких, с ними тележка лучше идет.

Если попробуете сделать такую тележку Ньютона, удивитесь, как хорошо она ходит.

 

2. Паровой реактивный катер

В магазинах игрушек часто продаются маленькие лодочки очень простого устройства. В них помещается маленький плоский котел с двумя трубочками, выведенными назад, под корму.

Перед пуском котел наполняется водой. Для этого в одну из трубок льют воду до тех пор, пока вода, пройдя котел, не станет выливаться из второй трубки. Зажав пальцами отверстия трубочек, чтобы вода не вылилась, ставят лодочку на воду, причем выходные отверстия трубок при этом оказываются в воде. Под котел ставится кусочек свечи или помещается комочек ваты, пропитанной денатурированным спиртом, и зажигается. Через две-три минуты, когда вода в котле закипит, «мотор» заработает, и лодочка с характерным стуком, напоминающим стук настоящего лодочного мотора, довольно быстро пойдет.

Почему это происходит? Мы знаем, что обращенная в пар вода сильно расширяется в объеме. Так как количество воды в котле очень невелико, она после некоторого времени нагревания стремительно обращается в пар и «ударяет» холодную воду в трубках. Холодная вода с силой вырывается из трубок под кормой, и отдача заставляет лодку идти вперед. В то же время пар, коснувшись холодной воды и холодных частей трубок, конденсируется — сгущается, и в котле и трубках создается разрежение. Под давлением наружного воздуха вода снова через трубки входит в котел.

Теперь вода в разогретом котле очень быстро обращается в пар, так как пространство между донышком и крышкой котла очень невелико. К тому же крышка котла сделана из тоненькой латуни, в момент обращения воды в пар она выдувается, а в момент конденсации пара спадает. Благодаря этому вода из трубок вырывается с большей силой, чем втягивается затем, и эта разница давлений создает силу, движущую лодочку.

Нам удалось сделать реактивный катер несколько бóльших размеров, чем продажные лодочки (см. таблицу 31).

Таблица 31. Паровой реактивный катер.

Работает он очень хорошо и идет быстрее маленькой лодочки.

Корпус нашего катера делается из тонкой белой жести. Можно использовать жесть от консервных банок. Удалите крышки, разрежьте банку по шву, тщательно выпрямите получившуюся полоску жести и очистите ее от бумаги и краски, особенно в тех местах, где придется паять. Если банка мала, а катер желательно сделать больших размеров, спаяйте две полоски жести от двух банок.

Приготовленную для корпуса полоску жести сложите пополам, затем ножницами для жести отрежьте спереди заштрихованную площадь, чтобы получился нос катера. Теперь сделайте киль. Для этого обожмите молотком жесть в тисках по линии, показанной на среднем рисунке. Борты катера разогните по линии киля и приступите к формовке — выгибанию бортов, выколачивая их на доске молотком с шаровидной ударной частью. Когда борты примут желательную форму, сожмите их и спаяйте нос и киль катера.

Чтобы закончить корпус, остается впаять корму, предварительно просверлив или пробив в ней два отверстия для трубок. Нос катера закройте палубой. Котел можно покрыть крышкой, оформленной как верх каюты. После этого остается навесить руль, и корпус готов.

После корпуса самая важная часть работы — изготовление котла с паропроводными трубками.

Дно котла сделайте из жести. Вырежьте пластинку прямоугольной формы (если сумеете, лучше в виде эллипса) и молотком на доске выколотите ее в виде чашки (см. левый нижний угол таблицы). В доске предварительно сделайте стамеской небольшое корытообразное углубление. Когда чашка — дно котла — отформована, плоскогубцами отогните края. Это нужно сделать для возможно более крепкого припая крышки котла.

Крышку котла сделайте из очень тоненькой листовой латуни, толщиной 0,1–0,15 мм.

Во время работы «мотора» пластинка будет попеременно подниматься и опускаться, поэтому она должна быть очень тонкой и одновременно упругой, способной гнуться, не ломаясь.

Прежде чем прикреплять верхнюю пластинку котла, впаяйте в дно котла две паропроводные трубочки так, чтобы угол между дном и трубками получился не более 30–35°. Впаяв трубки в дно котла, закройте его упругой крышкой, загните поверх нее края дна и тщательно пропаяйте швы, особенно в углах. Если будет хоть небольшое отверстие в котле, «мотор» не станет работать.

Исправность котла можно проверить продувкой через трубочки, опустив его в воду.

Для топки лучше всего спаяйте из жести небольшую коробочку и поместите туда смоченный в денатурированном спирте комочек ваты. Не разводите под котлом большого огня.

 

3. Клапанный паровой двигатель

Маленький действующий паровой двигатель легко построить, имея самые простые инструменты и материалы.

Эта модель отличается от всех других моделей паровых двигателей тем, что вместо золотника она имеет впускной клапан (см. таблицу 32, слева, вверху).

Таблица 32. Клапанный паровой двигатель. 1 — цилиндр; 2 — кольцо клапанной коробки; 3 — цилиндровая крышка; 4 — клапан; 5 — поршень; 6 — ушко (скобочка); 7 — шатун; 8 — паровыпускные отверстия; 9 — диск кривошипа; 10 — палец кривошипа; 11— вал двигателя; 12 — маховое колесо; 13 — стойка станины; 14 — подшипник стойки станины; 15 — задний подшипник; 16 — опорная плита; 17 — лапки крепления цилиндра.

Применение клапана вместо золотника сильно упрощает устройство и изготовление двигателя.

При верхнем положении поршня в цилиндре поршень упирается в стержень клапана и приподнимает его. Через открывшееся отверстие пар врывается в цилиндр, давит на поршень и заставляет его пойти вниз.

Клапан, упирающийся своим стержнем в поршень, под действием собственного веса тоже будет опускаться и через некоторое время закроет паровпускное отверстие, прекратив доступ пара в цилиндр.

Дальше поршень будет двигаться благодаря расширению пара в цилиндре. Стремясь занять больший объем, пар будет давить на поршень и толкать его дальше вниз.

Когда поршень достигнет нижнего положения в цилиндре, отработанный пар через открывшиеся паровыпускные отверстия выходит наружу.

Сила давления пара на поршень и движение поршня передаются при помощи шатуна 7 и кривошипа на вал 11, заставляя его вращаться вместе с закрепленным на нем маховиком 12. Маховик по инерции будет продолжать вращаться и после того, как пар перестанет действовать на поршень.

Обратный ход поршня в цилиндре вверх совершается с помощью кривошипа и шатуна за счет инерции вращающегося маховика.

Постройка двигателя

Постройку модели начните с цилиндра 1.

Для цилиндра необходимо достать стальную или латунную трубочку с гладкой внутренней поверхностью. Можно воспользоваться пустым ружейным патроном. Не всегда можно найти для цилиндра трубочку таких размеров, какие указаны на рисунке. Если трубочка будет меньше или больше, то и все размеры других частей двигателя следует соответственно уменьшить или увеличить.

Трубочку для цилиндра при обработке нельзя зажимать в тиски, так как ее можно легко помять. Внутреннюю поверхность трубочки, если она недостаточно гладкая, прошлифуйте кусочком самой мелкой наждачной бумаги, закрепленной на круглой деревянной палочке, а затем отполируйте крокусом или пастой для полировки металлов (продается в москательных магазинах). Крокус и паста наносятся на кусочек материи, закрепляемой на той же круглой палочке, что и наждачная бумага. После шлифовки и полировки тщательно протрите цилиндр чистой тряпочкой.

Заусенцы, которые останутся после отрезки трубочки и сверловки в ней паровыпускных отверстий, осторожно соскоблите.

Поршень 5 отливается из свинца непосредственно в цилиндре. В жестяную банку насыпьте мелкого сухого речного песка. Отрезанную для цилиндра трубочку погрузите в песок так, чтобы наружу выступал конец высотой 15 мм. Банку с песком и цилиндром хорошенько прогрейте в печке, на примусе или керосинке.

Нельзя выливать расплавленный свинец в холодный цилиндр, засыпанный сырым песком: образующийся в цилиндре пар разбрызгает свинец; при этом капли расплавленного свинца могут попасть на руки, на лицо и причинить ожоги.

Отливка в нагретый цилиндр при сухом прокаленном песке безопасна и получается ровной, без раковин. Чтобы песок не прилипал к отливке, лучше всего вырезать из тонкого нелуженого железа маленький кружочек и опустить его в цилиндр поверх песка.

Сейчас же после заливки поршня, пока металл еще расплавлен, быстро приложите к нему луженой (покрытой оловом) частью предварительно заготовленную скобочку 6. Она таким образом припаивается к поршню. Проследите за правильным положением скобочки точно в центре цилиндра. Когда отливка застынет, выньте цилиндр и вытолкните из него готовый поршень. Счистите приставшие песчинки и осторожно срежьте ножом неровности.

Шатун 7 изготовляется из латунной или железной полоски толщиной 2–2,5 мм.

После отливки поршня к верхней части цилиндра припаяйте цилиндровую крышку 3 толщиной 2–2,5 мм. Верхняя плоскость крышки должна быть правильно опилена, что лучше всего делать так, как это показано в правом верхнем углу таблицы. Крышка должна быть латунной или, только для плоского клапана, железной.

В центре крышки просверлите отверстие, в которое свободно, с зазором для прохода пара, должен проходить стержень клапана.

Клапан 4 изготовляется из латунного или стального винта с плоской точеной головкой. После того как припаяете цилиндровую крышку, а к ней кольцо клапанной коробки 2, можете приступить к притирке клапана.

Притирка производится вращением клапана в ту и другую сторону при помощи отвертки, вставленной в прорез головки клапана. Время от времени притираемые поверхности смазывайте очень мелко истолченным стеклом, смешанным с машинным маслом. После притирки остатки стеклянного порошка тщательно удалите.

Клапан можно изготовить также с конической головкой, как это показано на рисунке.

Высота стенок клапанной коробки должна быть такой, чтобы клапан мог открываться, но не мог выскочить из отверстия цилиндровой крышки.

Станину — детали 13 и 16 (левый нижний угол таблицы) — изготовьте из сухого прочного дерева: обрезков березы, дуба или других твердых пород.

Подшипники 14 и 15 выпилите из обрезков листовой латуни или железа. Отверстия подшипников просверлите немного меньшего диаметра, чем вал. После сверловки разверните их по валу острым концом напильника (на котором закрепляется ручка). При этом края отверстия развальцуются и расширятся. Подшипники приверните к станине шурупами.

Кривошип — детали 9 и 10 — сделать легко. Диск кривошипа выпилите из латуни или железа толщиной 2–2,5 мм. Палец кривошипа отрежьте от толстой, четырехмиллиметровой проволоки или от оси из набора «металлоконструктор». Готовый палец прочно впаяйте в отверстие диска.

Вал 11 возьмите из набора «металлоконструктор» или отрежьте от проволоки толщиной 4–5 мм.

Маховик 12 отливается из свинца, цинка или другого легкоплавкого металла в глиняной, предварительно хорошо просушенной и прогретой форме. И здесь, как и при отливке поршня, вода, содержащаяся в сырой глине, обратится в пар и разбрызгает расплавленный металл.

Отлить маховик можно также в хорошо очищенной жестяной баночке из-под гуталина (см. таблицу 34). Для отливки маховика в центре формы плотно вставьте вылуженный вал, чтобы он при отливке сразу впаялся в маховик. Смотрите, чтобы не было щелей: сквозь них прольется расплавленный свинец.

Когда сделаете все части, приступите к сборке парового двигателя.

Соберите станину и привинтите к стойке 13 подшипник 14. Вставьте вал с маховиком и привинтите к опорной плите 16 задний подшипник 15. На конец вала, выступающий из стойки станины, припаяйте диск кривошипа в любом положении. Проследите только, чтобы он правильно вращался — не бил. Конец вала, выступающий за диск кривошипа, отпилите.

Все места пайки, если она производилась с применением травленой соляной кислоты и нашатыря, промойте водой, а еще лучше — раствором соды, затем просушите и смажьте маслом. Остатки кислоты способствуют быстрому образованию ржавчины.

Цилиндр протрите внутри чистой тряпочкой, смажьте и прикрепите двумя лапками 17 к станине.

Крышка клапанной коробки с паровыпускной трубочкой припаивается только тогда, когда паровой двигатель будет окончательно собран и будет отрегулировано действие клапана.

Момент открытия клапана можно отрегулировать постепенным укорочением стержня клапана, спиливая его напильником. В дальнейшем регулировку можно производить закреплением цилиндра на стойке станины выше или ниже. Если мы закрепим цилиндр ниже, клапан будет открываться больше; если поднимем выше, будет открываться меньше. Если клапан будет открываться слишком рано, то давлением пара поршень не вовремя будет отбрасываться назад или его движение будет сильно тормозиться. Вот почему открывание клапана должно происходить почти в то время, когда поршень достигнет крайнего верхнего положения в цилиндре.

Перед пуском все трущиеся части двигателя смажьте машинным маслом.

Этот паровой двигатель работает главным образом за счет расширения того количества пара, который заполняет пространство над поршнем, когда поршень находится в цилиндре в крайнем верхнем положении, поэтому высота пространства над поршнем при верхнем положении его в цилиндре должна быть не меньше половины длины хода поршня.

После испытания парового двигателя станину, боковые поверхности маховика и наружную поверхность цилиндра окрасьте эмалевой или масляной краской, а все металлические неокрашенные части протрите масляной тряпочкой для предохранения их от ржавчины.

После работы цилиндр и поршень парового двигателя, а также все другие части его протрите и смажьте маслом.

 

4. Катер с паровой машиной

Изготовление корпуса

Корпус нашего катера вырезается из сухого, мягкого и легкого дерева: липы, осины, ольхи; береза более тверда, и ее труднее обрабатывать. Можно также взять ель или сосну, однако они легко колются, что осложняет работу.

Выбрав полено подходящей толщины, обтешите его топором и отпилите кусок требуемого размера. Последовательность изготовления корпуса показана на рисунках (см. таблицу 33, слева, вверху).

Таблица 33. Корпус и котел катера с паровой машиной.

Палубу выпилите из сухой доски. Сверху сделайте палубу немного выпуклой, как у настоящих судов, чтобы попавшая на нее вода стекала за борт. Вырежьте на ней ножом неглубокие бороздки, чтобы придать поверхности палубы вид обшивки из досок.

Постройка котла

Вырезав кусок жести размером 80X155 отогните края шириной около 10 мм в противоположные стороны. Согнув жесть в кольцо, соедините отогнутые края в шов и пропаяйте его (см. таблицу, в середине, справа). Изогните заготовку, чтобы получился овал, вырежьте по нему два овальных донышка и впаяйте их.

Сверху в котле пробейте два отверстия: одно для водоналивной пробочки, другое для прохода пара в сухопарник. Сухопарник — маленькая круглая баночка ив жести. Из сухопарника выходит маленькая спаянная из жести трубочка, на конец которой натягивается другая, резиновая трубочка, по которой пар идет к цилиндру паровой машины.

Топка приспособлена только для спиртовой горелки. Снизу топка имеет жестяное дно с загнутыми краями. На рисунке дана выкройка топки. Пунктирными линиями показаны линии сгиба. Спаивать топку нельзя; боковые стенки ее скрепляются двумя-тремя маленькими заклепками. Нижние края стенок отгибаются наружу и охватываются краями жестяного дна.

Горелка имеет два фитиля из ваты и длинную воронкообразную трубочку, спаянную из жести. Через эту трубочку можно подливать в горелку спирт, не вынимая котла с топкой из катера или горелки из топки. Если котел будет соединен с цилиндром паровой машины резиновой трубкой, топку с котлом можно легко вынимать из катера.

Если нет спирта, можно сделать топку, которая будет работать на мелком предварительно разожженном древесной угле. Уголь насыпается в жестяную коробочку с решетчатым дном. Коробочка с углем устанавливается в топке. Для этого котел придется сделать съемным и закреплять его над топкой проволочными зажимами.

Изготовление машины

На модели катера установлена паровая машина с качающимся цилиндром. Это простая и вместе с тем хорошо работающая модель. Как она работает, видно на таблице 34, справа, вверху.

Таблица 34. Изготовление паровой машины и гребного винта катера.

Первое положение показывает момент впуска пара, когда отверстие в цилиндре совпадает с паровпускным отверстием. В этом положении пар поступает в цилиндр, давит на поршень и толкает его вниз. Давление пара на поршень передается через шатун и кривошип на гребной вал. Во время движения поршня цилиндр поворачивается.

Когда поршень немного не дойдет до нижней точки, цилиндр окажется стоящим прямо, и впуск пара прекратится: отверстие в цилиндре уже не совпадает с впускным отверстием. Но вращение вала продолжается, уже за счет инерции маховика. Цилиндр поворачивается все больше и больше, и когда поршень начнет подниматься кверху, отверстие цилиндра совпадет с другим, выпускным отверстием. Находящийся в цилиндре отработанный пар выталкивается через выпускное отверстие наружу.

Когда поршень поднимется в самое высокое положение, цилиндр снова станет прямо, и выпускное отверстие закроется. В начале обратного движения поршня, когда он уже начнет опускаться, отверстие в цилиндре снова совпадет с паровпускным, пар опять ворвется в цилиндр, поршень получит новый толчок, и все повторится сначала.

Цилиндр отрежьте от латунной, медной или стальной трубочки с диаметром отверстия 7–8 мм или от пустой гильзы патрона соответственного диаметра. Трубочка должна иметь гладкие внутренние стенки.

Шатун выпилите из латунной или железной пластинки толщиной 1,5–2 мм, конец без отверстия вылудите.

Поршень отлейте из свинца непосредственно в цилиндре. Способ отливки точно такой, как и для паровой машины, описанной раньше. Когда свинец для отливки расплавится, в одну руку возьмите зажатый плоскогубцами шатун, а другой рукой вылейте свинец в цилиндр. Сразу же погрузите в не застывший еще свинец на отмеченную заранее глубину луженый конец шатуна. Он окажется прочно впаянным в поршень. Следите за тем, чтобы шатун был погружен точно отвесно и в центр поршня. Когда отливка остынет, поршень с шатуном вытолкните из цилиндра и осторожно очистите.

Крышку цилиндра вырежьте из латуни или железа толщиной 0,5–1 мм.

Парораспределительное устройство паровой машины с качающимся цилиндром состоит из двух пластинок: цилиндровой парораспределительной пластинки А, которая, припаивается к цилиндру, и парораспределительной пластинки Б, припаиваемой к стойке (раме). Их лучше всего изготовить из латуни или меди и только в крайнем случае из железа (см. таблицу, слева, вверху).

Пластинки должны плотно прилегать друг к другу. Для этого они пришабриваются. Делается это так. Достаньте так называемую проверочную плитку или возьмите небольшое зеркало. Поверхность его покройте очень тонким и ровным слоем черной масляной краски или копоти, стертой на растительном масле. Краска растирается по поверхности зеркала пальцами. Пришабриваемую пластинку положите на покрытую краской зеркальную поверхность, прижмите пальцами и некоторое время подвигайте по зеркалу из стороны в сторону. Затем снимите пластинку и все выступающие покрывшиеся краской места поскоблите специальным инструментом — шабером. Шабер можно изготовить из старого трехгранного напильника, заточив его грани, как показано на рисунке. Если металл, из которого изготовляются парораспределительные пластинки, мягкий (латунь, медь), то шабер можно заменить перочинным ножом.

Когда все выступающие покрытые краской места пластинки сняты, остаток краски сотрите и снова положите пластинку на проверочную поверхность. Теперь краска покроет большую поверхность пластинки. Очень хорошо. Шабровку продолжайте до тех пор, пока вся поверхность пластинки не станет покрываться мелкими частыми пятнышками краски.

После того как пришабрите парораспределительные пластинки, к цилиндровой пластинке А припаяйте винт, вставленный в просверленное в пластинке отверстие. Пластинку с винтом припаяйте к цилиндру. Тогда же припаяйте и крышку цилиндра. Другую пластинку припаяйте к раме машины.

Раму выпилите из латунной или железной пластинки толщиной 2–3 мм и укрепите ее на дне катера при помощи двух шурупов.

Гребной вал сделайте из стальной проволоки толщиной 3–4 мм или из оси набора «конструктор». Вал вращается в трубке, спаянной из жести. К концам ее припаиваются латунные или медные шайбочки с отверстиями точно по валу. В трубку налейте масло, чтобы вода не могла попасть в катер даже тогда, когда верхний конец трубки будет расположен ниже уровня воды.

Трубка гребного вала закрепляется в корпусе катера с помощью припаянной наклонно круглой пластинки. Все щели вокруг трубки и крепительной пластинки залейте расплавленной смолой (варом) или замажьте шпаклевкой.

Кривошип изготовляется из небольшой железной пластинки и обрезка проволоки и укрепляется на конце вала пайкой.

Маховик подберите готовый или отлейте из цинка или свинца, как для клапанной паровой машины, описанной раньше. На таблице в кружке показан способ отливки в жестяной баночке, а в прямоугольнике — в глиняной форме.

Гребной винт вырезается из тонкой латуни или железа и припаивается к концу вала. Лопасти изогните под углом не более 45° к оси винта. При большем наклоне они будут не ввинчиваться в воду, а только разбрасывать ее по сторонам.

Сборка

Когда изготовите цилиндр с поршнем и шатуном, раму машины, кривошип и гребной вал с маховиком, можно приступить к разметке, а затем к сверловке впускного и выпускного отверстий парораспределительной пластинки рамы.

Для разметки необходимо сначала просверлить 1,5-миллиметровым сверлом отверстие в цилиндровой пластинке. Это отверстие, просверленное в центре верхней части пластинки, должно входить в цилиндр как можно ближе к крышке цилиндра (см. таблицу 35).

Таблица 35. Сборка паровой машины и изготовление мелких деталей катера.

В просверленное отверстие вставьте кусочек грифеля от карандаша так, чтобы он на 0,5 мм выступал из отверстия.

Цилиндр вместе с поршнем и шатуном поставьте на место. На конец винта, впаянного в цилиндровую пластинку, наденьте пружинку и навинтите гайку. Цилиндр с вставленным в отверстие графитом прижмется к пластинке рамы. Если вы будете теперь вращать кривошип, как это показано на таблице вверху, графит прочертит на пластинке маленькую дугу, по концам которой и нужно просверлить по отверстию. Это будут впускное (левое) и выпускное (правое) отверстия. Впускное отверстие сделайте немного меньше выпускного. Если впускное отверстие просверлите сверлом диаметром 1,5 мм, то выпускное можно сверлить сверлом диаметром 2 мм. По окончании разметки снимите цилиндр и выньте грифель. Заусенцы, оставшиеся после сверловки по краям отверстий, осторожно соскоблите.

Если под руками нет маленького сверла и дрели, то, обладая некоторым терпением, отверстия можно просверлить сверлышком, изготовленным из толстой иглы. Обломайте ушко иглы и вколотите ее наполовину в деревянную ручку. Выступающий конец ушка заточите на твердом брусочке, как показано в кружке на таблице. Вращая рукой ручку с иглой то в одну, то в другую сторону, можно не спеша просверлить отверстия. Это особенно легко, когда пластинки изготовлены из латуни или меди.

Руль изготовляется из жести, толстой проволоки и железа толщиной 1 мм (см. таблицу, справа, внизу).

Для наливания воды в котел и спирта в горелку необходимо спаять маленькую воронку.

Чтобы модель не валилась набок на суше, она устанавливается на подставку — стойку.

Испытание и пуск машины

После того как модель будет закончена, можно взяться за испытание паровой машины. Налейте в котел воды на 3/4 высоты. В горелку вставьте фитили и налейте спирта. Подшипники и трущиеся части машины смажьте жидким машинным маслом. Цилиндр протрите чистой тряпочкой или бумагой и тоже смажьте. Если паровая машина построена точно, поверхности пластинок хорошо притерты, правильно размечены и просверлены паровпускное и выходное отверстия, нет перекосов и машина легко вращается за винт, она должна сразу же пойти.

При пуске машины соблюдайте следующие предосторожности:

1. Не отвинчивайте водоналивной пробочки, когда в котле есть пар.

2. Не делайте тугую пружинку и не подтягивайте ее слишком сильно гайкой, так как при этом, во-первых, увеличивается трение между пластинками и, во-вторых, возникает риск взрыва котла. Надо помнить, что при слишком большом давлении пара в котле цилиндровая пластинка с правильно подобранной пружинкой является как бы предохранительным клапаном: она отодвигается от пластинки рамы, излишек пара выходит наружу, и благодаря этому давление в котле все время поддерживается нормальным.

3. Не давайте долго стоять паровой машине, если вода в котле кипит. Образующийся пар должен все время расходоваться.

4. Не давайте выкипеть всей воде в котле. Если это произойдет, котел распаяется.

5. Не закрепляйте очень сильно концы резиновой трубочки, которая также может быть хорошим предохранителем от образования в котле слишком большого давления. Но имейте в виду, что тонкую резиновую трубку раздует давлением пара. Возьмите прочную эбонитовую трубку, в которой иногда прокладывают электропровода, или обмотайте изоляционной лентой обыкновенную резиновую трубку.

6. Для предохранения котла от ржавчины наливайте его кипяченой водой. Чтобы вода в котле скорее закипала, проще всего наливать горячую воду.

Отделка и окраска

После испытания паровой машины отделайте и окрасьте модель. Все неровности и углубления замажьте шпаклевкой (мелом, растертым с жидким столярным клеем до густоты замазки). Когда шпаклевка высохнет, корпус катера и палубу отшлифуйте стеклянной бумагой и покройте два-три раза тонким слоем эмалевой или масляной краски. Линию осадки корпуса катера при полной нагрузке (ватерлиния) отметьте чертой или окрасьте краской другого цвета.

Описанная модель была построена в энергетической лаборатории Центральной станции юных техников имени Н. М. Шверника юными техниками Алексеевым и Ивановым. Это очень устойчивая на воде и обладающая приличной скоростью модель.

 

5. Паровая турбина

Небольшая самодельная паровая турбина (таблица 36, рис. 1) может приводить в движение модели кораблей.