Юный техник, 2008 № 08 - [17]

Паровая машина с насосом для подачи воды.

Американский авиамоделист Дэвид Паркер сделал двигатель, состоящий из спирального прямоточного парогенератора, по которому вода прокачивалась при помощи помпы, работающей от вала паровой машины.

Эта машина, настоящее чудо точной механики, имела ход поршня 5 мм при диаметре 5,6 мм. Через замедляющую передачу она вращала винт самолета со скоростью 3200 об/мин.

Помпа имела плунжер диаметром около 3 мм и за каждый ход плунжера подавала в змеевик каплю воды ровно столько, сколько нужно, чтобы получить пар для следующего хода поршня машины.

Моделист Боб Киртлей поставил аналогичный двигатель на радиоуправляемую модель глиссера, развившую скорость 104 км/ч. А его кордовая модель глиссера развила скорость 170 км/ч. Мощность двигателя была столь велика, что оказалось возможным поставить его на прогулочную лодку.

Если вы решите построить паровой авиамодельный двигатель, познакомьтесь с описанием самого простого технологически двигателя Джонсона. Его парогенератор был сделан из стальной трубки длиной более двух метров и диаметром около 5 мм, согнутой в змеевик с наружным диаметром 40 мм и длиной около 120 мм. Змеевик помещался в тонкостенной стальной трубе диаметром 60 мм. От соприкосновения со стенками трубы его удерживали четыре гребенки из листовой стали. Из специального бачка сжатый воздух подавал в змеевик воду.

В трубу была вставлена горелка от портативного примуса.

Запаса воды в 114 г и 57 г бензина хватало на 170 с работы двигателя. Общий вес установки 860 г. Она давала перегретый пар с давлением 4 атм и температурой 200°, что позволяло получить мощность не ниже 200 Вт.

А теперь некоторые технологические подробности.

Чтобы сделать змеевик, нужно заполнить трубку водой и заморозить. Тогда можно делать спираль любого диаметра, не боясь, что трубка сомнется. Бачки для воды и бензина целесообразно сделать из небольших, на 100–200 г, консервных банок от томатной пасты. Для этого нужно проделать в банке два отверстия, удалить через них содержимое и тщательно промыть. В одно из отверстий нужно впаять велосипедный ниппель, в другое — трубочку. Воду и бензин заливают в соответствующие бачки при помощи шприца, развинтив предварительно ниппель.

Парогенератор:

_{1 — бачок для воды; 2 — ниппель; 3 — корпус; 4 — змеевик; 5 — гребенка; 6 — грелка; 7 — паровая машина; 8 — бачок для бензина.}

Двигатель Паркера.

Для парогенератора необходима двухцилиндровая паровая машина, имеющая и ход, и диаметр поршней равный 16–18 мм. Подойдет схема с качающимися цилиндрами. Вместо шатуна в поршне такой машины жестко закреплен шток, имеющий на конце отверстие для установки на палец кривошипа.

Верхняя часть цилиндра имеет прилив или специальную напаянную золотниковую пластину, отшлифованную на плоскость. В этой пластине сделано отверстие для впуска и выпуска пара.

Подобная пластина установлена и на станине двигателя, но в ней два отверстия. Одно из них служит для подачи пара и соединено с паровым котлом, другое — выпускает пар в атмосферу.

Двухцилиндровая паровая машина.

В одном из положений цилиндра отверстие в его золотниковой пластине совпадает с отверстием в станине, которое соединено с паровым котлом. При этом порция пара попадает в цилиндр и начинает толкать поршень. В другом положении отверстие в золотниковой пластине цилиндра совпадает со вторым отверстием, и поднимающийся поршень выталкивает из цилиндра отработанный пар.

Мы описывали устройство паровой машины (см., например, «ЮТ» № 5 за 2004 г.). Но приведем его для новых читателей журнала еще раз. Самая важная часть паровой машины — цилиндр. Его можно сделать из латунной трубки или новенькой гильзы охотничьего ружья, с гладкой внутренней поверхностью. Перед началом работы полезно в соответствии с диаметром имеющейся заготовки цилиндра сделать на миллиметровке эскиз машины с основными размерами.

Поршень для машины можно выточить на токарном станке из чугуна или прутка арматурной стали. Но можно обойтись и без станка. Вырежьте полоску тонкой жести шириной чуть больше высоты поршня и протяните ее несколько раз вокруг стального стержня, чтобы жесть стала упругой и свилась в кольцо. Отрежьте от нее кусочек, на миллиметр короче длины окружности внутренней части заготовки цилиндра.

Оберните ее бумагой или алюминиевой фольгой и вставьте в будущий цилиндр. Эта операция нужна для того, чтобы впоследствии между цилиндром и поршнем получился микроскопический зазор для смазки двигателя во время работы.

Устройство паровой машины с качающимся цилиндром:

_{1 — шток; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — золотниковая доска цилиндра; 5 — отверстия для впуска и выпуска пара; 6 — ось; 7 — выпускное отверстие; 8 — золотниковая доска станины; 9 — впускное отверстие.}

Когда закончите приготовления, начните вдвигать заготовку поршня и пропаивать в ней шов. Постепенно заготовка полностью выдвинется из цилиндра и окажется у вас в руках. На ее наружной поверхности, в районе шва, окажется толстый валик припоя. Опилите его мелким напильником, и у вас получится очень точная заготовка поршня. Припаяйте к ней две крышки и проделайте в них отверстия для установки штока поршня.