Чаще всего для моделей применяют электромоторы и двигатели внутреннего сгорания заводского изготовления. Самодельные же двигатели, кроме резиномоторов, встретить почти невозможно, поскольку они содержат множество высокоточных деталей, изготовление которых требует сложных технологических приемов.

Но вспомним о первом двигателе человечества — водяном колесе старинной мельницы. Именно на основе водяного колеса швейцарец де Лаваль и англичанин Парсонс создали паровые турбины, которые обращают энергию потока пара во вращательное движение без дополнительных деталей. В самом деле, струя пара из котла поступает по трубе в сопло и, вырываясь, «дует» под большим давлением на лопатки колеса турбины. В результате этого колесо вращается и приводит в движение остальные агрегаты модели.
Такой двигатель можно установить на многие модели судов и автомобилей. Вал гребного винта модели судна можно соединить с валом турбины напрямую, а привод на колеса автомодели — через шкив или зубчатую передачу. Кинематические схемы таких вариантов показаны на рисунке 1.

Начать изготовление двигателя лучше с самой турбины. Для этого вам потребуется фольгированный стеклотекстолит или фольгированный гетинакс, который применяется для изготовления электронных монтажных плат, толщиной 1…1,5 мм, медный оголенный провод диаметром 1 мм и листовая белая жесть толщиной 0,3…0,5 мм. Устройство и основные размеры колеса турбины показаны на рисунке 2.

Изготовление колеса турбины начните с заготовки всех лопаток. Их проще сделать из жести. Вырежьте полоски шириной 7 мм и длиной 15 см. Согните их, как показано на чертеже, и припаяйте в указанных местах отрезки медной проволоки диаметром1 мм. Концы проволоки с каждой стороны должны выступать примерно на 5 мм.
Для припайки проволоки используйте самодельный кондуктор, изображенный на рисунке 2; он поможет вам сделать лопатки одинаковыми.

Диски колеса вырежьте из фольгированного текстолита или гетинакса, обработайте по окружности напильником и просверлите все отверстия, указанные в чертеже (рис. 2). Мелкие отверстия в дисках для крепления лопаток лучше зенковать с противоположной стороны фоль-гированной поверхности, это намного облегчит сборку.

Сборку колеса турбины начните с установки лопаток на диск. Дисков у вас два — один сплошной, с центральным отверстием диаметром 3 мм, другой — кольцеобразный, с внутренним отверстием диаметром 27 мм. Сначала установите лопатки на сплошной диск со стороны раззенкованных отверстий, а затем наденьте кольцеобразный диск на выступающие проволочки лопаток также раззенкованными сторонами. Процедура эта требует терпения и аккуратности, так как необходимо будет продеть 64 проволочки, каждый раз поправляя очередную пару пинцетом.

После того как все проволочки будут продеты в отверстия, прижмите диски вплотную к лопаткам. Так как фольгированные поверхности дисков окажутся с внешней стороны рабочего колеса турбины, нетрудно будет пропаять все соединения. А для упрощения советуем сначала припаять соединения попарно (слева и справа), пропуская нетронутыми 10 — 15 лопаток, паять следующую пару. Через два-три таких крепления лопатки турбины уже не выпадут из отверстий, и можно будет пропаивать все соединения по порядку — одно за другим. После окончания пайки лишние проволочные концы откусите бокорезами.

Корпус турбинного двигателя представляет собой две металлические пластины, скрепленные между собой круглыми стойками. На большой пластине корпуса есть скобы для крепления трубки с соплами, а на малой — отверстия для крепления втулки рабочего вала. Внизу корпуса находятся регулируемые уголки для крепления двигателя к корпусу модели. Устройство корпуса показано на рисунке 3. Пластины его изготовьте из листовой стали толщиной 1…1,5 мм. Детали вырежьте по контуру, а отверстия, центрирующиеся между собой после сборки, просверлите за один проход, сложив пластины вместе и зажав ручными тисками.

Стойки сделайте из металлического прутка диаметром 6… 8 мм. Отпилите пруток необходимой длины, просверлите в торцах отверстия и нарежьте резьбу МЗ…М4.
Уголки для крепления двигателя к модели вырежьте тоже из листовой стали толщиной 1…1,5 мм. Уголков — четыре, одна их пара имеет круглые сквозные отверстия для крепления, а в другой — отверстия должны быть вытянутыми для регулировки наклона турбинного двигателя.

Трубопровод с соплами сделайте из медных или латунных трубок. Основная трубка имеет диаметр 6 мм при длине 70 мм, а трубки, в которых впаяны сопла, имеют диаметр 4 мм и длину 25 мм.

Сопла лучше сделать из медного или латунного прутка такого диаметра, чтобы он плотно входил в 4-мм трубку. Самое сложное в изготовлении сопел — сверление внутренних отверстий. На рисунке 4 показан разрез и размеры сопла. Отверстие лучше сверлить в токарном станке, но можно и дрелью, применив центрирующие оправки. Сначала высверливается отверстие диаметром 1,5 мм на глубину 8 мм, затем досверливается сверлом диаметром 0,8 мм до конца. После того как отверстия будут готовы, срежьте конец сопла плоским напильником на «ус», длина среза должна быть 7 мм. Готовое сопло впаяйте в трубку на глубину 4… 5 мм.

Устройство котла показано на рисунке 5. Он изготовляется из белой жести толщиной 0,5…0,7 мм. Внутри котла расположены проволочные стяжки между днищем и крышкой, а по бокам впаяны отрезки велосипедных спиц для упрочнения корпуса котла, чтобы его не раздуло паром.
Для увеличения поверхности нагрева и ускорения парообразования в днище впаяны четыре медные тонкостенные трубки 06 мм. Особое внимание обратите на впайку боковых стенок котла — эта работа требует аккуратности. Сначала вставляют в корпус боковинки, затем по всему краю закладывают медную проволоку и опаивают корпус вместе с проволокой и боковиной. Такое соединение является самым надежным.

Дополнительными объем в котле для сбора пара специалисты называют сухопарником. Его проще всего изготовить из отрезка гильзы охотничьего патрона, а водоналивную пробку из штепсельного гнезда от радиоконструктора (см.рис. 5). Эти детали впаяйте в крышку котла. В сухопарник впаяйте отводную трубку 06 мм. На нее будет надеваться гибкая пластиковая трубка, соединяющая котел с трубопроводом турбины.

Спиртовку для нагрева котла спаяйте, как показано на рисунке 6. Для ее изготовления потребуются все те же трубки диаметром 6 и 4 мм и жесть толщиной 0,5 мм. В центральную трубку большого диаметра впаяйте 4 трубки диаметром 4 мм для фитилей. С одной стороны центральную трубку заглушите металлической пробкой и припаяйте ее, а другой конец трубки пропустите в бачок и тоже припаяйте. В качестве фитилей используйте х/б вату. Сначала вставьте вату в патрубки, а затем проложите центральный фитиль по длине центральной трубки. Для бачка спиртовки изготовьте съемную крышку.

Остается сделать кронштейн для котла и спиртовки (см. рис. 7). Он представляет собой противень с верхними стойками для фиксации котла и нижними штекерами для крепления всей нагревательной системы. В днище противня имеются четыре отверстия для трубок фитилей. Такая конструкция кронштейна удобна тем, что легко можно снять котел, чтобы наполнить его водой, зажечь фитили или быстро отсоединить все узлы нагревательной системы для профилактических работ.

Перед монтажом турбинного колеса в корпус двигателя вы должны четко представлять себе, для какой модели будет применяться паровой двигатель. Если вы захотите установить его на модель судна, то ось турбины станет ведущим валом гребного винта, и тогда ее длина должна быть значительно больше, чем ось турбины для модели автомобиля. Турбина крепится на резьбовой оси и с двух сторон через металлические шайбы сжимается гайками, которые необходимо законтрить дополнительными гайками.
Вместо спиртовки вы можете изготовить любые системы нагрева по своим разработкам. Например, использовать свечи, таблетки сухого спирта и даже газовые горелки с воздушным наддувом. Модели с турбиной можно запустить и без парового котла и спиртовки, используя маленькие баллоны со сжатым воздухом или миниатюрные химические реакторы с выделением углекислого газа.

Паровые двигатели, как правило, имеют продолжительное время работы, и, чтобы не следовать за моделью, корректируя ее направление, можно сделать кордовую модель и наблюдать за ней, не сходя с места. Но надо иметь в виду, что модели с турбинными двигателями обычно достаточно велики и позволяют разместить в них почти любые системы дистанционного управления.

Ю. Скопкин
Журнал “Левша” №12-07г.