Казалось, молодой фирме будет трудно конкурировать с такими производителями автомобилей Класса «люкс», как BMW, Mersedes или Jaguar, но японцы тщательно готовили премьеру своей мoдели. Над проектом работали 1400 дизайнеров и инженеров, перед которыми была поставлена задача: создать автомобиль высшего класса, доставляющий наибольшее удовольствие от вождения и превосходящий лучшие автомобили Европы при меньшей цене. И эта задача была успешно решена.

Техническая характеристика:

ПОЛИГОН

Что может быть лучше паруса?

Парус известен человечеству более пяти тысяч лет. Придумать что-нибудь лучше очень трудно, и все же его недостатки заставляют ученых искать ему альтернативу.

Прежде всего, парусом очень трудно управлять. Вспомните, например, кадры из кинофильмов, где матросы бегают по вантам и реям, расположенным на высоте десятков метров. Опасное и тяжелое дело!

Кроме того, парус не может плыть прямо против ветра. (Обычаю парусники движутся против ветра, лавируя под острым углом к нему.)

В 1714 году неизвестный французский изобретатель предложил поставить на судно колесо ветряной мельницы и сделать от него передачу на поперечный вал, вращавший гребные колеса. Он утверждал, что такое судно сможет плыть прямо против ветра. Однако в силу низкого уровня техники проект осуществить не удалось, а само движение против ветра, дующего «в лоб», долгое время считалось физически не осуществимым.

Судно с колесом ветряной мельницы.

Модель винтопарусного катамарана.

Однако в 1911 году французский ученый Константэн опроверг это мнение при помощи простой модели. Вдоль нее был наклонно расположен вал, на переднем приподнятом конце которого был посажен пропеллер диаметром 15 см, а на заднем, спущенном под кормой в воду, располагался гребной винт. Модель, поставленная носом против ветра, послушно двигалась прямо вперед, благодаря тому, что гребной винт отбрасывает большую массу воды и без больших затрат энергии создает значительную тягу, которой достаточно для преодоления силы ветра, действующей на пропеллер и на корпус модели. (Движение подобных устройств навстречу потоку в сплошной среде возможно лишь при наличии дополнительного притока или оттока тепла.)

Десять лет спустя Константэн построил небольшую лодку с ветродвигателем, который был связан с водяным винтом двумя угловыми шестеренчатыми передачами. Она показала прекрасную управляемость и способность двигаться против ветра, но скорость ее из-за потерь в шестеренках была значительно меньше, чем у аналогичной парусной.

Модель Константэна с пропеллером.

Лодка Константэна с ветродвигателем.

Полноразмерное судно Константэна построено так и не было. Однако, в связи с ростом цен на нефть, возрос интерес и к разного рода судам, движимым ветром. Есть среди них и такие, где вместо парусов используются воздушные винты. Но в современных проектах винтопарусных судов предполагается два режима движения. Один из них — с передачей энергии ветра, как это предлагал Константэн. Правда, передача должна быть электрической: это позволит подобрать, независимо от скорости ветра, наилучшую скорость вращения гребного винта.

Но такой режим движения встречается редко и лишь тогда, когда нужно двигаться прямо против ветра. Не исключается, что судно будет избыток энергии накапливать в аккумуляторах на случай полного безветрия. Однако чаще всего судно должно двигаться в режиме авторотации. Вот что это такое. Если свободный, ничем не заторможенный винт поставить под некоторым углом к потоку, то он раскрутится и начнет давать боковую тягу, как крыло или парус. Это и есть авторотация. Она используется, например, для создания подъемной силы автожира, несущий винт-ротор которого механически не связан с мотором, а вращается лишь за счет набегающего потока воздуха.

В режиме авторотации винтопарусный корабль ставит роторы под углом к ветру, дующему сбоку, и движется, как на парусах.

Возникает вопрос: чем ротор лучше паруса, не слишком ли это сложно? Оказывается, у ротора много преимуществ. Начнем с того, что все попытки создать парусное вооружение, которым легко управлять с капитанского мостика без помощи человека, привели к очень сложным и ненадежным конструкциям со множеством электролебедок. Но, чтобы повернуть ротор, достаточно лишь одного электромотора.

Чтобы парус при боковом ветре мог давать тягу, ему нужен упор, сила, препятствующая его смещению вбок. При движении судна ее создает либо киль, либо весь корпус судна в целом, отбрасывая некоторую массу воды вбок. У парусов знаменитых чайных клиперов сила тяги была в 3–4 раза больше, чем сила упора. Эту величину принято называть аэродинамическим качеством.

Ротор в режиме авторотации способен иметь качество более девяти, приближаясь в этом отношении к парусу рекордной яхты, развивающей скорость до 50 км/ч. Как показали исследования, он должен иметь профиль винта автожира. Но лопасть должна быть не много дополнительно закручена навстречу потоку.

Первые работы в этой области следует начать с модели винтопарусного катамарана. В первых экспериментах для того, чтобы почувствовать возможности ветродвижителя, ротор следует закреплять намертво под различными углами к ветру. Впоследствии для поворота ротора можно приспособить рулевую машинку с приемником от игрушечного радиоуправляемого автомобиля.

Модель состоит из двух пенопластовых поплавков, соединенных на деревянной платформе при помощи сквозных винтов с шайбами. Такой несколько громоздкий способ соединения позволяет получить надежную и в то же время разборную конструкцию, несмотря на рыхлость пенопласта.

На пластине укреплена съемная мачта. Она может быть сделана из тонкостенной пластиковой трубы для электропроводки. На верхнем конце ее крепится тяговый авторотирующий винт. Мачта может поворачиваться относительно своей продольной оси. На концах вставлены два металлических сухаря (см. схему крепления винта). Один из них, нижний, служит для креплении мачты к платформе. Он имеет резьбу М4 для установки крепежного винта. На нижнем сухаре укреплен поводок, позволяющий поворачивать и закреплять мачту под нужным углом.

Верхний сухарь служит для крепления вала воздушного винта. В нем для облегчения вращения винта желательно установить пару шариковых подшипников. (Их можно заменить бронзовыми втулками.)

Схема крепления винта.

Этапы изготовления винта.