«Фунтики»

Моделист, строящий маленькие подобия больших и могучих машин — самолетов, кораблей, автомобилей, — нуждается в двигателе. Без него модель мертва. Даже ребенок скажет вам, что грузовик, который нужно тащить на веревочке, — это игрушка, а заводной грузовичок, убегающий далеко от своего маленького хозяина, уже почти как настоящий. Тем, кто занимается моделированием как спортом, интереснее (и полезнее) сделать именно движущуюся модель. А ведь мы уже говорили, что и в промышленности конструирование новых машин не обходится без изготовления большого числа моделей, и моделирование становится отнюдь не развлечением, а очень серьезным и нужным делом.

Уже пучок резины, вращающий пропеллер схематической модели самолета, мы в детстве называли уважительным словом — «резиномотор». Затем пришла очередь двигателей, работавших от сжатого воздуха, они уже ничем практически не отличались от своих взрослых собратьев, несущих серьезную службу. Только соответственно их размерам резервуаром сжатого воздуха служил жестяной баллончик, обмотанный для прочности стальной проволокой.

Описания таких моторчиков, чертежи и схемы печатались в журналах, в брошюрах, и моделисты вполне могли изготовить такие двигатели своими руками.

В своей моделистской практике я таких двигателей переделал много: делал, например, и финский одноцилиндровый «Пин», и немецкий двухцилиндровый «Бульдог», и французский трехцилиндровый «Паузе». Баллончика, в который воздух нагнетался велонасосом, хватало на 1–2 минуты. За это время модель набирала высоту 40–150 метров. Позднее такие двигатели работали на углекислоте, получаемой прямо в полете. Продолжительность работы двигателя, а значит и полета моделей, возросла до восьми минут.

Но вот настало время, когда моими мыслями завладел бензиновый двигатель. Один такой моторчик, производства немецкой фирмы «Браун Юниор», попал мне в руки через детскую техническую станцию. Собственно, тогда в моей «Тетради клятв» появилась известная уже вам запись: «Сделать мотор лучше, чем у Брауна».

Прежде всего нужно было добиться, чтобы мой двигатель, превосходя брауновский по качеству и по мощности, не был больше по размерам. Для этого в листе фанеры я проделал отверстия, соответствующие габаритам мотора Брауна в трех положениях: сверху, сбоку, спереди. И затем стал строить моторчик за моторчиком, стремясь увеличивать их мощность с каждым новым вариантом. При этом, как сортируют яйца по габаритным отверстиям, так и я начал сортировать свои двигатели. Те, что проходили отверстия фанерного листа, шли на «доводку», большие по размеру выбраковывались. Через несколько лет мои двигатели стали уже мощней брауновских: клятва была выполнена.

Не помню, сколько было сделано этих промежуточных образцов, сколько их прошло проверку на соответствие габаритным условиям.

Поскольку потребность в малогабаритных двигателях была постоянной — они были нужны не только для нужд моделестроения, но и для других целей, — мне и позднее приходилось не раз заболевать конструированием моторов. Это стало чем-то вроде изобретательской «возвратной свинки», какой дети, к огорчению родителей, болеют по нескольку раз. Победить эту болезнь, прекратить ее возобновляющиеся наступления можно только одним путем — найти хорошее решение проблемы, разработать совершенную конструкцию. Тогда эту удачную модель останется только размножить, чтобы она включилась в ожидающую ее работу. А изобретатель, может быть, избавится от надоевшей болезни и приступит к новым исканиям, возможно — заболеет новой болезнью…

В 1947 году я услышал, что где-то в Москве есть велосипед с немецким двигателем фирмы «Ломан» диковинного какого-то типа: он и не дизель, но свечей у него нет, то есть работает без зажигания. Разыскал я этот мотор, видел его чертежи. Оказалось, что смесь в цилиндре мотора взрывалась от большого сжатия. Такие двигатели называются компрессионными. «Ломан» был не легче обычных велосипедных двигателей, а мощность у него даже меньше — 0,8 лошадиной силы. Разочарование было так велико, что я, не найдя в двигателе «Ломан» путеводных идей для разработки малогабаритного моторчика, просто забыл о нем.

Но вскоре компрессионные двигатели опять появились в поле моего зрения. Сначала я их увидел на снимках в американском журнале «Авиамоделлер». А в 1949 году у нас на соревнованиях тоже стали появляться модели с такими моторчиками, правда пока зарубежного производства. Затем появились в продаже и наши, отечественные моторчики. Это были замечательные, надежные двигатели К-16 мощностью 0,2 лошадиной силы при 4500 оборотах в минуту. Они быстро заводились и безотказно работали. К-16 очень помогли мне в исследованиях на летающих моделях и, казалось, ничего лучшего не заставляли желать. Но приключилась беда: к 1955 году двигатели К-16 сняли с производства, заменив более быстроходными. Однако новые образцы не давали той мощности, что была нужна нам для работы в лаборатории. Масштаб испытываемых моделей непрерывно рос, и нам потребовались двигатели в 1,5 лошадиной силы. А ведь существовало мнение, что хоть и удобен во многих отношениях компрессионный двигатель, однако хорошей мощности из него не выжмешь и сильного мотора не создашь! Потребности нашей экспериментальной лаборатории показались мне достаточной причиной для того, чтобы, тряхнув авиамоделистской стариной, еще раз взяться за конструирование двигателей.

В старину говаривали: «От копеечной свечки Москва сгорела», — вот и я от малой, кажется, причины загорелся желанием создать специальный компрессионный двигатель для исследований на моделях. Именно компрессионный, ибо его преимущества очевидны: тот же К-16 весил 180 граммов, а АМ-6 — существовавший наряду с ним бензиновый двигатель с зажиганием — при той же мощности весил 600 граммов.

Но тут мы оказываемся перед кучей вопросов, которые приводят на память сказочку о журавле, увязшем в болоте: «Нос вытащишь — хвост увяз, хвост вытащишь — нос увяз».

Например, не легким оказывается вопрос об охлаждении двигателя. Вспышка в цилиндре компрессионного двигателя происходит оттого, что горючая смесь, подвергаясь большому сжатию, разогревается и самовоспламеняется. Естественно, что после непродолжительной работы мотор разогревается, и взрыв смеси в цилиндре происходит раньше, чем поршень достигает крайней верхней, так называемой «мертвой» точки. Это опережение будет вести к потере мощности, к порче мотора. Но если «вытащишь нос» — уменьшишь степень сжатия смеси так, чтобы она от совместного действия разогрева мотора и сильного сжатия вспыхивала в нужный момент, то «увязнет хвост» — мы будто сознательно идем на уменьшение мощности двигателя, которая падает с уменьшением сжатия…

Следующая проблема: из какого материала делать, допустим, цилиндр? Если отливать его не из дюраля, а из чугуна, то теряется такое преимущество, как высокая теплопроводность дюраля, значит, усложняется все та же задача охлаждения цилиндра. Если все же взять дюраль, то вследствие разницы в твердости чугуна и дюраля в местах, где имеется нарезка или где происходит трение одних деталей о другие (колец поршня о стенки цилиндра), образуется люфт — «разболтанность».

В момент взрыва — сгорания смеси в цилиндре — возникает ударная сила килограммов в семьсот на каждый квадратный сантиметр поверхности, воспринимающей этот удар. Передается этот удар на коленчатый вал. Какие выбрать для него подшипники? Если с обычной втулкой, то из-за значительного трения в них будет теряться много мощности. Если же возьмем шариковые подшипники, то очень увеличатся габариты соответствующих узлов.