Как сделать настоящую подводную лодку

Как я построил самодельную подводную лодку

В юности я увлекался авиацией и даже сварил из подручного материала в отцовском гараже каркас для автожира*. А еще хотел сделать махолет** со складывающимися крыльями, даже притащил детали с местного рязанского аэродрома, где стояли кукурузники Ан-2.

* Автожир — винтокрылый летательный аппарат, но в отличие от вертолета подъемная сила в нем создается за счет авторотации несущего винта.
** Махолет поддерживается в полете за счет маховых движений плоскостей.

Но с автожиром и махолетом тогда не заладилось. К тому же я сбежал из дома, решив путешествовать по Сибири. Полтора месяца ездил в товарных вагонах. Меня, конечно, задержали и вернули домой.

Вот тогда и подумал: «Надо путешествовать скрытно. Как? А под водой! Но для этого нужна подводная лодка».

Как появился прототип подлодки

Первый вариант субмарины собрал, когда вернулся из армии. Устроился в пожарную часть, где был график сутки через трое. На работе чертил и кое-что вырезал, а в длинные выходные занимался строительством.

Четыре года мастерил тайком — сначала на даче, где оборудовал «сухой док», а потом перевез наполовину склеенный корпус домой.

Стеклопластик в то время найти было невозможно, поэтому через знакомых доставал стеклоткань и эпоксидную смолу и клеил корпус вручную. Детали по ночам точил на заводе, где работал мой приятель.

Двигателя не было, поэтому подвел к винтам обычный педальный механизм. Аппарат на ножной тяге: крутишь педали — винты вращаются. Установил балластную цистерну с ручным насосом для ее продувки при всплытии.

Моря в Рязани нет, поэтому первые испытания провел на Оке. Тоже скрытно, чтобы гаишники не остановили. Подвозил лодку на двухосной тележке через поля к старому рукаву, там есть затон без течения.

Корпус лодки делал из стеклоткани и эпоксидной смолы

Хотел даже оставлять ее на дне, чтобы, когда потребуется, вытягивать на берег и загружаться. Но от идеи пришлось отказаться: субмарина, хоть и маленькая, все равно весила около тонны — за веревку со дна не вытянешь.

Как меня приняли за подводного диверсанта

В 1988 году я решил провести первое большое испытание и пройти от Усть-Ижоры до Невы, это примерно 25 километров.

Перевез лодку в Ленинград, отправился в переход по воде, но на полпути запутался в металлических сетях. Они стояли, чтобы задерживать топляк — затонувшие при сплаве бревна.

Пока искал катер, чтобы вытянуть подлодку, собравшиеся на берегу зеваки пожаловались куда надо. Из милиции новость о «подозрительном объекте» отправили в КГБ, и меня задержали.

Лодку конфисковали и отправили на хранение на «Адмиралтейские верфи». Там она и простояла несколько лет. Кстати, потом вернули ее в неплохом состоянии — не было только плафонов и набора инструментов из нержавейки.

Как я усовершенствовал подлодку

Сначала хотел просто отремонтировать субмарину, но потом решил ее полностью перестроить. Тем более что к тому времени уже оканчивал судостроительный институт.

Покоряю подводный мир Финского залива

Старый корпус я разрезал и удлинил, теперь лодка приняла сигарообразную форму. Вместо педалей появились три двигателя — два бензиновых по 80 лошадиных сил и один электрический, система подруливания, видеокамера и прожектор на днище и что-то вроде выдвижного перископа — это тоже видеокамера.

Строил лодку в обыкновенном деревянном сарае в промзоне на окраине города. Вся эта эпопея со строительством — от первого педального варианта до нынешнего — затянулась почти на 25 лет.

Как называл и регистрировал подлодку

Я назвал лодку «Кит». При регистрации в Государственной инспекции по маломерным судам обязательно требуется название. Кстати, в документах ГИМС моя субмарина значится как «гребное судно» — нет у них такой классификации, как подводная лодка.

Под водой в среднем провожу около часа и всплываю

А название все-таки не случайное. Наверное, потому что, как настоящий кит или кашалот, она может находиться под водой не больше двух часов. После этого надо всплывать, чтобы «подышать».

Это в больших субмаринах есть система регенерации кислорода, а у меня сейчас, как и в первом варианте лодки, использованный при дыхании воздух выходит через специальный шланг — шноркель — наружу. Недавно поставил еще аварийные баллоны с кислородом — на всякий случай.

Когда иду на ней, рыбаки изумляются и приветственно машут руками. А вот от больших судов стараюсь держаться подальше — могут по инерции раздавить. Как-то зашел в Неву, а мне навстречу баржа прет. Едва увернулся…

Где я хожу в плавание

За прошедшие годы я вдоль и поперек изучил Финский залив, спускался на дно рядом с фортами Кронштадта, а еще исследовал Ладогу, озера в Ленинградской области и даже бывшие карьеры в городе недалеко от моего дома.

Дрейфую в Ладожском озере

К сожалению, вода в Финском заливе и Ладоге мутная, поэтому приходится идти по компасу. А вот в карьерах видимость, наоборот, хорошая, можно понаблюдать за рыбами.

Всякое бывало. Случалось, отказывали двигатели прямо посреди моря. Дрейфовал сутками. Попадал в шторм, и меня выносило на мель. Так что при каждом выходе беру с собой запас еды на неделю. Пусть даже собираюсь всего на несколько часов.

Есть еще одна сумасшедшая идея. Предварительно получить визу в Финляндии, добраться туда по морю и всплыть где-нибудь у берега, чтобы местные пограничники малость очумели. Ну, как в фильме «Особенности национальной рыбалки».

На самом деле никаких нарушений закона, но ведь, согласитесь, забавно.

Подводная лодка на радиоуправлении

Цель данной статьи – сделать простую подводную лодку на радиоуправлении. Не требуется изготовление деталей на сложных станках, всё покупается либо в хозяйственном магазине, либо в Китае. В конце статьи приведены ссылки для заказа зарубежом.

Теория

Модель подводной лодки строится по тем же принципам, что и настоящая. В центре находится “прочный” водоНЕпроницаемый корпус, внутри которого скрыты все органы управления и электроника. Снаружу он окружен “легким” проницаемым корпусом, служащим для обтекания и красивого внешнего вида. Наша модель будет состоять только из прочного корпуса.

На скорости подводная лодка может погружаться за счет рулей глубины, а в статическом положении только с помощью балластной цистерны. Как это работает? При плавании на поверхности масса лодки чуть меньше массы объема вытесненной воды (закон Архимеда). Т.е. если лодка имеет объем 3л, то ее масса должна быть чуть меньше 3кг. Затем лодка начинает набирать воду внутрь прочного корпуса. Объем корпуса остается тот же, а масса увеличивается – и лодка погружается. В этот момент внутри корпуса немного увеличивается воздушное давление, но не на столько, чтобы нарушить герметичность.

Теоретические расчеты погружения модели подводной лодки.

При строительстве есть 3 основные проблемы. Они вполне независимы и могут решаться отдельно.

• радио-аппаратура (2.4 ГГц не работают под водой)
• герметизация — корпус, вал двигателя и тяги рулей
• балластная цистерна

Начнем по порядку.

Радиоаппаратура

2.4 ГГц не проходят под водой. Самый простой способ найти старую аппаратуру в МГц-евом диапазоне (27МГц, 35МГц, 40МГц, 72МГц или даже 433МГц). Они еще остались у моделистов и можно найти объявления о продаже на форумах.

Моделисты, пожалуйста, не выбрасывайте старые аппаратуры! Подводники купят их у вас 😉 Это был самый сложный вопрос, дальше все просто.

Герметизация

Нам нужно обеспечить герметичность 3 элементов:

• прочный корпус
• вал двигателя
• тяги управления рулей

Прочный Корпус

часто называется ВПЦ (ВодоНеПроницаемыйЦилиндр) или WTC (WaterTightCilinder), представляет собой пластиковую трубу диаметром 75 мм длиной 600мм. С обоих торцов в нее вставляются цилиндрические заглушки с канавкой под уплотнительное кольцо. Труба покупается в сантехническом магазине, заглушки будем делать из нескольких слоев листового ПВХ толщиной 4-5мм, а кольца заказываем в Китае (о том как покупать на Алиэкспрессе написано в конце статьи).

Заглушка будет состоять из 6 слоев. Внутренний диаметр трубы равен 71 мм, толщина уплотнительного кольца 3,5мм. Тогда основные листы имеют диаметр 70мм, маленькие 65мм и внешний большой 75мм. Очень важно и очень сложно соблюсти соосность листов, чтобы кольца прижимались равномерно к трубе. Для центровки используется болт диаметром 6мм (или строительная шпилька). Сначала сверлим отверстие, затем чертим цилиндр нужного диаметра и вырезаем лобзиком с запасом. Доводим до нужного диаметра на оси зажатой в дрель. Я обтачивал наждачкой на бруске.

Склеиваем листы тоже на оси, стараясь соблюсти перпендикулярность. Самый лучший клей для ПВХ “Момент-Гель”. Титан не берет, обычный “Момент” – тоже. Все, одеваем резиновые кольца и идем тестировать на герметичность.

Позже напечатал заглушку на 3d-принтере – очень понравилась точность. Сейчас планирую все детали напечатать. Об этом в отдельной статье.

Дейдвуд

Так называется узел, обеспечивающий герметичность вала двигателя. В торцы внешней трубы впаиваются подшипники. Вставляется вал и внутрь трубы забивается густая смазка (например литол). Ее надо иногда добавлять, т.к. вода постепенно вымывает.

Валы и подшипники купил на Али, медные трубки и смазку на строительном рынке. Я нашел подшипники 3мм внутренний и 6мм внешний диаметр. Соответственно покупаем валы из нержавейки на 3 мм, и медную трубку с внутренним на 6 мм (внешний получился 8мм). Валы обязательно покупать специальные, обычная проволока несиметрична, будут биения. Сначала припаиваем патрубок, затем просверливаем в нем отверстие. Для пайки понадобится кислота и 3-ья рука 😉

Тяги рулей

Тяги выводим через резиновые манжеты закрепленные на медных трубках диаметром 6мм. Диаметр самих тяг 1.5мм. Я использовал жесткий провод со снятой изоляцией.

Балластная цистерна

Обычно это самая сложная часть подводной лодки. Но мы сделаем ее просто – воспользуемся микронасосом. Точнее перистальтическим микронасосом – он сам держит давление и не требует дополнительных клапанов. Сам насос способен развивать давление в 1 атмосферу, это значит он сможет прокачать цистерну на глубине до 10 метров. Управляется насос так же как обычным электромотором – регулятор хода или серва с микро-переключателями.

Есть вариант наполнять резиновый шарик, но он может лопнуть. Воспользуемся шприцом на 150 мл, называется шприц-Жане. Насос сам двигает поршень. Позже можно повесить датчики и контролировать объем поступившей воды.

Оригинальная силиконовая трубка в насосе 2.54мм, поменял на 46мм. В итоге пропускная способность увеличилась в 1.5 раза. Мотор расчитан на 6 вольт, подаю 12. Мотор немного нагревается, но не критично. Итоговая скорость 100мл за 20 сек.

Компоновка

Лодка имеет размеры 60см длина и 7,5см диаметр. Внутренний диаметр 71мм. Заглушки заходят на 2.5см каждая.

Внутри корпус поделен на “отсеки”.

• 1 – аккумулятор и приемник
• 2 – цистерна
• 3 – насос
• 4 – сервы и регуляторы хода
• 5 – главный мотор

Цистерна должна находиться по середине, чтобы лодка погружалась горизонтально (не было дифферента).

Элеметны крепления изготовлены из листового пористого ПВХ толщиной 5мм. Затем они стягиваются на железных шпильках, расположенных вдоль корпуса. Заднюю заглушку тоже следует закрепить на шпильках, чтобы обеспечить жесткоть узла с мотором и тягами рулей.

Изначально для управления мотором и насосом использовались регуляторы хода. Но реверс у них на много медленнее прямого вращения, что не удобно для насоса. Во время испытания я не ставил отдельную схему питания UBEC и использовал встроенный BEC на 1 ампер. Т.к. мне пришла бракованная серва, которая заклинивала, в этот момент ток подскакивал и палил весь регулятор. Может и не весь, но он больше не работал как положено. Так я спалил 3 регулятора и решил сделать схему с микро-переключателями. Она очень простая и обеспечивает симметричное вращение вперед/назад. Но стабилизатор питания на 3 ампера все таки лучше поставить.

Мотор 550-ой серии избыточен для модели такого размера, можно поставить меньше. Крепится он шурупами на специальный кронштеин к задней заглушке. Соединение с валом через латунную муфту.

Так же стоит поставить модули Fail-safe на каналы насоса и двигателя. Двигатель настраивается на выключение, а насос на продувку цистерны.

Все чертежи на отдельной странице.

Балансировка

Объем корпуса приблизительно равен 2,8 литра. Масса всех деталей около 1кг, пришлось добавить еще 1,8 кг груза. Главный принцип прост:

Объем надводной части должен быть меньше объема цистерны

Он может быть любой массы, лишь бы общая оставалась 2.8 кг. Поэтому надводные элементы делают из меди или тонких пластиков.

Балансировка осуществлуяется в 2 положениях:

Надводное – Двигая/добавляя грузы и приклеивая пенопласт в подводную часть, добиваемся нулевого дифферента. Важно на этом этапе крепить пенопласт только ниже ватерлинии.

Погруженное – добавляем пенопласт выше ватерлинии и добиваемся горизонта.

Купить на Алиэкспресе

Ссылки – ключевые слова для поиска. Так же выбирайте галочку “бесплатная доставка” и “сортировать по цене”.

• подшипники 362.5 – mr63zz
• валы из нержавейки 3мм – stainless steel shaft 3mm
• резиновое уплотнительное кольцо – o-ring 72mm
• латунная муфта 3.17 х 3 мм – coupler 3.17mm 3mm
• резиновая гофра для тяг – Waterproof Push Rod Rubber
• винт 40мм под вал 2мм – three leaf propeller 40mm
• мотор 550 серии – dc motor 550
• насос – Dosing Pump Peristaltic 6v
• силиконовая трубка – silicone tube 4*6
• регулятор хода – esc 320a
• серво 12кг – MG995
• серво 2.5кг -sg92r
• микро-переключатели – kw11-3z
• стабилизатор питания – ubec 3a
• fail-safe – fail safe suit
• провода мягкие – awg 18
• хомуты на трубки – vacuum metal clips 6mm

В хозяйственном магазине или на строительном рынке:

• медная трубка 8мм
• медный провод жесткий 1.5мм
• паяльная кислота + припой
• труба канализационная ПВХ 75мм – 250руб
• листовой пористый ПВХ – 500руб/м²
• шприц Жане – 150руб
• контакты для мягких проводов
• шпильки 6мм

Самодельная подводная лодка (10 фото)

В портовом городе, дышащем историей, Копенгагене живет отважный датчанин, который хочет вписать в историю Дании собственную страницу. Питер Медсон бывший студент машиностроитель забросил учебу и с помощью друзей и небольшой суммы спонсорских денег создал три самодельные подводные лодки. Но последняя из них не идет в сравнение с двумя предыдущими. Это самая большая самодельная подводная лодка из всех когда-либо созданных конструкторами-любителями.

Подводная лодка получила название «UC3 Nautilus» и имеет в длину 17,7 м, ширину 6 м, и водоизмещение 32 тонны. В погруженном состоянии лодка вытесняет около 40 тонн воды.
Питер работал над «Nautilus» три года, причем, не имея четкой проектно-технической документации, а только наброски на бумаге, кусок стальной трубы и план, родившийся в голове инженера. Но энтузиазм, переросший в мечту, вскоре воплотился в оригинальную подлодку. Конечно же, конструктору помогали 20 добровольцев, тоже «заболевшие» его желанием создать самодельную подлодку. Инженер считает, что лодку может построить любой человек, знакомый со сваркой металлов.
«UC3 Nautilus» рассчитана на 8 человек для однодневного морского путешествия, или — на 3 человек для трансатлантического плавания. Энергетическая установка субмарины дизель-электрическая.

Первая лодка датского инженера получила название «Freya» была построена в 2002 году. Она имеет 7 м в длину и водоизмещение 3,5 тонн. После 500 успешных погружений балластные цистерны субмарины проржавели, сделав ее непригодной для эксплуатации. Теперь она стоит в тихом уголке акватории порта Копенгагена.

Вторая подводная лодка Питера Медсона имеет название «Kraka», выполнена по образцу немецкой субмарины серии VII, времен Второй мировой войны. Этот проект самодельной подводной лодки оказался весьма удачным, так что она до сих пор бороздит морские воды, совершая погружения неподалеку от Копенгагена.

Третья самодельная подводная лодка «Nautilus» имеет размеры в 5 раз больше своих предшественниц. Принцип действия субмарины, как у типичных дизель-электрических подводных лодок. На поверхности самодельная лодка работает на дизельном двигателе. Носовые и кормовые балластные системы заполнены воздухом. Для выполнения погружения пилот лодки открывает клапаны, и вода заполняет балластные цистерны через отверстие в днище судна. А когда открывается кормовой клапан, лодка погружается под воду. Под водой самодельная субмарина переключается на энергоснабжение от аккумуляторных батарей. Дифферентные цистерны стабилизируют субмарину, а горизонтальные и вертикальные кормовые рули контролируют движение вверх, вниз и в стороны. Сонар и видеоперископ обеспечивают навигацию над водой и на глубине. Для подъема на поверхность конструктор закачивает сжатый воздух в балластные цистерны, которые вытесняют воду, снижая удельную массу самодельной лодки, поднимая ее на поверхность.

После успешного спуска на воду в 2008 году подлодка «UC3 Nautilus», еще не стала настоящей субмариной. Спустя 6 месяцев технических доработок любительская лодкатриумфально совершила свое первое погружение в спокойном уголке гавани Копенгагена под наблюдением сотни поклонников талантливого инженера, став самой большой самодельной субмариной в мире.
Важным моментом в этих конструкциях является не сами подлодки, а цели, которые были достигнуты благодаря единственному энтузиазму.

Подводная лодка своими руками

На воплощение своей мечты петербуржец Михаил Пучков потратил почти 25 лет жизни. Первый вариант своей персональной субмарины Михаил собрал после армии. Корпус склеил из стеклопластика (его в то время было не купить, поэтому приходилось доставать через знакомых эпоксидную смолу и стеклоткань и мастерить, что называется, вручную), к гребным винтам подвел простой педальный механизм. Крутишь педали – винты вращаются.

– Все это я делал втайне. Сначала работал на даче, потом уже наполовину склеенный корпус перевез домой и продолжил им заниматься на чердаке. Четыре года потратил. Точно так же втайне ото всех хотел погружаться: думал, буду оставлять лодку на дне, а потом вытягивать лебедкой, забираться внутрь и погружаться. Но оказалось, что это физически невозможно. Она хоть и была маленькой, весила около тонны. Попробуй, вытяни ее из воды руками!

Как бы то ни было, в 1988 году Пучков решился на большую экспедицию, чтобы пройти от Усть-Ижоры до Невы. Но на полпути лодка угодила в металлические сети, которыми ловили сплавляемые по реке бревна. Пока «капитан» выбирался, пока искал катер, пока вытягивал субмарину, собравшиеся на берегу зеваки донесли о «подозрительном водном объекте» в милицию, а оттуда информация ушла в КГБ. Трое суток, пока «безопасники» устанавливали его личность, Михаил провел в камере предварительного заключения. Все могло закончиться плохо, но, по счастью, в комитете оценили его конструкторский талант и предложили отучиться в Ленинградском мореходном училище.

– Подлодку, правда, изъяли и отправили на стоянку на Адмиралтейские верфи. Там она простояла четыре года – аккурат до развала СССР. Потом мне удалось ее вернуть – причем в довольно неплохом состоянии, только плафоны и ремкомплект с гаечными ключами из нержавейки куда-то делись. Сначала я хотел ее просто отремонтировать, но потом решил полностью перестроить.

Так появился «Кит», сделавший Пучкова знаменитым. После модернизации лодка стала длиннее, а педальную тягу сменили три двигателя: два бензиновых и один электрический. Кроме того, у нее появились видеокамера под днищем, прожектор, а заодно и официальная регистрация в ГИМС. Правда в реестре она проходит как «лодка гребная», безо всяких дополнений. Единственное, что осталось неизменным – система подачи кислорода. Через каждые полтора часа «Кит» должен всплывать и делать «вдох» при помощи выведенного наружу воздуховода. Поэтому во время погружений Михаил всегда внимательно следит за часами: ошибешься, прозеваешь момент – и можешь остаться под водой навсегда.

– Бывало, например, так, что во время испытаний отказывали двигатели. И я оставался один посреди моря. На помощь не позовешь, связи нет, спасения ждать неоткуда. Бывало, дрейфовал так сутки и даже больше. Хорошо, опыт приучил всегда брать с собой недельный запас провизии – даже если экспедиция планируется всего на несколько часов.

В другой раз Михаил на «Ките» попал в шторм. Подлодку вынесло на мель. Чтобы снова выйти в море, капитану пришлось руками перекидать с субмарины в экстренно арендованный катер почти весь балласт – шестьсот килограмм свинцовых брусков.

За несколько лет Пучков исследовал дно Финского залива и Ладоги, погружался в озерах неподалеку от Петербурга, в Неве и на городских карьерах. Подлодка способна погружаться на глубину в 10 метров. Хотя Пучков испытывал ее и на 20 метрах. Самого Михаила внимание журналистов не сильно радует: к известности он по-прежнему не стремится, работает главным инженером в компании, занимающей переработкой стекла, и своим удивительным хобби предпочитает заниматься тихо, без лишних свидетелей.