Руль гидроцикла крутит сопло, а струя есть только под газом

Если мчаться на гидроцикле километров пятьдесят в час и увидеть впереди буй, правая рука сделает то, что на дороге выручает: отпустит газ. Левая вывернет руль до упора. Гидроцикл без специальной системы подруливания пойдёт дальше прямо.

Гидроцикл в крутом повороте, за кормой веер брызг (фото: Filo gèn’, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Ответ на вопрос с пляжа «как он вообще поворачивает, если ни винта, ни руля?» короткий: струёй. Крыльчатка насоса спрятана внутри корпуса, вода уходит назад через подвижное сопло, и руль гидроцикла связан именно с ним. Пока двигатель тянет, сопло отклоняет струю; тяги нет, и отклонять нечего. В советах владельцам на сайте Sea-Doo об этом сказано без обиняков: гидроцикл должен быть под тягой, иначе управление пропадает.

Сопло вместо руля

Насос засасывает воду снизу, крыльчатка (инженеры называют её импеллером) разгоняет её и выбрасывает назад. Поворачиваешь руль, сопло уводит струю в сторону, и корму толкает в противоположную, а нос идёт туда, куда рулили; чем слабее струя, тем меньше толку от руля. В описании патента Bombardier сказано прямо: у обычного гидроцикла единственный механизм поворота — сопло. По экзаменационным вопросам ГИМС, это сопло ещё и наклоняют вверх и вниз: так регулируют ходовой дифферент, то есть посадку носа. Выходит, одна подвижная труба на корме отвечает и за поворот, и за то, как гидроцикл сидит на воде.

Крыльчатка водомётного насоса гидроцикла: на краях лопастей следы кавитации (фото: Erik Axdahl (The original uploader was Axda0002 at English W, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5)

У лодки с винтом и пером руля поворот держится ещё и на набегающей воде. У гидроцикла нет ни пера, ни торчащей вниз ноги мотора.

Схема судна с двумя водомётами: жёлтые стрелки показывают направление струй, красная — итоговую тягу (фото: WaterJet_Forward,Back,Side,Turn.PNG: Tosaka, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

Вопрос из экзамена

В перечне вопросов для проверки знаний на право управлять гидроциклом, утверждённом 15 мая 2024 года главным государственным инспектором по маломерным судам, есть и такой: в каком случае гидроцикл становится неуправляемым? Верный ответ: при неработающем двигателе. Про сброс газа там ни слова, но тяга пропадает и тогда. Патент различает эти случаи и называет их по-английски: off-power, когда мотор или насос встали, и off-throttle, когда рука отпустила рычаг. По тексту патента, при снижении или исчезновении тяги управление становится менее эффективным.

Экзамен ведёт к удостоверению с отметкой «гидроцикл»; правила на воде для гидроцикла и вейксёрфа разобраны отдельно. Короткий прокат гидроциклов в каталоге идёт с инструктором.

Гидроцикл на ходу на реке: за кормой тянется длинный прямой след (фото: Wiremu Stadtwald Demchick, Wikimedia Commons, CC BY 4.0)

Рефлекс сильнее таблички

Инструкция Yamaha к гидроциклу WaveJammer 1987 года уже предупреждала: новичок, объезжая препятствие, склонен отпускать рычаг газа, а рулить нужно под газом. Морской инженер, разбиравший столкновения гидроциклов, считает сброс газа при опасности рефлексом. Неочевидно другое: без тяги руль перестаёт работать совсем, а на автомобиле или на лодке с пером руля такого не бывает. Ошибаются даже те, кто много ходил на обычных лодках.

Гидроцикл на вираже у берега, за кормой широкий вал брызг (фото: Panamitsu, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

В английской Википедии «off throttle steering» стоит среди рисков, которые могут закончиться тяжёлыми травмами и гибелью. Журнал Boating пишет, что при сбросе газа, остановке мотора или выдернутом шнуре управление пропадает, как ни поверни руль. Поэтому после столкновения «он же рулил» может оказаться правдой: руль вывернут до упора, а курс прежний.

Полсекунды до руля

В США управляемость со сброшенным газом проверяют по стандарту SAE J2608, принятому в 2003 году. Гидроцикл идёт на постоянной скорости, у ворот из буёв водитель сбрасывает газ, через полсекунды выворачивает руль, и массив буёв впереди надо обойти. Тридцать миль в час, около 48 километров в час, дают за полсекунды чуть меньше семи метров, а секунда раздумья — это уже тринадцать метров. Серийный Yamaha WaveRunner 1200XL при такой проверке буи не обходил, а с дополнительными рулями проходил.

Гидроцикл огибает красный буй на гонке (фото: Bengt Nyman, Wikimedia Commons, CC BY 2.0)

Тормозов у лодки нет вообще, и затормозить за эти мгновения не выйдет: по измерениям, опубликованным SAE в 2005 году, гидроцикл тех лет с тридцати миль в час останавливался за 125–160 футов, то есть за 38–49 метров, а с сорока (около 64 километров в час) за 55–68. Авторы сравнивают это с автомобилем на снегу и льду.

Почему не поставить обычный руль

Перо на корме легко представить, и инженеры предлагали такие решения давно. Производители не спешат по нескольким причинам. Достаточно большой руль слегка снижает максимальную скорость: на ходу заметная часть сопротивления воды приходится на трение. Лишний выступ внизу корпуса опасен для пловца или упавшего в воду водителя, которого гидроцикл может сбить. Такие рули мешали бы и на мелководье, и при спуске с прицепа, и при выезде на берег. Убирающиеся рули решают проблему скорости, но не опасность для упавших. Данных о том, даёт ли такой руль выигрыш в безопасности, по словам инженера, нет.

Следы двух гидроциклов на воде с воздуха: видны дуги поворотов (фото: Reustli, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Что придумали вместо руля

Патент Bombardier US 6 675 730, в переводе «Гидроцикл с системой рулевого управления без тяги», выдан в январе 2004 года. Заявку подали летом 2002-го, а цепочка заявок, из которой он вырос, начинается с предварительной заявки от 4 февраля 2000-го. В описании на корме с каждого борта предусмотрена подвижная пластина. Руль поворачивает её в потоке, а когда тяги не хватает, пластины опускаются в рабочее положение сами или по команде; при нормальной тяге они уходят из воды и не мешают ходу.

Другие делали иначе: электроника замечает, что газ сброшен, а руль вывернут, и добавляет тягу. У Kawasaki вариант такой системы называется Smart Steering: после высоких оборотов она несколько секунд готова добавить газ, если повернуть руль. Такие системы есть не на каждой модели и не в каждом году. В испытаниях старый Sea-Doo с системой OPAS, где руль, закрылок и спойлер собраны в одно устройство, подруливал лучше Yamaha с дополнительными рулями, но обычной лодке с подвесным мотором всё равно уступал.

Буй из начала так и остаётся впереди. Рука отпустила газ, руль вывернут до упора, сопло смотрит вбок. Остаток тяги может ещё чуть довернуть нос: двигатель сбрасывает обороты не мгновенно, и в измерениях с тридцати миль в час ему требовалось до 1,25 секунды, чтобы выйти на холостые.