Шаг гребного винта что это такое


Выбор гребного винта – это актуальный вопрос для всех людей, использующих моторные плавательные средства. Без него невозможна полноценная и максимальная реализация возможностей двигателя, поскольку на лодках он не имеет возможности переключения передач.

Использование правильно подобранного устройства позволяет получить следующие преимущества:

  1. Уменьшение расхода топлива.
  2. Понижение шумового фона.
  3. Улучшение производительности двигателя.
  4. Возможность достижения большей скорости или повышения показателей грузоподъемности.
  5. Уменьшение сопротивления воды во время движения лодки.

Гребной винт

Разновидности

Для выбора и приобретения наиболее подходящего гребного винта первоначально следует разобраться в существующих классификациях. Имеется множество различных критериев для их деления, самые значимые из них рассмотрены ниже:


Гребной винт

  1. Показатель расстояния, которое винт способен преодолеть при совершении одного оборота. Данный критерий называется шагом, скольжение при этом не учитывается.
  2. Диаметр – это крайние точки окружности, которая создается при вращении лопастей.
  3. Соотношение общей площади всех лопастей и площади диаметра, данный критерий обычно называют дисковым отношением.
  4. Число лопастей, которое может составлять 2, 3, 4 или 5 штук в зависимости от особенностей конструкции выбранной модели. На сегодняшний день наиболее распространены трехлопастные варианты.
  5. Материал, который использовался для изготовления. Чаще всего встречаются модели из различных алюминиевых сплавов, углеродистой стали, латуни, нержавеющей стали или пластика. Меньшей популярностью пользуются бронзовые устройства, поскольку они отличаются слишком высокой стоимостью при отсутствии видимых преимуществ перед аналогами из латуни. Пластиковые модели изготавливаются из современного и прочного материала, но металлические варианты все равно остаются более надежными и отличаются длительным эксплуатационным сроком.
  6. Особенности конструкции ступицы, от которых также зависит способ выведения выхлопов.

Маркировка

На каждом гребном винте обязательно присутствует специальная маркировка, которая может быть нанесена на его лопасти или непосредственно на ступицы; все размеры указываются в дюймах.

Маркирование устройств на сегодняшний день осуществляется разными способами, наиболее распространенные примеры приведены ниже:

  1. 1¼х15–G – в данном примере имеется два числовых значения, они обозначают показатели диаметра лопастей и шага устройства.
  2. 3х10-3/8х11R – является более детализированной маркировкой, которая показывает, что устройство оснащено тремя лопастями и обладает правосторонним вращением.
  3. 3213-101-14 – является каталожной маркировкой, расшифровка артикулов должна присутствовать в прилагаемой инструкции или на упаковке.

Гребной винт

Делаем расчеты


На сегодняшний день существует большое количество различного программного обеспечения, которое позволяет рассчитывать оптимальные параметры гребного винта с учетом задаваемых показателей.

Считается, что наиболее точным расчеты формируются программами, которые для этих целей задействуют диаграммы Пампеля. Однако даже в таком случае допускаются погрешности, поэтому окончательный подбор показателей осуществляется только путем тестовых заводов.

Для получения наиболее точных расчетов необходимо учитывать следующие значимые факторы:

  1. Размеры и вес плавательного средства.
  2. Особенности формы днища моторной лодки.
  3. Объем воды, который вытесняется лодкой.
  4. Наличие продольных или поперечных реданов, снижающих сопротивление.
  5. Рабочие показатели двигателя.
  6. Показатели редукции.

Основная задача заключается в получении навыка осуществлять максимально точные расчеты при наличии минимального объема информации. Для этого потребуется располагать следующими сведениями:

  1. Передаточное отношение редуктора, которое можно посмотреть в документации, прилагаемой к двигателю.
  2. Обороты максимальной мощности мотора. Эти сведения наносятся непосредственно на двигатель или в моторном отсеке, при их отсутствии данную информацию можно уточнить у производителя или посмотреть на его официальном сайте.
  3. Максимальная скорость, которую предполагается достичь. Необходимо приводить реальные показатели, которые можно получить при сопоставлении мощности двигателя и особенностей лодки.

Для точного подбора устройства полученный показатель шага необходимо использовать следующим образом:

  1. Диаметр устройства и ее шаг являются взаимосвязанными показателями, но даже при известном шаге будет присутствовать около 2-3 моделей с различными диаметрами. Здесь необходимо учитывать максимально разрешенную мощность двигателя: чем она выше, тем больше должен быть диаметр винта.
  2. При наличии возможности рекомендуется попросить продавца провести тестовые испытания или взять под залог винт с шагом, который соответствует не только рассчитанному показателю, но и близкими к нему значениями. Это позволит на практике проверить правильность расчетов путем замеров скорости и выбрать наиболее подходящий вариант.

Гребной винт

Как увеличить улов рыбы? Шаг гребного винта что это такое

За 7 лет активного увлечения рыбалкой мною найдены десятки способов улучшить клев. Приведу самые эффективные:


  1. Активатор клева. Эта феромоновая добавка сильнее всех приманивает рыбу в холодной и теплой воде. Обсуждение активатора клева «Голодная рыба».
  2. Повышение чувствительности снасти. Читайте соответствующие руководства по конкретному типу снасти.
  3. Приманки на основе феромонов.

Правила выбора

Критерии выбора

Помимо рассчитанных показателей существует еще большое количество особенностей, на которые необходимо обратить внимание при выборе гребного винта:

  1. Число лопастей будет оказывать влияние в первую очередь на ходовые качества. Рекомендуется выбирать трехлопастные модели, варианты с 2 или 5 лопастями фактически не используются. Устройства, оснащенные 4 лопастями, применяются при наличии необходимости тяги. Их задействование является целесообразным при нужде в повышенной грузоподъемности, если особенности редуктора не позволяют увеличить винтовой диаметр.
  2. Форма лопастей также должна быть подобрана правильно, здесь в первую очередь учитывается, что модели с увеличенной кривизной ускоряют кавитацию. К тому же передние кромки не должны быть слишком острыми, это негативно сказывается на рабочих параметрах.
  3. Особое внимание необходимо уделить и материалу гребного винта. Наиболее надежными, прочными и долговечными считаются модели, изготовленные из нержавеющей стали нового поколения. Однако для лодок, оснащенных двигателями с малой мощностью, особенно при их использовании в пресных водоемах, подойдет и устройства, изготовленные из алюминиево-кремниевых или алюминиево-магниевых металлических сплавов.

Гребной винт

Как определить подходит ли винт

Понять, подходит ли имеющийся гребной винт, можно сняв замеры оборотов при максимальных и минимальных нагрузках, показатель должен при этом находиться в рамках, определенных производителем.

Ниже приводятся конкретные примеры соответствия и несоответствия выбранных устройств:

  1. При минимальных нагрузках двигатель показывает количество оборотов, заявленное производителем; при максимальных нагрузках не наблюдается серьезного сопротивления движения, имеется возможность выйти на глиссирование. Это свидетельствует об универсальность гребного винта, он был подобран правильно.
  2. Ни при каких нагрузках двигатель не выдает заявленное количество оборотов, возникают проблемы при выходе на глиссирование. Подобная ситуация наглядно демонстрирует, что был выбран винт со слишком большим показателем шага.

  3. Возникают перекруты: мотор совершает слишком большое количество оборотов, превышая показатели, установленные производителем; при этом скорость лодки далека от максимального предела. Это свидетельствует, что требуется винт с более высоким показателем шага.
  4. Правильно подобранный грузовой винт позволит без особых проблем выходить на глиссирование даже при полной загрузке плавательного средства, небольшая потеря скорости в данной ситуации является нормальным явлением.
  5. Максимальные показатели оборотов двигателя и скорости лодки достигаются только при незначительной загрузке плавательного средства и нахождении гидроподъема в верхнем положении, подобные ситуации наблюдаются при установке скоростных винтов.
Гребной винт
Защита для гребного винта

Правила эксплуатации

Даже самые прочные и надежные гребные винты отличаются повышенной уязвимостью, это наиболее хрупкая часть лодки. Ниже приведен список правил, соблюдение которые повышает безопасность и положительно сказывается на эксплуатационном сроке устройства:


  1. Реверс разрешено включать только при полной уверенности, что гребному винту хватает глубины. Лучше не рисковать лишний раз и несколько раз оттолкнуться от мелководья при помощи весел.
  2. Необходимо следить за состоянием лопастей, поскольку любые деформации, неровности и выбоины мешают полноценному функционированию винта и способны вывести его из строя.
  3. При прохождении судна возле наиболее проблемных участков водоема, которыми являются мелководья и разнообразные подводные препятствия, нужно не забывать пользоваться гидроподъемом.
  4. Постоянно нужно следить, чтобы гребной винт даже кратковременно не соприкасался с поверхностью дна – это является основным условием для обеспечения длительной службы.

Блиц-советы

Подводя итоги, можно привести следующие советы, касающиеся гребных винтов и их использования:

  1. Не рекомендуется дополнительно покрывать подобные устройства краской, поскольку при отсутствии у нее водоотталкивающих свойств, поверхность в скором времени начнет сильно шелушиться, что ухудшит функционирование винта. В результате скорость будет падать даже при увеличении количества совершаемых оборотов.

  2. Лучше всего приобретать гребные винты у крупных производителей, которые успели зарекомендовать себя с хорошей стороны и имеют достаточное количество положительных отзывов. Такие компании дают продолжительную гарантию на свое оборудование и зачастую дают предварительно протестировать выбранные модели.
  3. Для обеспечения прямолинейности движения судна можно установить два винта с разным направлением вращения. Необходимо помнить, что монтаж нескольких устройств, имеющих одинаковое вращение, будет способствовать наклону плавательного средства в одну из сторон.

lakeking.ru

Из шагового треугольника, показанного на рис. 43, видно, что для определения шага в данном сечении лопасти достаточно измерить высоту подъема винтовой линии на любом участке окружности и затем по ней вычислить полный шаг. Для этого на плотной бумаге, картоне или фанере строят сектор с углом при вершине α° (рис. 44).

Шаг гребного винта что это такое

Рис. 44. Схема измерения шага сечения лопасти: 1 — картон или фанера; 2 — сектор.


Из вершины сектора на 4-5 радиусах проводят части окружностей до пересечения их в точках m и n с лучами сектора. Совместив вершину сектора с осью винта, установленного горизонтально нагнетающей (кормовой) поверхностью вниз, при помощи отвесов измеряют отстояния точек m и n от соответствующих точек m’ и n’ на нагнетающей поверхности лопасти и находят разность этих отстояний

hi = h1 — h2. (2)

Шаг каждого сечения лопасти можно вычислить по формуле

Нi = hi 360º / αº. (3)

Если угол при вершине сектора принять равным 36°, формула (3) еще более упростится и примет вид

Hi = 10hi. (4)

Чтобы повысить точность замера шага, угол при вершине сектора целесообразно принимать возможно большим — 45° или даже 60° (если, конечно, позволяют ширины сечений лопасти винта). В этих случаях шаг сечений лопасти будет составлять

Нi = hi 360° / 45° = 8 hi (5)
или
Нi = hi 360° / 60° = 6 hi (6)

При этом лучи сектора должны проходить на некотором расстоянии от краев лопасти. Измерения и расчет шага по одной из формул (3)-(6) следует произвести для всех лопастей и найти среднее арифметическое значение шага каждого сечения. У гребных винтов постоянного шага значения Нi на всех сечениях должны быть примерно одинаковыми. У винтов с радиально переменным шагом измеренный шаг должен плавно изменяться вдоль радиуса.

www.katera-lodki.ru

Отвечает Константин Кудинов

Участие в турнире Pro Anglers League  стимулирует не только развитие умения ловли рыбы, но и заставляет учиться разбираться в тонкостях  водномоторного спорта. 

Каждый ПАЛовец – это немножко механик, который постоянно что-то дорабатывает или настраивает в своем катере. Настройки производятся на каждом новом водоеме, под каждые новые погодные и гидрологические условия. 

Чаще всего, эксперименты касаются подбора лодочного винта, либо подвеса (высоты и угла) лодочного мотора. Сейчас, многие участники PAL уже оснастили свои лодки системой регулировки высоты установки двигателя. Кто-то поставил регулируемые транцы с сервоприводом («гидролифт»), кто-то простые, механические, домкратного типа.  

Основная мысль такова – более низкая установка мотора придает катеру мореходности и управляемости, а более высокая позволяет достигать больших скоростей. У меня механический транец, и я иногда немного подкручиваю движок вверх-вниз, в зависимости от погодных условий. Ребятам с электроприводом, конечно, проще. Они могут выполнять регулировку прямо в процессе движения. Но интереснее всего работать с винтами.

236872950a8bd9df3dc12a15e46e8503.jpg

Шаг винта

На первый взгляд, все довольно просто. У винтов есть такой параметр как шаг – условное расстояние, которое винт проходит за один оборот. Измеряют его, обычно, в дюймах. Чем больше шаг, тем более высокую скорость позволяет развить винт (если мотор сможет его раскрутить), чем меньше шаг, тем более грузоподъемной станет лодка. 

За одинаковое количество оборотов коленвала двигателя, винт пройдет в воде меньшее расстояние. Это как более низкая передача в коробке скоростей автомобиля. Скорость ниже, а тяга выше. У нас в PAL тяга особенно не нужна – всех интересуют больше скоростные качества винтов. В основном, все добиваются того, чтобы лодка более-менее сносно выходила на глиссирующий режим, а потом мотор достигал своих разрешенных максимальных оборотов. В таком случае теоретическая скорость должна быть максимальной. 

Трудности выбора 

Увы,  на практике все оказывается гораздо сложнее. Во-первых, производители винтов разные, и конфигурация лопастей у них может отличаться. Иногда сильно, иногда едва уловимо.  Но в реальности винт с заявленным шагом, скажем, 15” от одной компании иногда оказывается заметно «тяжелее» в работе, чем винт с точно таким же заявленным шагом от компании конкурента. 

Все приходится проверять на практике, пробуя и пробуя различные варианты. Не стоит забывать и о таком параметре винта, как его диаметр.  Он тоже маркируется в дюймах, и, иногда, уменьшение винта всего на четверть дюйма, может дать ощутимый прирост оборотов двигателя. Этим можно пользоваться, и это всегда нужно учитывать при поборе винта.  

db65631ebcbf23c5c5f4a78bbb79c74c.JPG

Очень важным оказывается такой нюанс, что винт чуть меньшего диаметра, но с большим шагом никогда не даст вам прироста скорости! Мотор будет его раскручивать до рабочих оборотом, но в действие вступит фактор проскальзывания лопастей в воде – их меньшая площадь будет просто прорезать воду, и не проталкивать катер вперед. Я сам на практике это прошел – накупил красивых скоростных винтов с тонкими изящными лопастями, обеспечивающими минимальное сопротивление в воде. Обкатывал один в пустом катере – все было супер. 

А потом в лодку садился напарник, заполнялся лайвелл, и мотор начинал в холостую перекручивать винт в воде. Обороты росли, а скорость и КПД падали. Переход на винт следующего размера по диаметру, и меньшего по размеру шага возвращал и обороты, и скорость, и делал их стабильными при любой загрузке лодки. Так что не всегда то, что хорошо для гонок, одинаково подойдет и для рыболовного турнира. 

С другой стороны, не всегда оправданы и трехлопастные винты, которые обычно применяют для катеров-буксировщиков (водные лыжи, вейк). Они заточены на максимальную тягу, но иногда оказываются тяжеловаты для мотора.

_DSC0325.jpg

Алюминий или сталь?

Стальные винты могут стоить в несколько раз дороже обычных дюралюминиевых. В чем же их преимущества? 

Ну, во-первых, они крепче. Стандартный алюминиевый  винт может критично повредиться о песок на мелководье, и даже при слишком быстром прохождении поля травы. На его кромке могут появиться зазубрины и заломы. Сама лопасть может погнуться. 

Во-вторых, стальные винты меньше подвержены эффекту кавитации – они не срываются в перекрут, при прохвате воздуха. То есть, они позволяют поднимать мотор (тримом или транцем) выше, чем с алюминием. А значит, уменьшается сопротивление подводной части мотора, и вырастает максимальная скорость. 

236872950a8bd9df3dc12a15e46e8503.jpg

Еще, у стали ниже коэффициент проскальзывания, а значит выше КПД. Максимальные показатели скорости катера можно получить только используя стальные винты.

Но некоторые преимущества стали, одновременно становятся и ее же недостатками. С одной бедой пришлось столкнуться и мне. 

Алюминиевый винт по сути расходник.  Стоит недорого, но редко переживает более одного сезона при ПАЛовской эксплуатации. При переходе на сталь на сложных акваториях (Сызрань, Васильсурск с их пеньками) есть риск в качестве расходника получить уже вал редуктора. А это совсем другие деньги. В 2012 году в Сызрани я «поймал» пенек со стальным винтом, и получил биение вала около 0,6-0,8 мм. 

Если не ремонтировать (а это замена вала!), то следом последует выход из строя сальников, и далее попадалово на замену всех внутренностей редуктора. Очень дорого. При этом винт остался неповрежденным. 

831dfd961e2a1c7805ee262aa49e094c.jpg

С тех пор эксперименты со сталью я провожу только на безопасных, и хорошо известных мне акваториях. С моей личной точки зрения разумной достаточности, использование в ПАЛе стальных винтов не очень оправдано. 

Скорость перемещения катера впрямую редко влияет на результат. Результаты стартовой жеребьевки нивелируют незначительные приросты скорости от использования стали. 

Возможно, в будущем, когда весь лодочный парк участников достигнет мощности максимально разрешенных 250-ти л.с. придется подойти к тюнингу  более плотно. Пока же, можно немного расслабиться и сосредоточиться на прокачке умения ловить рыбу. 

pal.sport-express.ru

Обращается к вам постоянный подписчик «КиЯ» В. Н Чернов (г. Апатиты) с просьбой ответить на два интересующих меня вопроса: как определить диаметр гребного винта? что такое шаг винта и как его измерить?

Диаметр гребного винта D это наибольший диаметр диска, ометаемого концами лопастей винта при его вращении.

Чтобы его измерить, нужно в отверстие в ступице для вала вставить цилиндрическую деревянную пробку, найти на торце пробки ее центр, и наколов шилом, вставить в углубление обломок иголки либо иголку от чертежного циркуля так, чтобы ее острие выступало над торцом на 1—1,5 мм. Затем нужно положить лист плотной бумаги на ровную поверхность стола и поставить сверху винт, проколов бумаг) центровой иголкой.

Взяв разметочный металлический угольник (можно воспользоваться и обычным чертежным треугольником), переносят проекции нескольких самых крайних точек с края лопасти на бумагу, помечая их положение карандашом. Затем снимают винт и находят наиболее удаленную от центра из помеченных точек (это можно сделать при помощи циркуля). Удвоив этот размер, получают диаметр гребного винта.

Если измеряется бывший в эксплуатации винт, то эту процедуру рекомендуется проделать для всех лопастей, так как возможна разность радиусов различных лопастей вследствие износа или повреждения тонких кромок.

Теперь о шаге. Глядя на гребной винт, вы легко можете обнаружить, что лопасти представляют собой не просто лопатки с плоской нагнетательной стороной, а они изогнуты по сложной винтовой поверхности. Такую поверхность можно получить, если, например, вращать горизонтальную линейку вокруг вертикальной оси и одновременно перемещать ее с постоянной скоростью вверх. В результате такого движения каждая точка линейки образует винтовую линию, а совокупность этих линий дает винтовую поверхность. Конец линейки опишет на цилиндрической поверхности с радиусом R направляющую винтовой поверхности.

Если развернуть цилиндр на плоскость, то направляющая предстанет в виде наклонной прямой. Расстояние АВ, очевидно, представляет собой путь, который прошел конец линейки за один полный оборот. Эта величина и является геометрическим шагом винтовой поверхности Н, а угол v называется шаговым углом.

На практике при изготовлении и проверке гребных винтов применяют шаговые угольники.

Очевидно, если вращать линейку с постоянной частотой вращения и перемещать ее с постоянной поступательной скоростью, то величина шага на каждом радиусе будет одинаковой — каждая точка линейки поднимется за один оборот вокруг оси на одну и ту же величину. А вот шаговый угол для каждого радиуса будет разный: чем ближе к оси, тем больше этот угол. Это легко установить, сравнив угол наклона лопасти к столу у ступицы и у внешнего края лопасти.

Для замера шага винта можно воспользоваться той же пробкой с иголкой и угольником. Наколов острием иголки центр на бумаге, из неге описывают циркулем дугу радиусом 0,6R — наибольшего радиуса винта. Установив винт снова иголкой в центр, к обеим кромкам лопастей приставляют чертежный угольник таким образом, чтобы его ребро с делениями стояло на прочерченной дуге и прикасалось к кромке лопасти. На дуге в месте пересечения ее с ребром угольника отмечают точку, одновременно замеряют высоту от поверхности стола до входящей и выходящей кромок лопасти. Вновь сняв винт, соединяют прямыми линиями полученные точки на дуге и транспортиром измеряют центральный угол α. Искомый шаг определяется расчетом по формуле:

Рекомендуется сделать такие замеры для всех лопастей, так как лопасти могут быть деформированными либо неправильно изготовленными. Следует еще учесть, что, кроме винтов постоянного шага, получивших наибольшее распространение, существуют специальные гребные винты, у которых шаг изменяется в зависимости от радиуса (радиально-переменный шаг) или вдоль оси (аксиально-переменный шаг), а также со сложной винтовой поверхностью аксиально-радиально-переменного шага.

www.barque.ru

Конструкция[править | править код]

Любой современный гребной винт — лопастной, и состоит из ступицы и лопастей, установленных на ступице радиально, на одинаковом расстоянии друг от друга и повёрнутых на одинаковый угол относительно плоскости вращения, и представляющих собой крылья среднего или малого удлинения.

Гребной винт насаживается на гребной вал, приводимый во вращение судовым двигателем. При вращении гребного винта каждая лопасть захватывает массу воды и отбрасывает её назад, сообщая ей заданный момент импульса, — сила реакции этой отбрасываемой воды передаёт импульс лопастям винта, лопасти, в свою очередь, — гребному валу посредством ступицы, и гребной вал, далее, — корпусу судна посредством главного упорного подшипника.

Двухлопастной гребной винт обладает более высоким КПД, чем трёхлопастной, однако при большом дисковом отношении весьма трудно обеспечить достаточную прочность лопастей двухлопастного винта. Поэтому наиболее распространены на малых судах трёхлопастные винты (двухлопастные винты применяют на гоночных судах, где винт оказывается слабо нагруженным, и на парусно-моторных яхтах, где гребной винт — вспомогательный движитель[1]). Четырёх- и пятилопастные винты применяют сравнительно редко, — в основном на крупных моторных яхтах и крупных океанских судах для уменьшения шума и вибрации корпуса.

Диаметр винта — диаметр окружности, описываемой концами лопастей при вращении винта — современных винтов колеблется от десятков сантиметров до 5 метров (такие крупные винты характерны для крупных океанских судов).

Интерцептор — загнутая исходящая кромка — на гребных винтах способствует увеличению способности винта к захвату воды (особенно это важно на лодках с высоко установленным мотором и большими углами ходового дифферента). Интерцептор также обеспечивает дополнительный подъём носа катера в случае установки на линиях угла наклона лопасти. Применение интерцептора на исходящей и внешней кромках лопасти увеличивает шаг. Применение стандартного интерцептора обычно выражается в снижении оборотов на 200—400 об./мин. (это означает, что в случае замены обычного винта на винт с интерцептором потребуется снижение шага на 1-2 дюйма).[2]

Скорость вращения гребного винта выгодно выбирать в пределах 200—300 об/мин или ниже — на крупных судах. Кроме того, при низкой скорости вращения существенно ниже механический износ нагруженных деталей двигателя, что весьма существенно при их больших габаритах и высокой стоимости.

Гребной винт лучше всего работает, когда его ось вращения расположена горизонтально. У винта, установленного с наклоном, и в связи с этим — обтекаемого «косым» потоком, коэффициент полезного действия всегда будет ниже, — это падение КПД сказывается при угле наклона гребного вала к горизонту большем чем 10°.

Ось гребного винта на глиссерах расположена сравнительно близко к поверхности воды, поэтому нередки случаи засасывания воздуха к лопастям винта (поверхностная аэрация) или оголения всего винта при ходе на волне. В этих случаях упор винта резко падает, а частота вращения двигателя может превысить допустимый максимум. Для уменьшения влияния аэрации шаг винта делается переменным по радиусу — начиная от сечения лопасти на r = (0,63—0,7) R по направлению к ступице шаг уменьшается на 15~20 %.

Для передачи большой мощности часто применяют двух- и трехвальные установки, а некоторые большие корабли (например авианосцы, супертанкеры, атомные ледоколы) оснащаются четырьмя симметрично расположенными гребными винтами.

Гребные винты морских ледоколов арктического класса всегда имеют повышенную прочность, так как их вторая функция — дробление льда при движении ледокола задним ходом.

Разновидности винтов[править | править код]

Гребные винты различаются по:

  • шагу — расстоянию, которое проходит винт за один оборот без учёта скольжения;
  • диаметру — окружности, описываемой наиболее удалёнными от центра концами лопастей;
  • дисковому отношению — отношению суммарной площади лопастей к площади круга с радиусом равным радиусу винта;
  • количеству лопастей — от 2 до 7 (изредка больше, но наиболее часто 3—4 лопасти);
  • конструкционному материалу — углеродистая или легированная (напр. нержавеющая) сталь, алюминиевые сплавы, пластики, бронзы, титановые сплавы;
  • конструкции ступицы (резиновый демпфер, сменная втулка, сменные лопасти;
  • прохождению выхлопа — выхлоп через ступицу или под антикавитационной плитой;
  • диаметру ступицы;
  • количеству шлицов втулки.

В зависимости от наличия/отсутствия механизма управления углом атаки лопастей винта винты разделяют на винты «с регулируемым шагом» и винты «с фиксированным шагом» соответственно. Винты с фиксированным шагом применяются на любительских, маломерных судах, а также морских судах, которые редко меняют режим движения во время плавания, и на судах, требующих повышенной прочности гребного винта (в частности на ледоколах). Винты с регулируемым шагом применяются на судах часто меняющих режим движения: буксирах, траулерах, многих речных судах.

В зависимости от направления вращения гребные винты бывают правого и левого вращения. Если смотреть с кормы, то винт, вращающийся по часовой стрелке и, соответственно, называется «винтом правого вращения», вращающийся против часовой — соответственно «винтом левого вращения». В простейшем случае используется одиночный винт правого вращения, установленный вдоль горизонтальной оси симметрии судна. На больших судах для улучшения манёвренности и надёжности применяются два, три или даже четыре винта взаимно противоположного вращения.

Винты с кольцевым крылом вращаются в открытом полом цилиндре (такие винты также известны как импеллеры), что при малой частоте вращения гребного винта обеспечивает прирост упора до 6 %[3]. Такая насадка применяется для дополнительной защиты от попадания посторонних предметов в рабочую область и повышения эффективности работы винта. Часто применяются на судах, ходящих по мелководью.

Суперкавитирующие винты со специальным покрытием и особой формой лопастей предназначены для постоянной работы в условиях кавитации. Применяются на быстроходных судах.

Изготовление[править | править код]

Самые большие гребные винты достигают высоты трехэтажного здания, а их изготовление требует уникальных навыков. Во времена, когда был создан винтовой пароход «Great Britain» на изготовление форм гребного винта уходило до 10 дней. Сегодня благодаря наличию компьютерных технологий роботизированный манипулятор делает это за пару часов. Форма винта вводится в компьютер, далее алмазное сверло на конце манипулятора вырезает из огромных пенопластовых блоков идеальную копию лопасти с точностью до 1 мм. Затем готовую модель помещают в смесь песка и цемента, чтобы получить точный оттиск. После того как бетон остынет, форму, состоящую из двух половинок, соединяют вместе и заливают расплавленный металл.

Винт должен быть достаточно прочен, чтобы выдержать тысячи тонн давления и не подвергаться коррозии в соленой морской воде. Наиболее распространенными материалами для изготовления гребных винтов являются латунь, бронза, сталь, также специальные сплавы, например сплав куниаль — он имеет прочность стали, но гораздо лучше противостоит коррозии. Куниаль может находиться в воде десятилетиями, не ржавея при этом. Для придания сплаву предельной точности к 80 % меди добавляется 5 % никеля, 5 % алюминия и 10 % других металлов; переплавка осуществляется при температуре 1183 градусов.[4]

В последние годы для этих целей стали применять и пластмассы.[5]

Преимущества и недостатки[править | править код]

Работает как движитель только при непрерывной или возрастающей скорости вращения, в остальных случаях — как активный тормоз.

КПД винта ~30-50 % (теоретически максимально достижимый — 75 %). «Идеальный» винт невозможно сделать из-за постоянного изменения условий его работы — условий рабочей среды.

Гребной винт все же проигрывает веслу (КПД ~60-65 %) по КПД.[6]

В сравнении с гребным колесом у гребного винта выше КПД и гребной винт очень компактен и легок. Но поврежденное гребное колесо может быть легко отремонтировано, гребные винты же чаще всего неремонтопригодны, и повреждённый гребной винт заменяют новым. Также, гребной винт наиболее уязвимый в сравнению с другими судовыми движителями и наиболее опасный для морской фауны и упавших за борт людей. Вместе с тем, гребные колеса обеспечивают бо́льшую тягу с места (что удобно для буксиров, а также позволяло им иметь меньшую осадку). Однако при волнении они очень быстро оголяются (колесо одного борта вхолостую вертится в воздухе, тогда как колесо противоположного полностью погружается под воду, до предела нагружая ведущую тяговую машину), что делает их практически непригодными для мореходных кораблей (вплоть до конца третьей четверти XIX веке их использовали по большому счёту лишь ввиду отсутствия альтернативы, а также вспомогательной роли парового двигателя на парусно-паровых кораблях тех лет).

Особенно преимущества винтового движителя перед колесным несомненны для военных кораблей — снималась проблема расположения артиллерии: батарея вновь могла занимать все пространство борта. Также исчезала и очень уязвимая цель для неприятельского огня, — гребной винт находится под водой.

История[править | править код]

Водоподъемный винт, изобретение которого приписывается Архимеду, вполне подходил и для обратной работы — отталкивания самого винта от водяной массы. Идея применения гребного винта как движителя была высказана ещё в 1752 году Даниилом Бернулли и, позднее, Джеймсом Уаттом. Тем не менее, всеобщее признание гребной винт снискал не сразу. Хотя сам принцип действия гребного винта никогда не был секретом, но только в 1836 году английский изобретатель Френсис Смит (англ. Francis Pettit Smith) сделал решающий шаг, оставив от длинной спирали Архимедова винта только один виток (бытует история о том, что «модернизация» произошла случайно: на паровом катере Смита у деревянного винта отломилась часть, оставив единственный виток, после чего катер заметно прибавил в скорости хода). Смит установил гребной винт на небольшой пароход водоизмещением 6 тонн. Удачные опыты Смита привели к образованию компании, на средства которой был построен винтовой пароход «Архимед». При водоизмещении всего в 240 т «Архимед» был оснащен двумя ходовыми паровыми машинами мощностью по 45 л. с. каждая и единственным винтом диаметром чуть более 2 метров (первоначальный винт Смита представлял собой часть винтовой поверхности прямоугольного образования, соответствующую одному целому шагу).

Одновременно со Смитом и независимо от него разрабатывал применение гребного винта как движителя известный изобретатель и кораблестроитель швед Джон Эрикссон. В том же 1836 году он предложил другую форму гребного винта, представлявшую собой гребное колесо с лопастями, поставленными под углом. Он построил винтовой пароход «Стоктон» (мощности ходовых паровых машин — 70 л. с), сделал на нём переход в Америку, где его идея была встречена настолько заинтересованно, что уже в начале 40-х годов был спущен первый винтовой фрегат США «Принстон» (USS Princeton, водоизмещение 900 т, мощность машин 400 л. с., дававших ему ход до 14 узлов) с винтом конструкции Эриксона. На испытаниях корабль развил ранее невиданную 14-узловую скорость. А при попытке «стравить» его с колесным «Грейт Уэстерн» теперь уже винтовой фрегат потащил своего соперника. Также, «Принстон» отметился в истории кораблестроения тем, что нес самые крупнокалиберные орудия для своего времени — на поворотных платформах на нём впервые установили 12-дюймовые орудия.

В середине XIX века началась массовая переделка парусников в винтовые корабли. В отличие от колесных пароходов, переделка в которые требовала очень объемных и продолжительных работ, модернизация парусников в винтовые пароходы оказалась значительно более простой. Деревянный корпус разрезали примерно пополам и делали деревянную же вставку с машинным отделением, мощность которого для крупных фрегатов составляла 400—800 л. с. При этом весовая нагрузка только улучшалась, — тяжелые котлы и машины располагались в основном под ватерлинией и исчезала необходимость в приеме балласта, количество которого на парусниках иногда достигало сотен тонн. Винт размещали в специальном колодце в корме и снабжали его подъемным механизмом, поскольку при ходе под парусами он только мешал движению, создавая дополнительное сопротивление. Аналогично поступали и с дымовой трубой, — чтобы она не мешала оперировать парусами, её делали телескопической (по типу подзорной трубы). Проблем с вооружением практически не возникало, — оно оставалось на своем месте.

См. также[править | править код]

  • Гребное колесо
  • Подруливающее устройство / Азимутальное подруливающее устройство
  • Водомётный движитель
  • Судовой крыльчатый движитель

ru.wikipedia.org

Информация с сайта www.katera-lodki.ru

Выбор оптимального гребного винта

Подбор оптимального гребного винта для комплекса «лодка + мотор» — задача не из простых, как это может показаться на первый взгляд. Более того, точно подобрать винт для различных условий эксплуатации практически невозможно, поскольку на движитель действует одновременно множество меняющихся факторов.

    Тяжёлый и лёгкий гребной винт Методы измерения шага гребного винта

Подбор гребного винта происходит приближенно по эмпирическим формулам, основанным на обработке результатов испытаний гребных винтов для каждого конкретного сочетания судна и двигателя. Каждая такая формула составляется поданным о винтах определенного типа и, естественно, не может гарантировать результат, близкий к оптимальному. Более надежный метод — пользоваться несколькими такими формулами или составленными по ним графиками, чтобы в результате прийти к «золотой середине».

На практике элементы гребного винта для конкретного судна можно рассчитать, располагая лишь кривой сопротивления воды движению данного судна, внешней характеристикой двигателя и расчетными диаграммами, полученными по результатам модельных испытаний гребных винтов, имеющих определенные параметры и форму лопастей. Здесь мы не будем касаться вопроса влияния формы лопастей на эффективность винта, поскольку в подавляющем большинстве случаев конфигурацию лопастей своими силами не изменяют. Гораздо более насущным является определение оптимального диаметра и шага винта. Стараясь не загромождать материал математическими выкладками, укажем только, что для определения диаметра гребного винта наиболее важными исходными данными являются мощность, частота вращения и скорость. Эти величины обычно выводятся на график (рис. 39).

http://*****/katera/images/ris_39_lod_mot_zar_proizv.gif

Рис. 39. График для определения диаметра трехлопастного винта при мощности от 5 до 45 л. с.

Для выполнения вспомогательных вычислений необходима номограмма для определения поступательной скорости встречи винта с водой (рис. 40). Ясно, что поступательная скорость v встречи винта с водой меньше скорости vx хода судна, так как за и под кормой, где находится винт, корпус задерживает и увлекает за собой воду, ввиду чего возникает попутный поток. Скорость движения этого потока зависит от обводов кормы и от места расположения винта. Чем больше объем кормы и менее плавны ее обводы, а также чем ближе к корпусу расположен винт, тем значительнее замедление потока, набегающего на винт. Это замедление учитывается коэффициентом попутного потока w: w = (vx—v)/vx. На рис. 40 приведена номограмма для определения скорости встречи винта с потоком, если известны скорость хода и тип судна. Пользование этой номограммой состоит в следующем.

http://*****/katera/images/ris_40_lod_mot_zar_proizv.gif

Рис.40. Номограммадля определения поступательной скорости встречи винта с водой

Найдя на шкале 1 деление, соответствующее типу судна, а на шкале 2 деление, соответствующее ожидаемой скорости хода судна, нужно положить линейку так, чтобы ее ребро соединило эти два деления. Тогда пересечение ребра линейки со шкалой 3 укажет искомую скорость встречи винта с водой. Например, если судно остроскулое и мы ожидаем скорость хода vx = 30 км/час, то этому судну соответствует на шкале 1 деление «Остроскулое средней быстроходности» 0,08, а на шкале 2 деление против числа 30. Приложив линейку к этим двум делениям, найдем, что ее ребро пересекает шкалу 3 немного выше деления 7,5. Поэтому искомая скорость встречи винта с водой v = 7,6 м/сек. Если бы судно было остроскулым, быстроходным, со скоростью хода vx = 80 км/час, то скорость v была бы равна v = 21 м/сек.

 Помимо указанной номограммы для подбора винта нужно использовать график для определения шага винта (рис. 41).

http://*****/katera/images/ris_41_lod_mot_zar_proizv.gif

Pиc. 41. Номограмма для определения шага винта

В качестве примера использования графика на практике приведем вариант подбора винта для судна со следующими параметрами:

    Полное водоизмещение Δ= 1200кг; Δ/Nвал = 57кг/л. с. Мощность на валу Nвал= 21 л. с. Число оборотов винта n = 1000 об/мин = 16,7 об/сек; Ожидаемая скорость хода: νx — 25 км/час; Коэффициент попутного потока: w = 0,18;Относительное скольжение: s = 0,26 (см. рис. 40); КПД силовой передачи: ηсп = 0,95.

Определим величины, которые потребуются для подбора винта:

    N = 21×0,95 = 20л. с. ν = 5,55 м/сек = 20 км/час.

Определяем по графику (рис. 41) шаг винта Н:

Задано: ν = м/сек; n = 16,7 об/сек; s = 0,26.

Прикладывая линейку к делениям 5,55 и 16,7 на шкалах, соответственно 1 и 2, получаем на оси 3 точку пересечения, соединив которую с делением 0,26 на шкале 4, получаем на шкале 5: Н = 0,450 м. Определить диаметра винта можно с помощью графика (рис. 39). Определим диаметр винта для предыдущего примера (n = 16,7 об/ сек; N = 20 л. с; ν = 5,55 м/сек). Соединяя линейкой деления 16,7 и 20 на шкалах 1 и 2, а затем полученную точку пересечения на оси 3 с делением 5,55 на шкале 4, на шкале 5 получим ответ: D = 0,43 м.

Каждый двигатель имеет так называемую внешнюю характеристику — зависимость снимаемой с вала мощности от частоты вращения коленчатого вала при полностью открытой дроссельной заслонке. График изменения мощности, которая поглощается на данной лодке гребным винтом в зависимости от частоты вращения двигателя, называется винтовой характеристикой и присуща только винту с определенными шагом и диаметром. Взаимное расположение этих характеристик на осях координат и в особенности положение точки их пересечения показывают степень эффективного использования мощности двигателя. Для наглядности здесь приведены данные внешней и винтовой характеристик отечественного мотора «Вихрь» (рис. 42).

http://*****/katera/images/ris_42_lod_mot_zar_proizv.gif

Рис. 42. Внешняя и винтовая характеристики мотора «Вихрь».

Кривая 1 на рисунке иллюстрирует внешнюю характеристику мотора, а кривые 2, 3 и 4—винтовые характеристики разных винтов. При увеличении шага и диаметра винта свыше оптимальных значений лопасти начинают захватывать и отбрасывать назад слишком большие объемы воды; упор при этом возрастает, но одновременно увеличивается и потребный крутящий момент на гребном валу. Винтовая характеристика 2 такого винта пересекается с внешней характеристикой двигателя в точке А. Координаты этой точки показывают, что двигатель отдает всего 12 л. с. вместо 22 л. с. Такой гребной винт следует отнести к гидродинамически тяжелым винтам.

И наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), и упор и потребный крутящий момент будут меньше, то двигатель не только легко разовьет, но и превысит значение номинальной частоты вращения коленвала. Режим его работы будет характеризоваться точкой С. И в этом случае мощность двигателя будет использоваться не полностью, а работа на слишком высоких оборотах сопряжена с повышенными нагрузками и износом деталей. При этом надо иметь в виду, что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт относят к гидродинамически легким.

Как уже говорилось, для каждого конкретного сочетания судна и двигателя существует оптимальный гребной винт. Для рассматриваемого примера такой оптимальный винт имеет характеристику 3, которая пересекается с внешней характеристикой двигателя в точке В, соответствующей его максимальной мощности. Численные рекомендации для наиболее популярных моторов мощностью 20-25 л. с. могут быть следующие.

Штатные гребные винты, имеющие Н=280—300 мм, дают оптимальные результаты на сравнительно плоскодонных лодках с массой корпуса до 150 кг и нагрузкой 1—2 чел. На еще более легкой лодке массой до 100 кг можно получить прирост скорости за счет увеличения Н на 8-12%. На более тяжелых глиссирующих корпусах, имеющих большую килеватость днища и при большой нагрузке (4-5 чел.), шаг винта может быть уменьшен на 10 — 15% (до 240-220 мм), но использовать такой винт при поездке без пассажиров с малой нагрузкой не рекомендуется: двигатель будет «перекручивать обороты» и быстро выйдет из строя.

Приобретая тот или иной гребной винт, на котором не обозначены его параметры или отсутствует паспорт, вы, в силу изложенных причин, непременно подвергаете свой мотор риску. Поэтому, прежде чем ставить неизвестный винт на лодку, необходимо, как минимум измерить его шаг. Напомним, что геометрическим шагом грибного винта называется то расстояние, которое прошел бы винт за один оборот в осевом направлении без скольжения. Это расстояние легко себе представить, если допустить, что вода стала твердой или провести аналогию с шурупом, ввертываемым в древесину.

Шаг каждого радиального сечения лопасти Н iможно выразить общей формулой

Hi = 2πRitgvi  (1)

где Ri-радиус сечения лопасти, vi — шаговый угол.

Наглядное представление о шаге развернутого на плоскость сечения лопасти Н дает шаговый треугольник, основанием которого является дуга окружности 360°, имеющая длину 2πRi (рис. 43).

http://*****/katera/images/ris_43_lod_mot_zar_proizv.gif

Рис. 43. Шаговый треугольник сечения лопасти на радиусе Ri.

Чтобы получить шаг гребного винта, необходимо как можно тщательнее замерить радиусы и шаговые углы для нескольких сечений каждой лопасти винта и после расчетов по формуле (1) найти среднее арифметическое значение. Однако из-за сложности конфигурации винта сделать это довольно трудно — нужны специальные приборы, так называемые шагомеры. Упростить измерение можно лишь за счет некоторого снижения точности. Известны несколько относительно простых методов измерения геометрического шага винта.

1 метод определения шага гребного винта

Из шагового треугольника, показанного на рис. 43, видно, что для определения шага в данном сечении лопасти достаточно измерить высоту подъема винтовой линии на любом участке окружности и затем по ней вычислить полный шаг. Для этого на плотной бумаге, картоне или фанере строят сектор с углом при вершине α° (рис. 44).

http://*****/katera/images/ris_44_lod_mot_zar_proizv.gif

Рис. 44. Схема измерения шага сечения лопасти: 1 — картон или фанера; 2 — сектор.

Из вершины сектора на 4-5 радиусах проводят части окружностей до пересечения их в точках m и n с лучами сектора. Совместив вершину сектора с осью винта, установленного горизонтально нагнетающей (кормовой) поверхностью вниз, при помощи отвесов измеряют отстояния точек m и n от соответствующих точек m’ и n’ на нагнетающей поверхности лопасти и находят разность этих отстояний

hi = h1 — h2. (2)

Шаг каждого сечения лопасти можно вычислить по формуле

Нi = hi 360º / αº. (3)

Если угол при вершине сектора принять равным 36°, формула (3) еще более упростится и примет вид

Hi = 10hi. (4)

Чтобы повысить точность замера шага, угол при вершине сектора целесообразно принимать возможно большим — 45° или даже 60° (если, конечно, позволяют ширины сечений лопасти винта). В этих случаях шаг сечений лопасти будет составлять

Нi = hi 360° / 45° = 8 hi (5)
или
Нi = hi 360° / 60° = 6 hi (6)

При этом лучи сектора должны проходить на некотором расстоянии от краев лопасти. Измерения и расчет шага по одной из формул (3)-(6) следует произвести для всех лопастей и найти среднее арифметическое значение шага каждого сечения. У гребных винтов постоянного шага значения Нi на всех сечениях должны быть примерно одинаковыми. У винтов с радиально переменным шагом измеренный шаг должен плавно изменяться вдоль радиуса.

2 метод определения шага гребного винта

Этот метод также основан на общей формуле (1). Здесь (согласно предложению Б. Григорьева) измеряются не углы наклона сечений лопасти, а только радиус одного сечения Rx, расположенного под шаговым углом ν = 45°. При горизонтальном положении гребного винта это сечение легко найти при помощи гибкого пластикового треугольника с углами при гипотенузе 45°. Изогнутый по окружности радиуса Rx треугольник нужно наложить гипотенузой на нагнетающую поверхность лопасти таким образом, чтобы верхний катет а — b стал горизонтальным. Вблизи искомого радиуса Rx при помощи рейки и отвеса (если нет более совершенного разметочного приспособления) на лопасти следует пробить одну-две винтовые линии (рис. 45).

http://*****/katera/images/ris_45_lod_mot_zar_proizv.gif

Рис. 45. Схема установки гибкого треугольника на сечение лопасти гребного винта.

Это поможет более правильно изогнуть треугольник и более точно определить местоположение сечения лопасти, имеющего угол наклона 45°. Поскольку для найденного сечения tgν = tg45° = 1,0, формула (1) после подстановки известных значений π и ν примет совсем простой вид:

H45 = 2Rx tgν = 6,28Rx. (7)

Измерив указанным образом величины радиуса Rx на всех лопастях винта, по формуле (7) находят шаг каждой лопасти, а затем и шаг всего винта. Аналогичным образом можно измерить шаг еще на двух радиусах, лопастные сечения которых имеют шаговые углы 60° и 30°, а шаг винта определяют по формулам:

Н60 = 6,28 Rx tg60° = 10,88 Rx; (8)
Н30 = 6,28 Rx tg30° = 3,63 Rx; (9)

При помощи данного приспособления можно получить более или менее достоверные результаты лишь применительно к гребным винтам постоянного шага.

Простейший измеритель шага гребного винта

Метод, предложенный В. Полкановым состоит в том, что из толстой фанеры вырезают сектор с углом между сторонами 36° (рис. 46). Отверстие в вершине сектора вырезается примерно на 2 мм больше диаметра отверстия в ступице. Если шаг замеряется на установленном на гребной вал винте, отверстие нужно сделать несколько больше гайки гребного винта или нарезной части вала. На секторе наносятся части окружностей «а» и «б» на 3-4 радиусах. Для определения шага сектор плотно прижимается к ступице, так, чтобы центр отверстия ступицы совпадал с вершиной угла сектора.

     

     

pandia.ru

Критерии выбора гребных винтов

Практика эксплуатации речных (морских) судов малого и среднего водоизмещения отмечает применение к ним гребных винтов одной из двух конструкций:

  1. Конфигурация под регулируемый шаг.
  2. Конфигурация под фиксированный шаг.

На лодочных моторах, пригодных к эксплуатации в условиях относительно небольших водоёмов, традиционно применяются модели с фиксированным шагом. Кроме этого, гребные винты изготавливаются в одно из двух вариантов по возможному направлению вращения:

  1. Правостороннее.
  2. Левостороннее.

Для применения лодок в условиях хода по мелководью, часто используются гребные винты с кольцевым крылом. В продаже этот вид продукта встречается под названием «импеллер». Особенности импеллерной конструкции выражаются очевидным преимуществом – увеличением эффекта «упора» до 5-8% на малых оборотах лодочного мотора.

К тому же цилиндрическая обечайка импеллера надёжно защищает гребной винт от механических повреждений инородными предметами.

Minn Kota

Оригинальный гребной суперкавитирующий винт
Оригинальный суперкавитирующий гребной винт Bravo Three на скоростные лодки. Мотор судна, оснащённый такой конструкцией, показывает впечатляющие характеристики

Обеспечить высокий уровень быстроходности речных (морских) судов помогают суперкавитирующие винты. Само наименование продукта объясняет: этот вид изделий предназначается для условий работы в режиме кавитации. Суперкавитирующие гребные винты традиционно устанавливаются на моторах быстроходных судов (катера, яхты и т.п.).

Интересной для выбора является конструкция гребного винта с интерцептором, где исходящая кромка лопастей загнута под определённый угол. Интерцептор наделяет лодочный гребной винт улучшенными свойствами захвата массы воды. Дополнение интерцептором сопоставимо с изменением шага гребного винта в сторону его увеличения.

Поэтому выбор такой конструкции (с целью замены стандартной) делается с учётом возможного уменьшения параметра шага на 1-2 дюйма (25-50 мм).

Mikatsu M30FES

Лодочный винт с интерцептором
Таким выглядит четырёхлопастной гребной лодочный винт с интерцептором. Оригинальная конструкция от известного производителя лодочного оборудования — фирмы Mercury

Как выбрать лучшую модификацию

Основными параметрами выбора (в порядке их значимости) видятся следующие:

  • шаг,
  • число лопастей,
  • диаметр,
  • материал,
  • дисковое отношение,
  • диаметр ступицы,
  • исполнение ступицы,
  • число шлицов втулки.

Шаг гребного винта измеряется отрезком пути на линии движения вала лодочного мотора за время прохождения одного оборота. При этом не учитывается эффект возможного проскальзывания. Шаг следует рассматривать главным параметром, определяющим выбор. Неточный выбор шага винта всего лишь на дюйм по плюсу/минусу, сопоставим с увеличением (уменьшением) числа оборотов лодочного мотора на 170-200 оборотов.

Львиная доля конструкций лодочных винтов оснащена тремя-четырьмя лопастями. Реже встречаются конструкции на 2 лопасти или, напротив — многолопастные (5-7). Двухлопастные гребные винты характеризуются ярко выраженным КПД. Но если увеличивается диаметр ступицы такой конструкции, утрачиваются показатели прочности. Поэтому двухлопастные модели с большим диаметром ступицы часто ломаются.

Mercury ME

Пятилопастной гребной винт лодки
Многолопастной (5 лопастей) гребной винт для лодочного мотора от фирмы Mercury. Рекомендуется для установки на подвесной мотор лодки с V-образным корпусом

 Четырёхлопастные модификации винтов

Отдельно следует выделить винты с четвёркой лопастей. Четырёхлопастные модификации отличаются такими свойствами, как ускоренный вывод судна на глиссирование. Моторы с винтами на четыре лопасти «держат» лодку в состоянии глиссирования даже в условиях низких скоростей движения. Показатели среднескоростного хода у винтов с четырьмя лопастями выше, чем у «троек».

Кроме того, 4-лопастные конструкции винтов отличаются:

  • более выраженным ускоряющим эффектом,
  • плавным и ровным ходом судна,
  • стабилизацией корпуса лодки на неспокойной воде,
  • пониженной кавитацией на поворотах,
  • уверенным управлением в режиме низкой скорости.

Многолопастные гребные винты традиционно предназначаются под моторы океанских яхт и прочих судов увеличенного водоизмещения. Многолопастные гребные винты малошумные. Работа их также отличается малым уровнем вибраций. За счёт увеличенного числа лопастей поднимается коэффициент тяги, обеспечивается ускоренный выход на глиссирование.

Производство гребных судовых (лодочных) винтов

На производство гребных винтов лодок обычно выбираются материалы:

  • нержавейка,
  • титан,
  • бронза,
  • алюминий,
  • пластик.

Используются также композитные материалы, подобные сплаву куниаль. Относительно недорого оцениваются бронзовые, алюминиевые, пластиковые конструкции. Дорогостоящими являются титановые и композитные изделия.

Стальные гребные винты при достаточно приемлемом КПД, их высокой износостойкости и доступной цене для большинства обладателей лодок, видятся оптимальными продуктами для выбора под установку и эксплуатацию.

Hidea HD

Производство гребных лодочных винтов
Для производства гребных винтов лодочных моторов используется разное оборудование, благодаря которому обеспечивается тщательная обработка поверхности изделий с целью снижения вредных сопротивлений

Маркировка на изделиях от производителей

Каждый производитель оригинального продукта ставит на своих изделиях фирменную маркировку. Аббревиатура маркировки всегда содержит две главных характеристики гребного винта. Пример аббревиатуры: S-9 ¼ x 10 ¼ Bs.Pro. Расшифровка:

  • S (Suzuki),
  • 9 ¼ (диаметр),
  • 10 ¼ (шаг),
  • Bs.Pro (подразделение).

Часть фирм-изготовителей нередко выдают сокращённую информацию. В этом случае на корпусе (обычно в области ступицы) отмечается только два параметра — диаметр и шаг (к примеру: 8,5х10).

Маркируются лодочные винты, как правило, в районе внутренней стороны лопасти или на торцевой стороне ступицы. Сходящие с производственного конвейера лодочные моторы, производители традиционно комплектуют гребными винтами на «средний» шаг.

Как подбирают лодочный гребной винт

Практика эксплуатации лодочных моторов отмечается необходимостью иметь в запасе как минимум двух гребных винтов разной конфигурации. Установка «своего винта» под конкретные условия нагрузки судна способствует достижению баланса мощности, оптимизации тяги мотора. Или же рекомендуется делать выбор в пользу гребных винтов, конструктивно меняющих (регулирующих) шаг.

Mikatsu F15

Лодочный гребной винт-mercury
Гребные винты для судов разного водоизмещения выпускает в широком ассортименте фирма Mercury. Это классический вариант трёхлопастной конструкции, применяемой на многих речных лодках

Замечено, что алюминиевые винты, имеющие рабочий шаг в диапазоне 17-21 дюйма, а также 16-22 дюймовые стальные изделия, пользуются наибольшим спросом среди владельцев рыбацких, прогулочных, семейных лодок.

Обычно к этой категории судов относятся конструкции длиной 4,5 – 6 м, водоизмещением 0.450-1,1 тонны. Отмеченные гребные винты обладают широким диапазоном параметров по техническим характеристикам, но подбирать шаг всё равно необходимо, учитывая:

  • конкретное назначение судна,
  • массу лодки,
  • уровень мощности установленного мотора.

К примеру, на лодке с облегчённой кормой, оборудованной ПЛМ V6, стандартных габаритов и высоты транца, для достижения высоких характеристик хода удачно подходят 17-21 дюймовые модификации, сделанные из алюминия. Если же лодку оснастить таким же гребным винтом, но сделанным из нержавеющей стали, дополнительно проявляются параметры:

  • усиления износостойкости,
  • повышения устойчивости лодки,
  • рост границы максимальной скорости.

Также стоит отметить: стальные винты из нержавейки открывают возможности увеличения параметров по габаритам, в частности, по размеру высоты транца.

Yamaha 40XWL

Гребной винт на дизельный мотор
Оригинальная конструкция от компании Mercury специально для дизельных лодочных моторов. Сделан из нержавеющей стали, оптимизирован под приводы Bravo Three Diesel

Лодкам с установленным на корме мотором V8 больше подойдут 4-х лопастные винты. Например, из серийного выпуска продуктов «Bravo One Performance». Такой тандем даёт удовлетворительное соотношение по массе судна и мощности мотора, позволяет увеличить высоту транца. Больший шаг – от 23 дюймов, а также материал из нержавеющей стали, рекомендуется для винтов моторов быстроходных спортивных лодок.

Лучшим вариантом выбора для спаренных двигателей V6 видится «четвёрка», если требуется повышение рабочих характеристик лодки. Четырёхлопастная модификация винта даёт увеличение средней крейсерской скорости, зачастую даже выше установленных для мотора пределов. Прочие характеристики, такие как устойчивость и рулевой момент, также улучшаются.

Гребные винты и методика замены

Если меняется существующий алюминиевый вариант на стальную конструкцию (нержавейка), необходимо обязательно посмотреть соответствие «новичка» скоростному диапазону. Влияние шага винта на число оборотов лодочного двигателя является очевидным фактом. Изменением шага можно регулировать обороты мотора.

Каждый шаг сопоставим с частотой вращения до 200 об/мин. Если выполняется переход с 23 дюймов на 21 дюйм (уменьшение шага), следует ожидать увеличения числа оборотов до 400. И наоборот, переход с меньшего шага на больший шаг даст уменьшение количества оборотов. Иногда оптимальным выбором является переход с нечётного шага на чётный (например, с 23 на 24). Также не исключается использование только чётной лестницы (20, 22, 24…).

Yamaha MHS

Винты гребные серии Элит
Представитель так называемой элитной серии SpitFire. Выполнен на основе алюминиевого сплава Mercalloy. Подходит как для надувной лодки, так и для круизного катера

Если «старый» экземпляр отрабатывался на предельных оборотах мотора, вновь установленная модель гребного винта должна показать новый предел скорости на границе допустимого числа оборотов. Нужно лишь провести испытания после инсталляции.

При замене удобно подбирать требуемую модификацию по справочным таблицам или по шаговой выборке на mercury.com, где подбор оптимальной конструкции обусловлен связью таких параметров, как масса и размер длины судна, плюс скоростной диапазон. Обычно именно масса лодки является основным фактором, определяющим параметры гребного винта при замене.

Примеры выбора из частной практики на видео

Видеороликом ниже демонстрируется практическая техника подбора винта лодочного мотора. Эта своеобразная инструкция с визуальным примером удачно помогает определиться с выбором аксессуара лодочного мотора:

zetsila.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.