Точно подобрать для лодки нужный диаметр, шаг и остальные параметры гребного винта, верно изготовить винт – не является залогом того, что судно сможет набирать максимально высокую скорость. Плюс ко всему, необходимо верно расположить гребной винт, создать оптимальные условия для подтока к нему воды без воздушных пузырьков.
К примеру, рассмотрим, как установлен винт на мореходном катере. Большой дейдвудный брус закрывает почти всю лопасть винта, в то время как она приходит в верхнее положение. С острых кромок дейдвуда срываются вихри, которые оказываются на лопасти. В итоге, она работает уже не в плотной воде, а в бурлящем потоке. Упер на ней падает, из-за неравномерно распределенной нагрузки на лопасти, корпус катера начинает дрожать, и так трижды за один оберет. Не сложно же было срезать боковые грани верхней части дейдвуда, сделать их обтекаемыми до той степени, пока разрешает прочность древесины.
Рис. 1. Толстый дейдвуд на морском боте. В другом случае, винт расположен на водоизмещающей мотолодке. Тут гребной вал заключен вне корпуса в дейдвудной трубе, протянутой до кронштейна. Вал, на первый взгляд, оказывается в некоторой степени защищенным от коррозии. Но есть и обратная сторона, из-за увеличенных диаметра и поверхности трубы, по сравнению с валом, существенно увеличилось сопротивление воды по отношению к движению лодки. Помимо этого, встречный поток воды троекратно ударяет в тупые терцы вдоль вала: в крышку дейдвудной трубы, во втулку кронштейна, в ступицу гребного винта. Замедляют ход лодки и тупые кормовые терцы. Тут формируется разрежение и вихри, на которые затрачивается доля энергии двигателя. В данном случае винт отодвинут подальше от трехлапого кронштейна, который изготовлен из простой полосовой стали, чтобы таким образом усилить обтекание винта.
Рис. 2. Плохая обтекаемость кронштейна, вала и ступицы гребного винта. В третьем варианте лодки кронштейн используется не только для поддержания гребного вала. По всей видимости, труба, зафиксированная к нижней кромке кронштейна, выполняет роль особого полоза для вытаскивания судна на берег. Исходя из этого, изготавливалось данное устройство без какого-то учета основ гидродинамики. Кронштейн согнут из массивной стальной полосы, кромки которой даже отдаленно не имеют обтекаемую форму. Полосы зафиксированы к днищу лодки, головки болтов недопустимо выступают. Толстая дейдвудная труба и полоз по длине составляют почти треть корпуса, кроме этого баллер руля слишком длинный, что дает высокое сопротивление и создает многочисленные вихри, мешающие нормальной работе гребного винта, и развивающие кавитацию. Развивая низкую скорость, около 10—12 км. в час с подобными недочетами можно свыкнуться. Однако, стремясь развить большую скорость лодки, данные недочеты начинают играть существенную роль.
Рис. 3. Чрезмерно развитый, грубо изготовленный кронштейн, длинная дейдвудная труба, трубчатый полоз, гайка на ступице и пр. Ниже будут даны рекомендации по правильному расположению гребного вала, линии вала и повышению качества кронштейнов.
В первую очередь обратим внимание на гребной винт, он должен быть расположен под днищем катера таким образом, чтобы расстояние между кромкой лопасти и днищем было не меньше 10% диаметра винта. В случае, если данное расстояние будет меньше, лопасти винта будут пересекать возмущенные слои воды вблизи корпуса, и во время прохождения кромки лопасти вблизи днища будет иметь место гидравлический удар. Подобные удары ведут к дребезжанию обшивки и вала, также шуму гребного винта.
Стоит обратить внимание и на то, чтобы винт был удален и от транца. Зачастую, винт, близко расположенный к рулю, зафиксированному на транце, засасывает с поверхности воды воздух, который поступает по баллеру руля. Подобное именуется поверхностной кавитацией. Воздух, как правило, поступает сначала на край ближайшей к рулю, или же к обрезу транца лопасти, после чего разносится по ней до ступицы. С подобным явлением сталкиваются и на подвесных моторах, и на откидных колонках — антикавитационная плита, которая находится над гребным винтом, функционирует в качестве препятствия для поступления воздуха вниз по колонке.
Подобного рода плиты или плоские участки днища необходимы также при крейсерской или вельбетней корме, коей оснащены спасательные шлюпки, когда винт недостаточно глубоко находится в воде. Оптимальным является расстояние от оси винта до поверхности воды не меньше диаметра винта.
Важно, чтобы наклон гребного вала к горизонту был не очень большим, по той причине, что упор винта направлен по линии вала, а движет судно лишь горизонтальная часть упора. Помимо этого, наклоненный винт функционирует в косом потоке воды, что уменьшает его эффективность. Из-за этого угол наклона вала желательно не должен превышать 12°.
Наклонный гребной вал, со стороны кормы катера, проектируется на диск винта. По той причине, что сечение круглое, обтекается всегда с вихрями, а эти вихри неминуемо оказываются на лопасти винта. Исходя из этого, наружная часть вала должна иметь меньший диаметр. Изготавливать наружные дейдвудные трубы на быстроходных катерах недозволительно.
Необходимо, чтобы кронштейн гребного вала, фиксируемый перед винтом, имел обтекаемый профиль, желательно с соотношением длины сечения к толщине примерно 10 к 1. Важно чтобы его втулка была одинакового со ступицей винта диаметра; передний торец должен быть закрыт обтекателем. Наименьшее расстояние от кромки лопасти до задней кромки кронштейна должно равняться 15—20% диаметра винта. Оперную пластину, которой кронштейн фиксируется к корпусу, желательно утопить, а именно врезать в киль и зафиксировать болтами с потайной головкой. Весь кронштейн следует качественно отполировать.
Отполировать необходимо и гребной винт. Важно чтобы ступица заканчивалась обтекателем, который устраняет завихрения стекающей со ступицы воды и повышает эффективность работы руля.
Желательно, чтобы иных выступающих частей вблизи винта не было. Стабилизирующий киль-плавник следует срезать у выхода из корпуса гребного вала, а винт обезопасить от ударов во время посадки на мель обтекаемой шпорой на кронштейне.
Важным моментом является и функционирование винта подвесного мотора. Даже если антикавитационная плита находится ниже поверхности днища, винт может кавитировать. Зачастую причина кроется в наружном фальшкиле, имеющим у транца чрезмерную высоту. Пузырьки воздуха, распространяющиеся по килю, устремляются из-под днища лодки прямо под антикавитациенную плиту. Скорость лодки резко увеличивается, если киль у транца срезать под углом на длине 400—500 мм. Может появиться необходимость в уменьшении его толщины, в частности в кормовой части.
Об обязательности доводкой установки винта и выступающих частей можно узнать, проверив обороты двигателя, и скольжение гребного винта. В случае, если двигатель набирает высокие обороты, не отдавая полной мощности, а скольжение винта слишком сильное, к примеру 35—40% для легкого катера, отсюда можно сделать вывод, что винт кавитирует. Скольжение просто вычислить, зная скорость катера, шаг, обороты и диаметр винта. Кавитация в следствие иных причин, таких как: несоответствующий скорости шаг винта, большое количество оборотов, утолщенные лопасти, на катерах встречается достаточно редко.
При полной или частичной перепечатке материалов сайта ссылка на www.kapitanua.com обязательна.