Более или менее точно рассчитать все элементы гребного винта можно за
несколько часов по диаграммам, полученным на основании модельных
испытаний гребных винтов, имеющих определенные параметры и форму
лопастей. Для предварительного же расчета диаметра с точностью до 10-12%
можно воспользоваться формулой
где N - мощность на гребном винте с учетом потерь в редукторе и
валопроводе, л. с. (при прямой передаче на винт Л' = 0,96-5- = -0,97л -
паспортной мощности двигателя; при наличии редуктора ;V =
0,94-4-0,95А'д); п - частота вращения гребного винта, об/с; va = = (1 -
w) v - скорость встречи винта с водой, м/с (w - коэффициент попутного
потока, v - скорость лодки).
Значения коэффициента для различных типов корпусов рекомендуется
принимать следующими:
Значение коэффициента попутного потока для подобного корпуса ш =
0,18, скорость va = 0,82 -л- я< 3 м/с. Точку
на шкале i номограммы, соответствующую п = 36,7 об/с, соединяем прямой
линией с точкой N = 12 л. с. на шкале 2, а точку пересечения этой прямой
с осью 3 - с точкой va = 3 м/с на шкале 4. На пересечении этой прямой со
шкалой диаметра 5 находим D = 0,30 м. Для возможности доводки винта при
испытаниях этот диаметр следует увеличить на 5%.
Ориентировочно шаг гребного винта можно определить, зная величину
относительного скольжения s для данного типа судна и ожидаемую скорость
лодки.
Напомним, что относительным скольжением называется отношение разности
теоретической скорости винта и скорости натекания воды на винт va
к величине
Скольжение достигает максимальной величины (s = 100%) при работе винта
на судне, пришвартованном к причалу. Наименьшее скольжение (8-15%) имеют
винты легких глиссирующих лодок гоночного типа на полном ходу. У винтов
прогулочных мотолодок и катеров величина скольжения достигает 15-25%; у
тяжелых водоизмещающих катеров - 20-40%; у парусных яхт со
вспомогательным мотором - 50-70%.
Для нашего примера проводим прямую между точками va = 3 м'с и п = 36,7
об/с. Точку пересечения прямой с осью 3 соединяем с точкой s = 0,24,
соответствующей средней величине скольжения для данного типа судов.
Пересечение линии со шкалой 5 дает ориентировочный шаг винта Н- 0,11 м.
Разумеется, определение диаметра и шага винта по приводимым номограммам
возможно лишь для грубых прикидок и не гарантирует получение винта
оптимальных для данного случая размеров. В частности, в рассмотренном
примере малая величина шагового отношения HID = 0,37 свидетельствует о
том, что КПД выбранного винта будет низким и необходимо снизить частоту
вращения гребного винта. Рекомендуемая частота вращения гребного вала
может быть определена из расчета 1000 об/мин на каждые 15 км/ч скорости
катера.
При обычно применяемых двигателях с частотой вращения гребного вала
1500-4000 об/мин оптимальное шаговое отношение HID составляет: для
гоночных мотолодок и глиссеров - 0,9-1,4; легких прогулочных катеров -
0,8-1,2; водоизмещающих катеров-0,6 - 1,0; очень тяжелых тихоходных
катеров - 0,55-0,80 и парусных яхт со вспомогательным мотором -
0,35-0,55. Диаметр винта существенно влияет на загрузку двигателя.
Например, при увеличении D всего на 5% приходится повышать мощность
двигателя почти на 30%, чтобы получить ту же частоту вращения винта. Это
свойство широко используется при доводке винтов, когда требуется
<облегчить> тяжелый вин г: тогда достаточно лишь немного подрезать концы
лопастей до меньшего диаметра. Кромки лопастей при этом должны быть
аккуратно скруглены, а получившийся контур лопасти плавно сопрягаться со
старым, по возможности без изменения площади диска винта.
Обрезку винта или небольшое изменение его шага (что возможно на стальных
и латунных винтах путем поворота лопастей в нагретом состоянии в каждом
сечении лопасти) можно выполнить.
где Н - исходный конструктивный шаг; п0 - номинальная частота вращения
двигателя; пх - частота вращения двигателя, достигнутая при испытаниях
катера с данным винтом.
При замене гребного винта, согласованного с корпусом катера, другим, с
близкими величинами Н и D (расхождение должно быть не более 10%),
требуется, чтобы сумма этих величин для нового и старого винтов была
равна.
