Весьма трудно получить высокий КПД гребного винта на тяжелом
водоизмещающем катере при использовании высокооборотных подвесных
моторов или автомобильных двигателей. Гребной винт в этом случае
работает с большим скольжением и не развивает необходимый упор.
В случаях, когда диаметр винта ограничен, повысить КПД и упор можно,
применив кольцевую профилированную насадку. Благодаря сужению в насадке
потока воды, натекающего на лопасти, увеличивается его скорость, что
равносильно переходу на большие скорости движения, на которых винт
работает более эффективно. Вследствие малого зазора между поверхностью
насадки и концами лопастей уменьшается перетекание жидкости через край
лопасти, что также несколько повышает КПД винта
Очевидно, что применение комплекса винт-насадка сопровождается
повышением пропульсивных качеств судна до тех пор, пока потери мощности
на преодоление сопротивления насадки не превысят увеличение КПД винта,
достигнутое с ее помощью.
Для оценки эффективности насадки при различных режимах работы гребного
винта можно воспользоваться диаграммой рис. 88. По ней можно установить,
на сколько увеличится - КПД комплекса винт-насадка по сравнению с
открытым винтом. Кривые построены для оптимального диаметра винта в
зависимости от коэффициента Кп, вычисляемого по заданным значениям
скорости, частоты вращения винта и мощности:
Рис. 89. Размеры и
профиль насадки.
Рекомендуемые относительные размеры и профиль насадки на гребной винт
и шаг для обоих случаев, т. е. для винта без насадки и с насадкой. Если
речь идет об уже эксплуатируемом катере, это дает возможность сравнить
существующий гребной винт с элементами винта, имеющего оптимальный
диаметр.
Применением насадки удается повысить скорость катера на 5- 6% (и даже до
25%, если речь идет о тихоходной лодке и двигателе с большой частотой
вращения). Но этот эффект может быть получен только на водоизмещающих
судах, где гребной винт должен развивать большой упор при малой (10-20
км/ч) скорости. На быстроходных катерах насадка не только бесполезна, но
и вредна: с увеличением скорости винт становится менее нагруженным, а
сопротивление насадки быстро возрастает.
Длина насадки принимается обычно в пределах I = (0,50-Л-0,70) D, где D -
диаметр винта.
Рис. 90. Насадка на винте подвесного мотора.
Рекомендуемые размеры насадок я винтов для
подвесных моторов, мч
Винт располагается в минимальном сечении, которое отстоит на
Л(0,35-0,40) L от входящей кромки насадки. Рекомендуемые размеры и
ординаты профиля насадки показаны на рис. 89. Наибольшая толщина профиля
насадки 6 должна быть равна примерно 10-15% ее длины.
Кроме того, насадка защищает гребной винт от ударов, а при плавании на
волне не дает ему обнажаться.
Иногда направляющие насадки поворачиваются относительно вертикальной
оси, тогда они выполняют еще и роль руля.
Применение насадок целесообразно и на подвесных моторах, устанавливаемых
на тихоходных судах водоизмещающего типа. Использовав в этом случае
профилированную направляющую насадку (рис. 90), можно без существенных
переделок повысить эффективность штатного гребного винта. На скоростях
до 20 км/ч предельная тяга винта в насадке значительно возрастает, а
частота вращения его повышается, приближаясь к номинальной; мотор
начинает работать спокойнее, полнее отдает мощность, меньше расходует
горючего. Устанавливать насадку на 20-25-сильном моторе целесообразно на
лодке водоизмещением более 700 кг (например, на катерах, переделанных из
военно-морских ялов); на моторах мощностью 8-12 л. с. - при
водоизмещении судна более 400 кг. Размеры насадок и гребных винтов для
подвесных моторов приведены в таблице к рис. 90.
Насадку можно выточить из предварительно согнутой алюминиевой обечайки
или выклеить из стеклопластика на болване. На готовой насадке срезают "лыску"
для крепления к антикавитационной плите мотора, делают вырезы по профилю
корпуса редуктора мотора. Насадку закрепляют с помощью винтов к
антикавитационной плите и шпоре мотора.
