На что влияет диаметр гребного винта
На что влияет диаметр гребного винта
Не существует универсального лодочного винта, подходящего под все типы корпусов лодок, но есть способ, нахождения что вам нужно. Как правило, правильно подобранный винт позволяет достичь вашему лодочному мотору максимальное количество оборотов при полностью открытой заслонке дросселя, без недобора и превышения их. Например, если ваш подвесной двигатель имеет максимальные обороты 5000-6000 об./мин., вам нужен винт, который попадет в диапазон между 5700 и 6000 об/мин. при средней нагрузки в судне.
Обязательно учитывайте такие переменные, как запас топлива, число пассажиров и вес всего оборудования с учетом якоря, цепи, аккумулятора и так далее.
Как изменяются обороты от шага винта
Правильный подобранный винт позволить вашему двигателю достичь максимальных оборотов заданных производителем мотора. Каждый дюйм шага равен приблизительно 150 +/- 50 об/мин.
Диаметр
Диаметр лодочного винта
Количество лопастей
Кол-во лопастей лодочного винта
Трех-лопастные винты наиболее распространенные и популярные, так как имеют наивысшую скорость и слаженную работу. Четырех-лопастные имеют более быстрое ускорение, лучшую тягу, плавную работу, но меньшую максимальную скорость, по сравнению с 3-х лопастным, также на 4-х лопастном можно достичь экономии топлива в крейсерском режиме.
Площадь межлопастной поверхности
Межлопастная поверхность в гребно лодочном винте
Площадь межлопастной поверхности относится к общей поверхности лопасти винта. Чем больше данной площади, тем лучше упор, ускорение. Но также может создать избыточное сопротивление на двигатель и ограничить его обороты. Недостаточная межлопастная поверхность грозит кавитацией и недостаточной тягой.
Геометрия лопастей
Геометрия лопастей в лодочном винте
Загиб кромки лопасти
Загиб кромки в лодочном винте
Угол увода лопастей
Угол увода лопасти гребного винта
Угол увода лопасти – это угол поворота кромки лопасти относительно основания. Угол увода позволяет изменять ход и подъем вашего катера, а также обеспечивать отличную устойчивость при волнении и при высокой установке мотора. Угол увода выражается в градусах. Высокий угол лучше подходит для скоростного применения, особенно при высокой установке двигателя, где есть риск проскальзывания и кавитации. Помогает поднять нос судна и уменьшить смачиваемую поверхность. Однако, для некоторых легких и быстрых катеров слишком большой увод лопасти может способствовать их меньшей стабильности на воде, в этом случае лучше выбрать гребной винт с меньшим уводом лопасти. Низкий угол вызывает меньшую нагрузку на двигатель. Помогает удержать нос лодки в низу. Является более распространенном и универсальным.
Передаточное число
Передаточное число в лодочно моторе
Вентиляция
Увод воздуха или выхлопных газов в гребном винте
Кавитация
Кавитация в гребном винте
Кавитацию гребного винта обычно рассматривают как явление вскипания воды в потоке, вызванном винтом, при снижении местных давлений до давления насыщенных паров. Давление понижается настолько, что вода, обтекающая лопасть, вскипает, выделяя пузырьки пара. Пузырьки, лопаясь, создают огромное местное давление, отчего поверхность лопастей выкрашивается и повреждается. Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти, несмотря на дальнейшее повышение числа оборотов; гребной винт при этом издает специфический шум, на корпус передается вибрация, лодка движется скачками. Кавитацию часто путают с вентиляцией.
Проскальзывание
«Проскальзывания» в гребно лодочном винте
Быстрый старт
Быстрое старт, когда лодка из «состояния покоя» (стоит на месте или медленно передвигаться) за короткое время резко ускоряется и достигает режима глиссирования с максимальной рассчитанной для лодки скорости.
Это достигается когда винт подобран правильно по отношению к лодке и к мотору и они оба работают вместе.
Как подобрать правильный винт к мотору
Прежде всего, нужно понимать, где лодка будет ходить, в каких активностях участвовать и с какой загрузкой передвигаться. Если нужна скорость и маневренность, то подбираем винт увеличенного шага и меньшего диаметра. Для буксировщиков, когда нужна хорошая тяга, отдаем предпочтение винтам большего диаметра — как колесам с более широкой резиной. Диаметр и шаг — два показателя, которые необходимо сбалансировать, подбирая наиболее оптимальный винт под необходимые вам условия. Кроме того, винты отличаются количеством и формой лопастей, материалом, из которого изготавливаются, диаметром ступицы, разной шлицевой посадкой. Чтобы использовать винт для разных моторов, делают съемную втулку, а вот если вы подбираете несколько винтов под один мотор, то диаметр ступицы и количество шлицов должно совпадать.
Основные показатели нанесены маркировкой на каждый винт. Более подробные значения, например, 3×10–3/8×11 R, поясняют количество лопастей (3), диаметр винта (10 3/8), шаг (11) и правостороннее движение (R). Некоторые производители указывают тип винтов и ступицы. Но главное — определить диаметр и шаг. Если на самом винте заводская маркировка вроде такой — 323-101-14, то полная расшифровка обязательно будет в прилагаемой инструкции.
Материал: нет хороших и плохих, есть подходящий именно вам
При выборе материала нужно взвесить все за и против, понимая, где и как будет эксплуатироваться искомый винт. Как правило, выбор встает между алюминиевым и стальным винтами. Но на рынке также имеют место менее популярные пластиковые, а также производные из различных сплавов и соединений.
Алюминий
Сталь
Поэтому, если вы любите погонять и радеете за скорость, ускорение и эффективность, если ваш маршрут — это знакомый фарватер и хорошая глубина, стальной винт оправдает все надежды. Не боящийся коррозии, он также будет идеален для гуляющих по морю. Если же риск наткнуться на подводную неприятность велик, а показатели скорости в несколько километров в час — всего лишь личные амбиции, алюминиевый винт будет более разумным решением. Все-таки винт — это, хоть и дорогой, но расходник. И всегда, имея на борту запасной вариант с ремкомплектом, несложно самостоятельно заменить внезапно сломавшееся устройство. Это дешевле, проще и быстрее, чем ремонт редуктора. Главное, не забудьте при замене смазать вал и убедиться в наличии сетки.
Размер имеет значение
Количество лопастей
Определившись с материалом, необходимо решить, какое количество лопастей станет для вас наиболее оптимальным. Это напрямую влияет на эффективность и плавность хода. Чем больше лопастей, тем меньше скорость, меньше вибрация и больше тяга.
Двухлопастные винты используются очень редко. Их область применения — это, как правило, болотоходы и электромоторы. Самые распространенные и оптимальные по своим свойствам — трехлопастные винты.
По мере увеличения площади упора увеличивается и площадь действия толкающих сил, и трение. Если нужна скорость налегке — выбирайте три лопасти. Это обеспечит вам высокий КПД, максимальную скорость и шанс, что, воткнувшись в песок, винт ляжет на две продольные лопасти, а третья будет торчать сверху, без повреждений.
Четырехлопастной винт считается грузовым, от него не стоит ждать максимальной скорости. Но зато более быстрый старт и уменьшение скорости выхода на глиссер вам обеспечены — и это хороший бонус для увлекающихся водными видами спорта. Очень важный момент, который часто становится решающим — большая площадь лопастей сэкономит расход топлива на крейсерском ходу. Благодаря четному числу расположенных друг напротив друга лопастей вибронагрузка снижается и ход лодки становится более плавным. Все эти плюсы актуальны, пока вы используете двигательную установку на 70–80% от полной мощности. Стоит достичь максимальной скорости — и четырехлопастной винт теряет все свои преимущества. Поэтому важно понимать, какую из ваших целей можно назвать первоочередной. Если вы — тягач, если вам не важна скорость и экономия топлива для вас — решающий фактор, то четыре лопасти в помощь. В остальных случаях лучше взять скоростной трехлопастной винт.
Диаметр винта
Также переменным значением является диаметр винта, измеряемый по внешнему краю лопастей. Чем больше диаметр — и, соответственно, площадь — тем выше тяговые свойства мотора, тем — как следствие — ниже скорость.
Самые часто встречающиеся: «круглое ухо» и эллипс, обеспечивающие оптимальное соотношение тяги и скорости. Для скоростных судов обычно ставят лопасти, сужающиеся к кончикам — такое строение уменьшает трение и увеличивает скорость перемещения легких судов. Для движения в заросших водоемах идеально подойдут косые винты, лопасти которых закручены по направлению движения и не имеют привычки накручивать водоросли.
Выше скорость — больше шаг
Самый важный показатель, который часто приходится подбирать опытным путем — шаг винта. Это расстояние в дюймах, которое проходит лодка за полный оборот винта в 360 градусов. Поменяв шаг винта на одну единицу, мы получим разницу в 150–200 оборотов двигателя в ту или иную сторону. При изменении шага винта действует простое правило: больше шаг — выше скорость, меньше шаг — больше груза. Несмотря на кажущуюся простоту, очень важно подбирать винт под конкретный мотор, конкретную лодку и среднюю планируемую загрузку, так как и размер, и вес — имеют значение. Задача состоит в том, чтобы у загруженной лодки на полном газу максимальные обороты двигателя стремились к значениям, рекомендованным в мануалах производителя мотора.
Чтобы подобрать шаг винта опытным путем, необходим обычный тахометр и загруженная под обычную эксплуатацию, прошедшая двенадцатичасовую обкатку лодка. Представим, что рабочий режим работы двигателя, установленного на лодку, составляет 5800–6000 об/мин. Выводим загруженную лодку на максимальные обороты и смотрим показания тахометра. Если значение выше диапазона работы двигателя — значит, винт перекручивает и на мотор идет повышенная нагрузка. Необходимо занизить обороты, повысив шаг из расчета 1 шаг — 200 оборотов.
Если обороты достигают 6000 — значит, увеличилась максимальная скорость, это лучший выход на глиссирование, мотор работает ровно — винт подобран оптимально.
Если тахометр показывает 5700–5800 — максимальная скорость увеличится еще на несколько показателей, но выход на глиссирование станет более затяжным, а работа мотора будет ощущаться с натягом. Но если избавиться от груза в виде пары-тройки человек, то показатели сразу войдут в оптимальную норму.
Сильно заниженные обороты — 5400 и ниже — говорят о слишком тяжелом винте: упадет максимальная скорость, выход на глиссер станет сильно затруднителен, повысится расход топлива и нагрузка на двигатель. Обороты повышаются посредством уменьшения шага винта. При этом значения разных винтов одного и того же диаметра и шага будут отличаться. Например, обороты четырехлопастного винта за счет большого упора будут на 100 единиц меньше, чем трехлопастного — аналогичного размера. А если мы поменяем алюминиевый винт на стальной, то значение шага у второго должно быть ниже на единицу.
Если шаг подобран правильно, вы получите хорошее значение максимальной скорости, быстрый выход на глиссер, а также убережете двигатель от чрезмерного износа, а себя — от лишних хлопот. Для тех, кто любит разнообразие и эксперименты, ходит с разной загрузкой лодки и меняет цели путешествия от буксировки лыжника до спокойной рыбалки и перевозки тяжелых грузов с режимом экономии топлива, стоит иметь на борту сменный винт с ремкомплектом, предназначенным для решения разных задач.
Либо подобрать винт с переменным, изменяемым шагом, что, безусловно, дороже, но менее хлопотно и позволяет менять характеристики винта в зависимости от условий. Шаг винта меняется простым движением руки — вращением кнопки, расположенной непосредственно на винте.
Выбор производителя остается за личными предпочтениями. Но если вы решили сэкономить на неоригинальном китайском винте, обязательно обратите внимание на края лопасти (они могут быть изначально кривыми), размер ступицы с одной и другой стороны, толщину лопасти (чем толще, тем хуже работает). Так же маркировка может отличаться от действительности, то есть — не удивляйтесь, если вдруг, купив винт на шаг больше, вы не получите необходимого снижения оборотов.
Выбор винта — важный аспект будущей качественной эксплуатации судна, поэтому подходить к процессу лучше со всем вниманием и заботой о двигателе. Правильно подобранный винт позволит получить оптимальные ходовые показатели, сэкономить бензин и главное — продлить срок службы мотора. Поэтому лучше не экономить ни на времени, ни на средствах. Дешевле выйдет.
Выбор гребного винта
Мы постараемся получить сегодня исчерпывающие ответы на эти и другие вопросы:
Для чего нужно подбирать гребной винт?
Разновидности гребных винтов
Маркировка винтов
Наносится на ступицу или лопасти, используются дюймовые размеры.
Обычно выглядит следующим образом:
11 ¼ х 15 – G – такую маркировку наносит на свой винт Ямаха.
Первое число обозначает диаметр лопастей, второе число – шаг винта.
Некоторые производители добавляют в маркировку количество лопастей и направление вращение винта, например:
Если на винт нанесен только номер по каталогу, например, 3231-100-15, то расшифровка пишется на упаковке:
Расчет гребного винта
Для точного расчета необходимо знать:
Наша задача – научиться рассчитывать с приемлемой точностью требуемые параметры алюминиевого винта под имеющуюся глиссирующую моторную лодку, располагая минимумом информации.
Для этого нам понадобятся следующие данные:
Для расчета шага скоростного винта используем соотношение:
H = 750V/n, где V – скорость в км/ч, n – число оборотов гребного вала.
В качестве примера приведём расчеты для килеватого глиссирующего корпуса длиной 17 футов с подвесным мотором Suzuki DF90ATL.
Штатный винт имеет размерность 3 х 13 ¾ х 19, то есть достаточно близко к вычисленному. Его оставляем для движения с полной загрузкой и буксировки лыжника. В качестве скоростного приобретаем 21 шаг.
Поскольку обычно шаг и диаметр винта взаимосвязаны, в рамках одного шага предлагается не более двух – трёх различных диаметров винтов. Поэтому будем руководствоваться следующим правилом: если у нас мотор максимально разрешенной мощности, выбираем больший диаметр, если средней или минимальной – то меньший.
Для точного подбора винта следует взять под залог в магазине несколько винтов с шагом, близким к расчетному. После этого необходимо произвести замеры скорости лодки и оборотов двигателя. Следует заметить, что в некоторых регионах крупные продавцы водно-моторной техники периодически проводят фестивали винтов, где любой желающий может попробовать приглянувшийся винт, а также получить консультацию специалистов.
Выбор оптимального винта
Говоря про соответствие винта мотору и корпусу, можно провести определённую градацию.
Количество лопастей также влияет на ходовые качества комплекта. Наибольшее распространение получили трехлопастные винты, реже встречаются с четырьмя лопастями. Двухлопастные и пятилопастные в повседневной эксплуатации практически не применяются.
В общем случае можно сказать, что четырехлопастной винт будет более грузовым, чем трехлопастной за счёт большего дискового отношения. Обычно его выбирают, когда нужна большая тяга, а поставить винт увеличенного диаметра не позволяет конструкция редуктора.
Сегодня мы пригласили эксперта, который ответит на наиболее частые вопросы читателей, касающиеся гребных винтов.
—Как проще проверить, насколько подходит к катеру имеющийся винт?
-Нужно замерить обороты в «полный газ» с максимальной и минимальной загрузкой. Обороты должны находиться в пределах, рекомендованных изготовителем. Если мотор «недобирает» оборотов – поставьте винт с меньшим шагом, если происходит «перекрут», то есть превышение оборотов – то шаг требуется увеличить.
—Сколько лопастей лучше – 3 или 4?
-Смотря что требуется от лодки. Если нужна устойчивая минимальная скорость глиссирования, грузоподъемность, больший упор – то 4 лопасти имеют определенные преимущества. Если важнее скорость налегке – то выбираем винт с тремя лопастями.
Следует иметь в виду, что за счет большего упора обороты четырехлопастного винта будут приблизительно на 100 меньше, чем трехлопастного аналогичного диаметра и шага.
—Какой винт лучше – алюминиевый или стальной?
-Опять же, что важнее для пользователя. Если нужна максимальная скорость, возможность максимального увеличения ходового дифферента тримом без возникновения подхвата воздуха, то стальной винт предпочтительнее. Но он сильнее нагружает редуктор за счет большей массы и стоит гораздо дороже.
Для повседневной эксплуатации вполне подходит алюминиевый винт. Относительно недорогой, он обладает весьма достойными гидродинамическими характеристиками, к тому же при ударе о подводное препятствие меньше вероятность повреждения вертикального и гребного валов, а также деталей редуктора за счет более хрупких лопастей.
Если же вы решите провести эксперимент со стальным винтом, следует иметь в виду, что стальной винт нужно брать с шагом на 1″ меньше, чем алюминиевый.
—При выходе на глисс такое ощущение, что «буксует сцепление» Как с этим бороться? Винт с виду целый.
-Возможно, провернулся демпфер, находящийся между втулкой и ступицей. Попробуйте установить другой винт – ситуация должна измениться.
-Как продлить срок службы винта?
-Обязательно ли использовать оригинальный винт?
-Нужно понимать, что многие оригинальные винты сделаны на тех же предприятиях, что и «неоригинал». Существует ряд проверенных производителей, выпускающих качественную замену оригиналу при более низкой цене. Поэтому говорить о необходимости использования именно оригинальных винтов некорректно.
К сожалению, формат статьи не позволяет максимально подробно рассмотреть все нюансы подбора винта, но основные вопросы мы рассмотрели, и теперь при необходимости можем подобрать наиболее подходящий винт для моторной лодки или катера. Тем, кто заинтересовался темой и хочет изучить теорию гребных винтов, можно порекомендовать труды Х. Баадера, Л.Л. Хейфеца, В.В. Вейнберга, а также книгу «Гребные винты. Современные методы расчета» В. Бавина и др.
Что надо знать о гребном винте?
Рисунок 1. Схема сил и скоростей на лопасти винта (правого вращения)
Упор в большой степени зависит от угла атаки α профиля лопасти. Оптимальное значение α, для быстроходных катерных винтов 4-8°. Если α больше оптимальной величины, то мощность двигателя непроизводительно затрачивается на преодоление большого крутящего момента; если же угол атаки мал, подъемная сила и, следовательно, упор Р будут невелики, мощность двигателя окажется недоиспользованной.
На схеме, иллюстрирующей характер взаимодействия лопасти и воды, α можно представить как угол между направлением вектора скорости набегающего на лопасть потока W и нагнетающей поверхностью. Вектор скорости потока W образован геометрическим сложением векторов скорости поступательного перемещения va винта вместе с судном и скорости вращения vr, т. е. скорости перемещения лопасти в плоскости, перпендикулярной оси винта.
Так как сторона va в треугольнике рассматриваемых скоростей остается постоянной, то по мере удаления сечения лопасти от центра необходимо разворачивать лопасти под большим углом к оси винта, чтобы α сохранял оптимальную неличину, т. е. оставался одинаковым для всех сечений. Таким образом, получается винтовая поверхность с постоянным шагом Н. Напомним, что шагом винта называется перемещение любой точки лопасти вдоль оси за один полный оборот винта.
Рисунок 2. Винтовая поверхность лопасти (а) и шаговые угольники (б)
Гребной винт на «Вихре» имеет шаг Н=0.3 м и частоту вращения n=2800/60=46.7 об/с. Теоретическая скорость винта:
Таким образом, мы получаем разность
Эта величина, называемая скольжением, и обуславливает работу лопасти винта под углом атаки α к потоку воды, имеющему скорость W. Отношение скольжения к теоретической скорости винта в процентах называется относительным скольжением. В нашем примере оно равно
| s= | H*n-va | = | 2.9 | =0.207=20.7%. |
| H*n | 14 |
Максимальной величины (100%) скольжение достигает при работе винта на судне, пришвартованном к берегу. Наименьшее скольжение (8-15%) имеют винты легких гоночных мотолодок на полном ходу; у винтов глиссирующих прогулочных мотолодок и катеров скольжение достигает 15-25%, у тяжелых водоизмещающих катеров 20-40%, а у парусных яхт, имеющих вспомогательный двигатель, 50-70%.
Рисунок 3. Соотношение скорости лодки и осевой скорости винта.
Коэффициент полезного действия. Эффективность работы гребного винта оценивается величиной его КПД, т. е. отношения полезно используемой мощности к затрачиваемой мощности двигателя. Полезная мощность или ежесекундное количество работы, используемой непосредственно для движения судна вперед, равно произведению сопротивления воды R движению судна на его скорость V (Nп=RV кгсм/с).
Мощность, затрачиваемую на вращение гребного винта, можно выразить в виде зависимости Nз от крутящего момента М и частоты вращения n
Следовательно, КПД можно вычислить следующим образом:
В свою очередь и корпус судна, образуя попутный поток, уменьшает скорость потока воды, натекающей на гребной винт. Это учитывает коэффициент попутного потока w:
Значения w нетрудно определить по данным, приведенным выше.
Таким образом, полезная мощность с учетом взаимовлияния корпуса и винта равна
| Nп=Pe*(1-t)* | va | кгсм/с, |
| 1-w |
а общий пропульсивный КПД комплекса судно-двигатель-гребной винт вычисляется по формуле:
| η= | Nп | = | Pe*va | * | 1-t | *ηM=ηp*ηk*ηM |
| Na | 2π*n*M | 1-w |
Максимальная величина КПД гребного винта может достигать 70-80%, однако на практике довольно трудно выбрать оптимальные величины основных параметров, от которых зависит КПД: диаметра и частоты вращения. Поэтому на малых судах КПД реальных винтов может оказаться много ниже, составлять всего 45%.
Максимальной эффективности гребной винт достигает при относительном скольжении 10-30%. При увеличении скольжения КПД быстро падает; при работе винта в швартовном режиме он становится равным нулю. Подобным же образом КПД уменьшается до нуля, когда вследствие больших оборотов при малом шаге упор винта равен нулю.
Коэффициент влияния корпуса нередко оказывается больше единицы (1.1-1.15), а потери в валопроводе оцениваются величиной ηM=0.9÷0.95.
Диаметр и шаг винта. Элементы гребного винта для конкретного судна можно рассчитать, лишь располагая 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. Для предварительного определения диаметра винта можно воспользоваться формулой
| D= | 4 | 4 √ | N | =M, |
| √n | 102va |
Диаметр гребных винтов, полученный как по приближенной формуле, так и с помощью точных расчетов, обычно увеличивают примерно на 5% с тем, чтобы получить заведомо тяжелый винт и добиться его согласованности с двигателем при последующих испытаниях судна. Для «облегчения» винта его постепенно подрезают по диаметру до получения номинальных оборотов двигателя при расчетной скорости.
Шаг винта можно ориентировочно определить, зная величину относительного скольжения s для данного типа судна и ожидаемую скорость лодки:
Легкий или тяжелый гребной винт. Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых зависит степень использования мощности двигателя, а следовательно, и возможность достижения наибольшей скорости хода судна.
Рисунок 4. Внешняя и винтовая характеристики мотора «Вихрь».
Наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), и упор и потребный крутящий момент будут меньше, поэтому двнгатель 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 опасно большим износом деталей. При этом надо подчеркнуть, что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт называется гидродинамически легким.
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.
Рисунок 5. Зависимость скорости мотолодки «Крым» от нагрузки и шага гребного винта мотора «Вихрь» мощностью 14.8 кВт (20 л.с.)
Рисунок 6. Построение шаговых угольников (а) и кривые изменения кромчатого шага лопасти (б).
| r/R | r, мм | h, мм | Hср=0.264м | Hср=0.240м | ||
| l | L | l | L | |||
| 0.3 | 36 | 62.5 | 59 | 75.2 | 65.5 | 82.5 |
| 0.5 | 60 | 57.4 | 83.5 | 119 | 92 | 129.5 |
| 0.7 | 84 | 52.3 | 105 | 144.5 | 115 | 154.5 |
| 0.9 | 108 | 47.2 | 119.5 | 142 | 131.5 | 165 |
| 1.0 | 120 | 44.5 | 124 | — | 139.5 | — |
Численные рекомендации для наиболее популярных моторов мощностью 14-18 кВт (20-25 л.с.) могут быть следующие. Штатные винты, имеющие H=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 H на 8-12%.
На более тяжелых глиссирующих корпусах, на лодках, 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.
При установке подвесного мотора на тихоходной водоизмещающей шлюпке рекомендуется применять трех- и четырех лопастные винты с соотношением H/D не менее 0.7; при этом ширину лопасти и профиль ее поперечного сечения сохраняют такими же, как и на штатном винте мотора.
При замене согласованного с корпусом и двигателем гребного винта другим, с близкими величинами D и H (расхождение должно быть не более 10%), требуется, чтобы сумма этих величин для старого и нового винтов была равна.
Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти, несмотря на дальнейшее повышение частоты вращения. Гребной винт при этом издает специфический шум, иа корпус передается вибрация, лодка движется скачками.
Упор, развиваемый гребным винтом, практически не зависит от площади лопастей. Наоборот, с увеличением этой площади возрастает трение о воду, и на преодоление этого трения дополнительно расходуется мощность двигателя. С другой стороны, надо учесть, что при том же упоре на широких лопастях разрежение па засасывающей стороне меньше, чем на узких. Следовательно, широколопастной винт нужен там, где возможна кавитация <т. е. на быстроходных катерах и при большой частоте вращения гребного вала).
В качестве характеристики винта принимается рабочая, или спрямленная, площадь лопастей. При ее вычислении принимается ширина лопасти, замеренная на нагнетающей поверхности по длине дуги окружности на данном радиусе, проведенном из центра винта. В характеристике винта указывается обычно не сама спрямленная площадь лопастей А, а ее отношение к площади Ad сплошного диска такого же, как винт, диаметра, т. е. A/Ad. На винтах заводского изготовления величина дискового отношения выбита на ступице.
Для винтов, работающих в докавитационном режиме, дисковое отношение принимают в пределах 0.3-0.6. У сильно нагруженных винтов на быстроходных катерах с мощными высокосборотнымн двигателями A/Ad увеличивается до 0.6-1.1. Большое дисковое отношение необходимо и при изготовлении винтов из материалов с низкой прочностью, например, из силумина или стеклопластика. В этом случае предпочтительнее сделать лопасти шире, чем увеличить их толщину.
Наибольшее распространение среди винтов малых судов получил сегментный плоско-выпуклый профиль. Лопасти винтов быстроходных мотолодок и катеров, рассчитанных на скорость свыше 40 км/ч, приходится выполнять возможно более тонкими с тем, чтобы предотвратить кавитацию. Для повышения эффективности в этих случаях целесообразен выпукло-вогнутый профиль («луночка»). Стрелка вогнутости профиля принимается равной около 2% хорды сечения, а относительная толщина сегментного профиля (отношение толщины t к хорде b на расчетном радиусе винта, равном 0.6R) принимается обычно в пределах t/b=0.04÷0.10. Ординаты профилей лопастей некавитирующих винтов приведены в таблице 2.
