Приобретение современного мощного мотора для лодки — не гарантия того, что на воде потенциал скрытых под капотом «лошадей» реализует себя в полную силу. Максимально эффективным комплект «судно + двигатель и поставленная цель (задача)» сделает грамотный подбор гребного винта. Как же выбрать оптимальную модель, которая позволит взять от мотора максимум и сохранить его моторесурс? На какие параметры ориентироваться? О чём спрашивать продавцов?
Ключевые характеристики гребного винта
Поскольку лодочные двигатели выпускают в большом разнообразии (производители, модели, мощность, типы), то и винты для них требуются не одинаковые. Гребные винты различают по шагу, диаметру, количеству лопастей, материалу, конструкции и диаметру ступицы и иным параметрам.
Конструкция и принцип работы винта
Основа работы винта — преобразование вращения гребного вала в силу, заставляющую судно перемещаться. Поэтому винт ещё называют движителем.
Прежде чем углубляться в тонкости выбора, начать следует с базовых параметров, а именно посадки на вал.
Тест скорости Tohatsu 9.8 2Т на лодке GROT 3.30м С/БЕЗ защиты винта
Существует два варианта соединения: шпоночное (на моторах небольшой мощности) или более распространённое шлицевое (у разных производителей количество шлицов гребного вала различаются).
Ступица должна входить по диаметру в обойму гребного вала; данный параметр у всех лодочных моторов тоже неодинаков.
Винт фиксируется на валу гайкой. Отвод отработанных газов в большинстве случаев идёт через ступицу, что повышает КПД. На «подвесниках» малой мощности при посадке гребного винта на шпонку выхлоп производится через отверстие под антикавитационной плитой.
Минимизировать для редуктора последствия ударов, наездов и вибрации помогает резиновая втулка-демпфер, находящаяся в некоторых винтах между ступицей и шлицевым валом. Через неё импульс вращения переносится от двигателя на движитель.
Cъёмная втулка — практичный способ экономно расширить диапазон рабочих режимов судна. Установив сменную втулку, достаточно просто менять лопасти разного шага и диаметра в зависимости от поставленной задачи.
Лопасти. Количество и форма
И количество лопастей, и форма влияют на эксплуатационные характеристики судна. С их увеличением растёт отношение диаметра к площади. Площадь действия сил, толкающих катер или яхту, становится больше, но усиливается также и сопротивление. Чем меньше лопастей, тем оно меньше.
Итак, обычное их количество в случае маломерного флота — 2–5; остальное встречается редко. Наиболее высоким КПД обладают двухлопастные пропеллеры. Однако их почти не используют (трудно обеспечить прочность лопастей): в основном на маломощных вспомогательных двигателях, устаревших моделях либо парусных яхтах. Словом, всюду, где нагрузка на винт минимальна.
Гребные винты с тремя лопастями — оптимальное решение в большинстве случаев, поэтому их устанавливают более чем на половине ПЛМ или двигателей с валолинией. Это обусловлено хорошими характеристиками работы пропеллера на всех оборотах, от малых до высоких.
Четырёхлопастной винт обладает лучшим балансом за счёт расстановки лопастей. Всё работает ровно, меньше проскальзывания, вибраций и больше упора на малых и средних оборотах. Такие винты облегчают и ускоряют выход в режим глиссирования при резком старте. Итак, в этих диапазонах большинство четырёхлопастных гребных винтов показывают результаты лучше, чем модели с тремя лопастями.
Винты с пятью лопастями актуальны для спортивных и гоночных катеров, оснащённых особо мощными двигателями, когда требуется реализовать избыточный потенциал последних.
Таким образом, для «обычной жизни» остаётся выбор: три или четыре, и споры между сторонниками одного и другого варианта бесконечны.
Не существует универсального ответа на вопрос «Какой гребной винт лучше?».
Эффективнее тот, что грамотно подобран для решения определённой задачи, поставленной перед конкретным комплектом.
Каковы основные отличия между данными модификациями? Трёхлопастные винты, как правило, позволяют развить большую скорость на максимальных оборотах, а расход топлива в таком режиме будет меньше.
Зато дальние переходы при крейсерском ходе (до 80% от номинальных оборотов) экономичнее с четырёхлопастным винтом. И при повышении нагрузки (буксировка лыжника или «ватрушки», лишние пассажиры на борту, внезапная волна) обороты не просядут благодаря хорошей «упираемости». Более уравновешенная работа мотора даёт возможность снижения минимальной рабочей частоты вращения, а хороший упор позволит идти в глиссирующем режиме при более низких оборотах.
Форма контура лопасти, как и их количество, также видна невооружённым глазом и тоже значительно влияет на КПД. Может быть симметричной или саблевидной (второй вариант встречается чаще, поскольку такая конструкция за счет более плавного входа в воду меньше подвержена кавитации и отличается меньшей вибрацией). Использование суженных к концам лопастей снижает трение, и это используется для винтов на скоростные суда.
Ловля берша на тюльку зимой
Самое продуктивное соотношение тяги и скорости обеспечивают наиболее распространённые варианты контура: эллипс и «круглое ухо». Существуют многообразные различия и в профилях сечения лопастей.
Чем интенсивнее растут мощности моторов и быстроходность судов,
тем выше требования к особенностям геометрии гребных винтов.
Шаг. «Грузовой» и «скоростной»: в чём ошибка?
Шагом называют расстояние, которое винт за один оборот пройдёт в идеально твёрдой среде. Поскольку вода не даёт пропеллеру жёсткой связи, на практике он проскальзывает. Таким образом, реальный шаг винта всегда меньше теоретического. Коэффициент проскальзывания в разных ситуациях отличается.
Максимальные показатели по этому параметру будут у пришвартованной лодки с работающим ПЛМ; минимальное скольжение — у глиссирующего на максимальной скорости лёгкого судна. По данному параметру определяют пригодность винта к комплекту.
Гидродинамика винта — тема замысловатая, а моделей с универсальным шагом не существует. Даже одному комплекту «лодка + мотор» понадобятся винты с разным шагом. Это позволит обеспечить оптимальную работу двигателя в разных условиях: пустое судно с одним рулевым либо группа пассажиров с грузом. Или буксировка воднолыжника.
Как правило, шаг подбирают таким образом, чтобы мотор при полностью открытой заслонке дросселя попал в рабочий диапазон оборотов (данные прописаны производителем в паспорте и индивидуальны для каждого мотора).
Часто владелец лодки выбирает винт с большим шагом, чтобы получить более высокую скорость. Но реальность эту теорию периодически опровергает. По разным причинам.
Различающаяся конфигурация лопастей двух современных винтов с заявленным шагом в 13” от разных производителей может сделать один экземпляр значительно «тяжелее» в работе, чем другой. Даже незначительное изменение диаметра винта также способно ощутимо повлиять на прирост оборотов. Поэтому любые расчёты и идеи относительно подбора винта требуют методичной проверки на воде.
Некорректно называть винт тяговым или скоростным. Они могут быть более скоростными или грузовыми лишь при сравнении одного с другим и оценке влияния на комбинацию «лодка + ПЛМ». Последних вариантов множество. И конкретный экземпляр винта на одном комплекте покажет себя более грузовым, а на другом — более скоростным.
Диаметр
В маркировке, нанесенной на винт, — это вторая единица параметров, требующая особого внимания и определяющая размеры гребного винта. Измеряется по окружности, описанной кончиками лопастей.
Диаметр зависит от размеров судна; он «в ответе» за упор, приёмистость мотора и коэффициент проскальзывания в воде. При сравнении винтов одинакового шага образец большего диаметра предотвращает проскальзывание под нагрузкой, даёт лучший упор и сильнее грузит двигатель.
Если говорить о соотношении шага и диаметра: на винтах «средней линии» чаще всего зависимость обратная — выше шаг, меньше диаметр. Но это обычно не касается пропеллеров «крайних размеров»: совсем миниатюрных или очень больших.
Современные модели для моторов большой мощности отличаются заметным отгибом выходящей кромки (интерцептором). Это работает так же, как закрылок самолётного крыла, только в воде: препятствует потере упора, позволяют уменьшить проскальзывание и в итоге увеличивает КПД. Кромка усиливает способность гребного винта захватывать жидкость. Особенно актуальна такая конструкция движителя для судов с большим углом ходового дифферента.
Для сравнения: аналогичные алюминиевые лопасти со слабо выраженным интерцептором или без такового будут просто резать воду без упора, а мотор с рёвом уйдет в «перекрут». Они имеют меньший отклик на действия судоводителя. К примеру, он немного прибавит газа, тахометр покажет рост оборотов, а скорость останется прежней. Или вырастет, но с задержкой: винт сначала будет буксовать.
Сталь или алюминий: что выбирать?
…Он постоянно упирается, толкая судно вперёд. Его подтачивают коррозия из-за непрерывного воздействия воды и кавитационная эрозия. Песок и камешки на мелководье работают как абразив. И это ещё если повезёт не столкнуться с препятствием!
Гребной винт с учётом требований производства и ремонтопригодности должен быть прочным, пластичным и стойко переносить вышеописанные трудности.
Этим требованиям вполне соответствуют алюминиевые сплавы разных составов, поэтому винты из них наиболее распространены.
Тест рыбака по знаниям в зимней рыбалке. 10 вопросов
Нержавеющая сталь также хороша для изготовления гребных винтов. На третьем месте — изделия из сплавов цветных металлов (многокомпонентная бронза и комбинации с алюминием).
Благодаря развитию химии для изготовления современных моделей применяют и композитные материалы. Их существенные характеристики таковы: невысокая стоимость, низкий КПД «благодаря» толстому профилю лопастей, ремонтонепригодность. Зато они абсолютно устойчивы к коррозии.
Основные преимущества винтов из мягких алюминиевых сплавов: бюджетная стоимость и мягкость. При контакте с подводным препятствием они страдают, зато ценой своей «жизни» спасают куда более дорогостоящий редуктор.
Преимущество сплавов алюминия с магнием, кремнием, марганцем и титаном — в том, что их легко отливать и обрабатывать, но невысокая прочность вынуждает делать лопасти толще. Как тупым ножом труднее резать продукты, так и мотору сложнее вращать такую модификацию. Однако у всего есть свои плюсы. На абразивном фарватере винты из мягкосплавного состава «ходят» дольше, и сторонники гаражного ремонта ценят их за возможность самостоятельно выправить после небольших столкновений с камнями или бревнами.
Некоторым компромиссом станет выбор очень твёрдого сплава алюминия. В литье и обработке он сложнее, но качества материала позволяют уменьшить толщину лопастей. Рабочие обороты вырастут, так как двигателю проще и легче «крутить» такой винт. Но твёрдость вкупе с хрупкостью тонких лопастей делает его расходным узлом. Последствия наезда на камень или вылета на мель суровы: лопасти выкрашиваются крупными кусками или просто выламываются…
Модели из нержавейки превосходят алюминиевые по всем статьям. Конечно, такой винт «быстрым» делает не сталь, а особенности конструкции, основанные на характеристиках материала.
Они лучше держат геометрию, в целом более сбалансированы; металл крепче и твёрже, за счет чего лопасти можно делать тоньше, а угол их наклона — больше. Потери на трение уменьшаются благодаря высокой чистоте обработки поверхности и точности профилировки. В целом это даёт наилучшие гидродинамические характеристики.
Правда, иногда «излишняя» прочность невыгодна. В момент встречи мотора с подводным препятствием винт, несмотря на демпфер, выстоит и передаст импульс удара на более слабые узлы: корпус, вал, редуктор, шестерни.
А ключевой сдерживающий фактор при выборе материала — стоимость.
Методика подбора лодочного винта
Вопрос краеугольный: зачем его менять? Обычно производитель мотора устанавливает на него некий винт. Задача судовладельца — понять: требуется ли замена в принципе? Что конкретно не устраивает в работе имеющегося? Позволит ли новый винт улучшить показатели?
Без тахометра на эти вопросы не ответить, оптимальный гребной винт не подобрать.
Измеряем количество оборотов, делаем расчёты и выводы
Первый шаг к новому винту — измерить характеристики его предшественника, поставляемого с завода. После того, как сняты показания тахометра на данном комплекте «судно + мотор», следуют предварительные выводы: какие шаг, диаметр, форма лопастей подойдут для конкретных катера или лодки. Не помешают и промежуточные измерения (скорость, количество оборотов) с момента выхода в глиссирующий режим и далее, до момента, когда двигатель раскрутится до максимума. С интервалом каждую тысячу оборотов.
Как анализировать полученные данные? «Недокрут», когда ПЛМ не развивает рекомендуемые максимальные обороты, характерен для тяжёлых лодок с небольшим движком или использовании винта с излишне большим шагом. Его называют гидродинамически тяжелым (к его физической массе это не относится). «Недокрут» чреват повышенными нагрузками на все узлы и невозможностью реализовать потенциал двигателя.
«Перекрут» (переход за предельно допустимое количество оборотов — мотор идёт «вразнос») не менее вреден для двигателя, эксплуатация в режимах работы выше расчётных противопоказана. «Лёгкий» гребной винт нехорош даже на средних оборотах. Повышенный расход топлива и низкая скорость увеличивают время пути и снижают моторесурс.
Изменение шага винта в большую сторону на один уменьшает количество оборотов в минуту на 200-300. И наоборот.
· «перекрут» и «недокрут» на максимальном газе снижают моторесурс и КПД двигателя
· шаг больше — обороты ниже; шаг меньше — обороты выше (изменение на 1 дюйм — изменение примерно на 200–300 об/мин).
Кроме шага, меняется и диаметр, причём его влияние на количество оборотов очень заметно: полдюйма туда или сюда «дадут» 400-500 об/мин. Увеличение убавляет количество оборотов, уменьшение повышает.
Tail Dancer на судака
Если же судно развивает оптимальную скорость, при этом мотор нормально развивает максимальные обороты и не перекручивает на открытой дроссельной заслонке, — можно делать вывод: винт подобран верно. КПД достаточно высок, потенциал комплекта реализован полностью. Следовательно, данный винт в замене не нуждается.
Испытания. Ожидания и реальность
Подбирая винт, каждый судовладелец преследует конкретную цель. Это может быть высокая крейсерская скорость либо уверенное движение катера при буксировке лыжника и т.п. Скоростные модели имеют более узкое поле применения, а винт меньшего шага может использоваться как запасной или в качестве тягового, когда на борту много груза или пассажиров.
Сравнение гребных винтов Baeksan для лодочного мотора Yamaha 9.9–15
Конечно, всегда будет хотеться чего-то лучшего, к тому же на практике всегда существуют какие-то досадные «мелочи». То медленно разгоняется; то на глисс с лишним пассажиром выходит мучительно… Предела совершенству нет. Однако на поведение судна оказывают влияние не только очевидные параметры винта (шаг, диаметр, форма/площадь/количество лопастей), но и более тонкие его нюансы: толщина входящей кромки, наличие интерцептора и т.п. Таких «мелочей» очень много, и далеко не все очевидны.
Не стоить верить в миф «оригинальные винты лучше». Производитель моторов не всегда разрабатывает винты и участвует в их конструировании, расчётах, испытаниях. Чаще всего фирмы просто заказывают винты с собственным логотипом у завода-изготовителя. А уж там выпускают продукцию под разнообразными торговыми марками.
Кольцевая профилированная насадка
На тяжелом водоизмещающем катере трудно получить высокий КПД гребного винта, если он приводится от высокооборотного автомобильного двигателя или подвесного мотора. Винт в этих случаях работает с большим скольжением н не развивает необходимый упор. Особенно велики потери мощности на винте, если он имеет недостаточный диаметр и шаговое отношение менее H/D=0.5.
Кроме снижения частоты вращения гребного винта, заметный эффект в таких случаях дает применение кольцевой направляющей насадки (рисунок 15), представляющей собой замкнутое кольцо с плоско-выпуклым профилем. Площадь входного отверстия насадки больше, чем выходного; винт устанавливается в наиболее узком сечении и с минимальным зазором между краем лопасти и внутренней поверхностью насадки; обычно зазор не превышает 0.01 D винта. При работе винта засасываемый им поток вследствие уменьшения проходного сечения насадки увеличивает скорость, которая в диске винта получает максимальное значение. Благодаря этому уменьшается скольжение винта, повышается его поступь. Вследствие малого зазора между краем лопасти и насадкой уменьшается перетекание воды через край, что также повышает КПД винта.
Кольцевая профилированная насадка: а – расположение гребного винта; б – размеры и профиль насадки.
Небольшой дополнительный упор создается и на самой насадке, которая обтекается потоком воды подобно крылу. На каждом элементе насадки возникает подъемная сила, которая дает горизонтальную составляющую, направленную вперед. Сумма этих составляющих и образует дополнительный упор.
Очевидно, что применение комплекса винт-насадка сопровождается повышением пропульсивных качеств аппарата до тех пор, пока потери мощности на преодоление сопротивления насадки не превысят увеличение упора винта, достигнутое с ее помощью. Для оценки эффективности насадки можно воспользоваться диаграммой, представленной на рисунке 24. По ней можно установить, на сколько повысится ηн-КПД комплекса винт-насадка по сравнению с КПД η открытого винта. Кривые построены для оптимального диаметра винта в зависимости от коэффициента K’n, вычисляемого по заданным значениям скорости, частоты вращения винта и мощности, подводимой к винту:
где va – скорость воды в диске винта с учетом попутного потока, м/с; n – частота вращения винта, об/с; p – массовая плотность воды (102 кгс 2 /м 4 ); Ne – мощность, подводимая к винту, с учетом потерь в редукторе и валопроводе, л.с.).
Применение насадки становится выгодным при К’n
Увеличение КПД и изменение элементов гребного винта при установке насадки в зависимости от величины коэффициента K’n
Подсчитав значение К’n, можно по графику, представленному на рисунке 24, найти относительную поступь λ. и шаговое отношение винта H/D, а затем определить диаметр винта
и шаг для винта без насадки и с насадкой. Если речь идет об уже эксплуатируемом катере, то с помощью этого графика можно сравнить существующий винт с элементами винта, имеющего оптимальный диаметр.
Источник: salonfishman.ru
Насадка гребной винт подвесного мотора
Читать о том как отмыть лодку, яхту, катер, его днище, борта от водорослей и тины, мойка днища ниже ватерлинии.
Площадки для размещения статей смотрите здесь
Что дает кольцевая насадка?
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. 8 9. 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.
Насадка на гребной винт подвесного мотора
В №41 сборника за 1973 г. в статье «Потерянные силы» приводился отчет по испытаниям и рекомендации по использованию и подбору гребных винтов для подвесных моторов, установленных на относительно тяжелых лодках, двигающихся с умеренными скоростями (26—36 км/ч). Эти испытания, проведенные ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова и редакцией сборника, убедительно показали, как важно заставить работать движительный комплекс в оптимальном режиме, использовать полную мощность двигателя.
Известно, что наиболее эффективным способом достижения этой цели является выбор оптимальных параметров гребного винта: диаметра, шага и числа оборотов. Однако на практике всегда имеется ряд конструктивных ограничений, не позволяющих применить наиболее эффективный винт. Например, на подвесном моторе диаметр нового винта не может быть большим, чем у штатного, а обороты нельзя изменить — они заданы передаточным отношением редуктора. Остается оперировать шагом гребного винта в зависимости от скорости: при большой нагрузке и уменьшении скорости шаг винта также должен уменьшаться, а для больших скоростей — увеличиваться.
Однако такое решение вопроса далеко не всегда оправдано: для использования моторов на лодках надо иметь по крайней мере 4—5 вариантов винтов в зависимости от водоизмещения, а самостоятельное изготовление даже одного для многих любителей — проблема. Эффективность же (КПД) гребного винта, имеющего ограниченный диаметр и заданное число оборотов, на малых скоростях падает. Как выход может быть рекомендовано применение кольцевой насадки на гребной винт.
Насадка, охватывающая с достаточно малым зазором концы лопастей, вызывает увеличение скорости протекания потока воды в диске винта, что равносильно переходу на большие скорости движения, на которых винт более эффективен. Благодаря малому зазору между поверхностью насадки и концом лопасти уменьшается перетекание жидкости через край лопасти, что также несколько повышает КПД винта. Кроме того, на насадке, находящейся в потоке, вызванном работающим винтом, при определенных условиях может создаваться некоторый дополнительный упор.
Профиль насадки, обтекаемый под некоторым углом атаки, работает как элемент крыла. Образующаяся на этом профиле гидродинамическая сила может быть разложена на осевую и радиальную составляющие. Радиальная составляющая вызывает силы, сжимающие насадку, осевая — в зависимости от направления ее действия — создает либо силу сопротивления, либо дополнительную силу тяги. Направление и величина осевой силы зависят от угла атаки, который определяется режимом работы винта — чем меньше скорость движения судна и больше удельная нагрузка на винт, тем больше угол атаки и тем вероятнее, что осевая сила будет увеличивать тягу. С ростом скорости уменьшается сужение струи перед винтом, углы натекания потока на профиль насадки уменьшаются и осевая сила меняет свое направление — начинает уменьшать тягу движительного комплекса.
Очевидно, что применение движительного комплекса винт — насадка сопровождается повышением пропульсивных качеств судна до тех пор, пока потери мощности на преодоление сопротивления насадки не превысят увеличение КПД винта, достигнутого с ее помощью.
Кроме того, насадка препятствует оголению лопастей гребного винта в условиях волнения и сглаживает колебания числа его оборотов, обеспечивая тем самым более спокойный режим работы двигателя. Режим работы винта в насадке в меньшей степени зависит от скорости хода судна, что позволяет сохранять почти неизменное число оборотов двигателя в широком диапазоне изменения скорости хода при разной загрузке судна.
Особенно эффективна насадка в случае применения винта малого диаметра, когда его удельная нагрузка на малых скоростях существенно повышается.
Гидродинамические расчеты показали и еще одно немаловажное преимущество насадки — штатные винты подвесных моторов могут использоваться с ней без существенных переделок.
Результаты расчетов тяги подвесных моторов «Ветерок-8», «Ветерок- 12», «Вихрь», откорректированные по результатам, полученным при испытаниях насадки на моторе «Вихрь» (20 л. с.), приведены на графиках. Для сравнительной оценки эффективности применения насадок на тех же графиках приведены данные по предельной тяге моторов со штатными винтами, а также с винтами, имеющими специально подобранный шаг.
Как видно из приведенных зависимостей, на малых скоростях хода предельная тяга комплекса винт — насадка намного превосходит тягу моторов со штатными винтами. При этом обороты двигателя значительно повышаются, приближаясь к номинальным (следовательно, полнее используется мощность мотора). На больших скоростях винт в насадке начинает проигрывать обычному винту. Для моторов большой мощности это следует учитывать, т. е. применять насадку только для тяжелых лодок водоизмещением более 600 кг на скоростях не более 27—29 км/час. Установка насадок на моторы малой и средней мощности практически во всем диапазоне скоростей движения существующих лодок (водоизмещением свыше 300—400 кг) всегда целесообразна.
Для проверки пропульсивных качеств насадок была изготовлена кольцевая насадка к подвесному мотору «Вихрь» и проведены сравнительные испытания на мотолодке — буксировщике для воднолыжников, серийно выпускаемой Ленинградским экспериментальным заводом спортивного судостроения. Во время испытаний проводился замер времени прохождения мерного участка и число оборотов двигателя с разной нагрузкой лодки при установке насадки и со штатным винтом. При установке насадки штатный винт обрезался до диаметра D=230 мм. Испытания показали выгодность установки насадки до скорости хода около 28 км/час.
Насадку можно изготовить из самых разных материалов и различными способами. Например, можно выклеить ее из стеклопластика, формуя на пенопластовом (из пенопласта ПС-4 или ПХВ-1) или деревянном разъемном болване. Снаружи болван обрабатывается по внутреннему профилю насадки на токарном станке. Профилированная поверхность тщательно шлифуется, натирается и располировывается воском или парафином.
Уложив на болван 3—4 слоя стеклоткани АСТТ, промазанной эпоксидной или полиэфирной смолой, наматывают пеньковую веревку, также заранее пропитанную смолой. Профиль насадки проверяется шаблоном наружной поверхности. Оставив зазор между шаблоном и выклеиваемой насадкой (слоями веревки) 2—3 мм, снова укладывают 4—6 слоев стеклоткани. После того, как связующее затвердеет, болван с за-формованной насадкой устанавливают на токарном стайке и обрабатывают по наружной поверхности в соответствии с шаблоном, а затем на фрезерном обрабатывают поверхность установочной площадки.
Сняв насадку с болвана (деревянный болван придется разобрать и выбить половинки формы через заранее просверленные отверстия в дереве; пенопласт растворяют ацетоном или бензином, либо вырезают), аккуратно обрезают излишки стеклопластика у ее кромок. Прошпаклевав, зашкурив и окрасив насадку, надо добиться точности профилировки ±0,3 мм, а ее поверхность тщательно отполировать.
Вручную прорезаются вырезы для стойки редуктора и выступа водозаборника мотора. Лопасти штатного винта обрезаются по диаметру на токарном станке или просто напильником по риске, сделанной на лопастях штангенциркулем. Диаметр винта делается на 4—5 мм меньше, чем внутренний диаметр насадки.
Насадка выставляется относительно диска гребного винта так, чтобы зазор между концами лопастей и насадкой был не менее 1—1,5 мм. В случае необходимости используют подкладки между «кавитационной» плитой и площадкой насадки; сверлятся отверстия болтов крепления насадки и устанавливается нижний кронштейн крепления насадки к «шпоре» мотора.
Необходимо предупредить любителя: повышенная тяга моторов с насадками создает повышенные нагрузки на подвеске моторов. Поэтому не следует резко увеличивать обороты двигателя, нужно особо тщательно затягивать винты струбцин и проверять затяжку болтов подвески двигателя. В отдельных случаях на особо тяжелых лодках желательно тем или иным способом усилить детали подвески.
Что дает кольцевая насадка?
Весьма трудно получить высокий КПД гребного винта на тяжелом водоизмещающем катере при использовании высокооборот* ных 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
Рис. 88. Увеличение КПД и изменение элементов винта при установке насадки в зависимости от коэффициента К’п.
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 ц — КПД комплекса винт—насадка по сравнению с открытым винтом. Кривые построены для оптимального диаметра винта в зависимости от коэффициента К’п, Вычисляемого по заданным значениям скорости, частоты вращения винта и мощности:
Кольцевая насадка на гребной винт или мульти-питч?
Начало производства винтов изменяемого шага — мульти-питчей — вызвало у владельцев «тяжелых» лодок ряд вопросов. Основной из них: что лучше — мульти-питч или кольцевая насадка, о которой говорилось на этой странице.
Мульти-питч позволяет менять шаг винта, выбирая его из условия использования номинальной мощности мотора (т. е. обеспечивая работу двигателя на номинальных оборотах) в широком диапазоне достижимых по условиям загрузки скоростей лодки. На этом режиме мульти-питч обеспечивает получение близкого к максимально возможному КПД гребного винта.
В статье «Насадка на гребной винт подвесного мотора» этот вопрос был затронут. На одном из рисунков наряду с кривыми предельной тяги 20-сильного «Вихря» со штатным винтом и при установке насадки есть кривая тяги, которая может быть получена при установке винта оптимального шага, выбранного из условия достижения максимальной тяги при движении лодки с конкретной скоростью при использовании полной мощности мотора, т. е. при его работе с полностью открытой дроссельной заслонкой карбюратора и числе оборотов 4500 об/мин.
Работа движительно-моторного комплекса в таком режиме возможна, например, при использовании винта регулируемого шага (ВРШ), который позволяет при помощи дистанционного привода изменять шаг винта во время движения судна. Кривая тяги такого гребного винта есть кривая, огибающая ряд кривых тяги винтов различного шага или мульти-питча при всех возможных различных положениях его лопастей; при этом такие кривые тяги лежат всегда ниже огибающей, касаясь ее в точке скорости, на которую выбран в каждом случае данный шаг винта.
Расчеты и испытания моторов «Вихрь» с кольцевой насадкой и мульти-питчем показывают, что на скоростях до 20 км/ч существенное преимущество по тяге имеет комплекс винт — насадка, а на больших скоростях — мульти-питч. Однако такой вывод еще не дает достаточного основания для принятия решения о целесообразности того или иного варианта движительного комплекса.
Как известно, кривые сопротивления быстроходных судов могут иметь два характерных вида:
— с ярко выраженным «горбом» на скоростях выхода на глиссирование;
Первый тип кривой характерен для относительно коротких корпусов, имеющих повышенную удельную нагрузку и относительно кормовую центровку. Второй — для длинных и узких корпусов.
Совместив кривые сопротивления с кривыми тяги мотора, вы можете наглядно видеть, что для катера, не имеющего «горба» на кривой, предельно достижимая скорость будет обусловлена величиной тяги только на одном режиме, соответствующем этой скорости; а в случае кривой с ярко выраженным «горбом» преодоление судном режима разгона требует проверки и может стать препятствием для достижения более высоких (расчетных) скоростей.
Большинство серийно выпускаемых прогулочных лодок при больших нагрузках имеют кривую сопротивления с ярко выраженным «горбом» на скоростях 15-20 км/ч. С ростом водоизмещения величина «горба» существенно увеличивается, и тяги мотора на скоростях разгона может не хватить на то, чтобы, преодолев пик сопротивления на этом режиме, вывести лодку на глиссирование. Именно на этом режиме вариант с кольцевой насадкой обеспечивает получение максимума тяги, т. е. имеет некоторое преимущество перед мульти-питчем.
Кроме того, надо иметь в виду, что все выводы, касающиеся установки насадки, которые приводились в статье «Насадка на гребной винт подвесного мотора», сделаны для штатного винта; при этом двигатель «Вихря» (20 л. с.), несмотря на более благоприятный с точки зрения использования мощности режим работы, все еще не набирает номинального числа оборотов, развивая лишь около 80% мощности.
Установка винта с меньшим шагом (Н=240-260 мм) в сочетании с кольцевой насадкой дополнительно увеличит тяговые характеристики мотора на скоростях до 20 км/ч. В данном случае максимальной эффективностью будет обладать комплекс мульти-питч в кольцевой насадке.
С другой стороны, винт в кольцевой насадке значительно проигрывает мульти-питчу и штатному винту фиксированного шага на скоростях выше 30 км/ч. Это должно учитываться при выборе движителя теми, кому приходится эксплуатировать свои лодки в самом широком диапазоне нагрузок. Правда, в этом случае можно сделать насадку легкосъемной, что обеспечит удобство эксплуатации.
На рис. 1 приведены кривые тяги для «Вихря-М» (25 л. с.) с мульти-питчем при различных значениях шага лопастей и гребным винтом (с фиксированным шагом 300 мм) при установке кольцевой насадки; полученные зависимости построены по результатам испытаний.
Рис. 1. Сравнение тяговых характеристик подвесного мотора «Вихрь-М» при установке мульти-питча с различным шагом лопастей и кольцевой насадки на гребной винт
На рисунке приведен ряд кривых сопротивления (— • —) типичной мотолодки при различных водоизмещениях. Мульти-питч (— — —); кольцевая насадка (—).
1 — огибающая кривая предельной тяги мульти-питча; 2 — тяга штатного гребного винта (Н=300 мм) при установке кольцевой насадки; 3 — предельная тяга винта в кольцевой насадке при использовании оптимального гребного винта.
Для простоты определения целесообразности установки того или иного типа движителя кривые тяги совмещены с кривыми сопротивления, характерными для моторных лодок, выпускаемых нашей промышленностью, при различных типовых случаях нагрузки (водоизмещениях). Можно сделать вывод, что для лодок водоизмещением 650-780 кг насадка и мульти-питч дают довольно близкие результаты по скорости. Для мотолодок водоизмещением 400-650 кг целесообразность применения мульти-питча неоспорима. При меньших водоизмещениях достаточно эффективен штатный винт (Н=300 мм). Для перегруженной мотолодки (водоизмещение более 800 кг) насадка обеспечивает небольшой выигрыш в скорости.
Следует иметь в виду, что на характер кривой сопротивления существенно влияет длина лодки (рис. 2).
Рис. 2. Влияние длины мотолодки (водоизмещением около 800 кг) на характер изменения сопротивления и величину достижимой скорости хода при установке мульти-питча и кольцевой насадки
1 — тяга комплекса винт-насадка; 2 — мульти-питч с шагом
установки лопастей Н=200 мм.
При этом, как уже отмечалось, для относительно коротких корпусов сопротивление на режиме разгона заметно возрастает. В случае предельного водоизмещения насадка на таких лодках может оказаться полезной и обеспечит выход на глиссирование при нагрузке на 50-60 кг большей, чем без насадки.
Есть еще одно обстоятельство, которое стоит иметь в виду. Опыт эксплуатации гребных винтов в насадках, как это ни удивительно, показывает, что этот тип движителя, несмотря на кажущуюся защищенность, более уязвим, чем открытый винт. Насадка, вызывая значительное увеличение скоростей воды перед винтом, по сравнению с открытым винтом, засасывает плавающий мусор. В диск винта часто попадают палки, ломающие лопасти винта, а наматывание плавающего тряпья или веревок чаще всего требует снятия насадки для распутывания.
Безусловно, при принятии решения могут возникнуть и другие «за» и «против». Будем надеяться, что изложенные данные помогут читателям однозначно выбрать для себя наиболее подходящий винтомоторный комплекс.
В. В. Вейнберг, «Катера и яхты», 1980 г.
Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:
Источник: evakuatorinfo.ru
Лодочные моторы винт в трубе
Читать о том как отмыть лодку, яхту, катер, его днище, борта от водорослей и тины, мойка днища ниже ватерлинии.
Площадки для размещения статей смотрите здесь
Что дает кольцевая насадка?
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. 8 9. 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.
Устройство для повышения тяги судового движителя с одновременным уменьшением шума от гребного винта
Владельцы патента RU 2329915:
Изобретение относится к судовым движителям. Устройство для повышения тяги судового движителя с одновременным уменьшением шума от гребного винта содержит водовод, в котором водяной поток создается при помощи гребного винта.
Водовод выполнен в виде прикрепленной к корпусу судна трубы в форме усеченной конической поверхности с внутренним сквозным каналом, ось симметрии которого соосна линии оси гребного винта, в сторону которого обращена узкая часть трубы. Широкая часть трубы обращена в сторону свободного водного пространства с возможностью движения по трубе потока воды от гребного винта в свободное водное пространство. В узкой части трубы непосредственно за гребным винтом размещен неподвижно прикрепленный к внутренней стенке трубы лопаточный аппарат из радиальных криволинейных лопаток с возможностью выпрямления закругленного потока воды, созданного гребным винтом, в прямолинейный поток воды, направляемый в трубу и далее в свободное водное пространство. Достигается снижение массы устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Читайте так же: Стоимость сварки труб за стык расценки по диаметру трубы
Изобретение относится к судовым движителям, обеспечивающим возможность создания дополнительной тяги с соответствующим увеличением скорости движения судна с одновременным уменьшением шума от гребного винта, распространяемого в окружающее пространство. Может применяться на любых типах судов.
Известен гребной винт, который является наиболее распространенным судовым движителем. Он имеет ступицу с лопастями, расположенными под некоторым углом к продольной оси вала (см. «Политехнический словарь» под ред. А.Ю.Ишлинского, изд. М.: «Советская энциклопедия», 1980, стр.132). [1]
К недосткам гребного винта относится создаваемый им демаскирующий шум и отсутствие возможности использовать кинетическуе энергию потока воды за винтом для создания дополнительной тяги.
Известен также водометный движитель, содержащий профилированную трубу (водовод), в которой водяной поток ускоряется лопастным механизмом (например, гребным винтом) и обеспечивается направленный выброс струи (см. [1], стр.85/2).
К недостаткам водометного движителя относится создание гребным винтом в водоводе вращающегося потока воды, часть энергии которого в виде действия центробежной силы имеет радиальную направленность, не создающую тягу. Ускоренный в водоводе вращающийся водяной поток при выходе из него создает дополнительный шум.
Предлагаемое изобретение позволяет получить технический результат, заключающийся в использовании энергии водяного потока за пределами гребного винта для создания дополнительной тяги с одновременным уменьшением шума от гребного винта, распространяемого во внешнее пространство. Применяемое устройство отличается простотой исполнения и имеет малую массу.
Устройство для повышения тяги судового движителя с одновременным уменьшением шума от гребного винта содержит водовод, в котором водяной поток создается при помощи гребного винта. Согласно изобретению водовод выполнен в виде прикрепленной к корпусу судна трубы в форме усеченной конической поверхности с внутренним сквозным каналом, ось симметрии которого соосна линии оси гребного винта, в сторону которого обращена узкая часть трубы, а широкая часть трубы обращена в сторону свободного водного пространства с возможностью движения по трубе потока воды от гребного винта в свободное водное пространство. В узкой части трубы непосредственно за гребным винтом размещен неподвижно прикрепленный к внутренней стенке трубы лопаточный аппарат из радиальных криволинейных лопаток с возможностью выпрямления закрученного потока воды, созданного гребным винтом, в прямолинейный поток воды, направляемый в трубу и далее в свободное водное пространство.
Как вариант исполнения, часть потока воды, созданного гребным винтом, проходит с внешней стороны трубы.
Как вариант исполнения, весь поток воды, созданный гребным винтом, проходит в пределах трубы.
Поверхности стенок трубы выполнены несмачиваемыми водой (гидрофобными).
На приведенном чертеже показано в общем виде устройство для повышения тяги судового движителя с одновременным уменьшением шума от гребного винта, распространяемого во внешнее пространство.
Устройство для повышения тяги судового движителя с одновременным уменьшением шума от гребного винта 1, распространяемого во внешнее пространство, содержит водовод, в котором водяной поток создается при помощи гребного винта. Водовод выполнен в виде прикрепленной к корпусу 3 судна трубы 2 в форме усеченной конической поверхности с внутренним сквозным каналом 4, ось симметрии 0-0 которого соосна линии оси гребного винта 1, в сторону которого обращена узкая часть трубы, а широкая часть трубы обращена в сторону свободного внешнего водного пространства с возможностью движения по трубе потока воды от гребного винта в свободное внешнее водное пространство. В узкой части трубы 2 непосредственно за гребным винтом 1 размещен неподвижно прикрепленный к внутренней стенке трубы лопаточный аппарат из радиальных криволинейных лопаток 5 с возможностью выпрямления закрученного потока водя, созданного гребным винтом, в прямолинейный поток воды, направляемый в трубу и далее в свободное внешнее водное пространство.
Как вариант исполнения, часть потока воды, созданного гребным винтом 1, проходит с внешней стороны трубы 2. Движение этого потока воды на чертеже обозначено стрелками. Труба дана в разрезе фронтальной плоскостью.
Читайте так же: Труба канализационная для наружного исполнения
Как вариант исполнения, весь поток воды, созданный гребным винтом 1, проходит в пределах канала 4 трубы 22.
Поверхности стенок трубы 2 выполнены несмачиваемыми водой (гидрофобными).
Приведенное выше устройство работает следующим образом.
Известно, что в коротких и широких трубах трение настолько невелико, что им можно пренебречь (см., например, «Элементарный учебник физики», том III, под ред. академика Г.С.Ландсберга, М.: Наука, 1972 г.,стр.390). [2]. Согласно известному закону Бернулли «давление жидкости, текущей по трубе, больше там, где скорость движения жидкости меньше, и обратно: давление меньше там, где скорость больше» (см. [2], стр.391) Это же следует из одного из основных уравнений гидромеханики (интеграл Бернулли), согласно которому при возрастании скорости течения жидкости давление падает, и наоборот (см. «Физический энциклопедический словарь» под ред. А.М.Прохорова, М.: Советская энциклопедия, 1984, стр.50/2).
Исходя из приведенных физических закономерностей, в предложенном устройстве при движении воды по трубе 2 от ее узкой части непосредственно за гребным винтом 1 к широкой части при выходе воды в свободное водное пространство скорость потока уменьшается, а давление на стенки трубы возрастает. Вектор силы давления всегда направлен перпендикулярно к взаимодействующей поверхности (см. [1], стр.136). Труба 2 имеет форму усеченной конической поверхности, в связи с этим указанная выше сила давления F (см. чертеж) на стенку трубы направлена наклонно к линии оси 0-0 гребного винта и трубы и может быть разложена с применением известного правила параллелограмма с выделением силы F1, направленной в сторону действия тяги, созданной гребным винтом. Эта выделенная сила F1 является дополнительной тягой, направленной в сторону движения судна.
Вместе с тем с уменьшением скорости потока воды при прохождении по трубе соответственно уменьшается его кинетическая энергия, которая на основе всеобщего фундаментального закона сохранения превращается в тягу. Другой какой-либо возможности превращения этой энергии в данном случае не имеется.
Зона наибольшего шума от вращающегося гребного винта и непосредственно за ним отгорожена от внешнего свободного водного пространства стенками трубы 2, что препятствует свободному распространению шума из этой зоны в окружающее водное пространство. Помимо этого, в пределах трубы при помощи лопаточного аппарата 5 выпрямляется в прямолинейный поток созданное гребным винтом вращательное движение воды, что также способствует уменьшению шума от движителя в целом.
При направлении с повышенной скоростью части потока воды от гребного винта с внешней стороны трубы давление снаружи на внешнюю поверхность трубы уменьшается согласно приведенному выше закону Бернулли, что позволяет повысить эффективность действия сил F и F1 в направлении этой зоны с пониженным давлениием воды для создания дополнительной тяги.
Возможно также направление всего потока воды непосредственно через трубу 2. При этом вся масса воды от гребного винта 1 будет способствовать созданию указанных выше сил F и F1.
При установке в узкой части трубы непосредственно за гребным винтом показанного выше лопаточного аппарата 5, закрученный гребным винтом поток воды выпрямляется на прямолинейный вдоль линии оси 0-0 гребного винта и трубы, что способствует повышению создаваемой винтом тяги, поскольку само вращательное движение тяги не создает.
Выполнение поверхностей стенок трубы 2 несмачиваемыми водой способствует в определенной мере уменьшению сил трения о стенки трубы с соответствующим повышением созданной дополнительной тяги.
1. Устройство для повышения тяги судового движителя с одновременным уменьшением шума от гребного винта, содержащее водовод, в котором водяной поток создается при помощи гребного винта, отличающееся тем, что водовод выполнен в виде прикрепленной к корпусу судна трубы в форме усеченной конической поверхности с внутренним сквозным каналом, ось симметрии которого соосна линии оси гребного винта, в сторону которого обращена узкая часть трубы, а широкая часть трубы обращена в сторону свободного водного пространства с возможностью движения по трубе потока воды от гребного винта в свободное водное пространство, в узкой части трубы непосредственно за гребным винтом размещен неподвижно прикрепленный к внутренней стенке трубы лопаточный аппарат из радиальных криволинейных лопаток с возможностью выпрямления закругленного потока воды, созданного гребным винтом, в прямолинейный поток воды, направляемый в трубу и далее в свободное водное пространство.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть потока воды, созданного гребным винтом, проходит с внешней стороны трубы.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что весь поток воды, созданный гребным винтом, проходит в пределах трубы.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхности стенок трубы выполнены несмачиваемыми водой (гидрофобными).
Источник: solidiron.ru