винты на упор что это значит
Системы управления воздушным винтом
Современные ТВД имеют воздушные винты с изменяемым углом установки лопастей во втулке, т.е. винты изменяемого шага (ВИШ). Изменением шага улучшается использование воздушного винта на режимах полета, отличающихся от расчетного. Для этого заданную частоту вращения воздушного винта поддерживают постоянной во всем эксплуатационном диапазоне скоростей и высот полета с помощью регулятора, управляющего положением лопастей. Поворот лопастей осуществляется посредством сервомотора, создающего необходимое перестановочное усилие. Если при данной мощности двигателя обороты увеличиваются по сравнению с заданными, регулятор приводит в действие сервомотор, который переводит лопасти на больший угол установки до восстановления заданных оборотов. И наоборот, в случае уменьшения оборотов регулятор облегчает воздушный винт.
Кроме основного назначения, поворот лопастей обеспечивает:
2) при отказе или выключении двигателя в полете переводом лопастей во флюгерное положение (φ = 90 0 ),- уменьшение аэродинамического сопротивления воздушного винта;
3) переводом лопастей на малые положительные или отрицательные углы установки, при которых возникает отрицательная тяга воздушного винта,- уменьшение длины пробега после посадки.
Втулка воздушного винта служит для крепления лопастей, размещения механизма поворота и дополнительных устройств, повышающих надежность и безопасность работы винта.
Для ограничения величины отрицательной тяги винта в полете и повышения надежности и безопасности его работы применяют фиксаторы шага воздушного винта, упор минимального угла установки лопастей, ограничитель степени дросселирования двигателя в полете и системы флюгирования воздушного винта.
Фиксаторы шага винта автоматически фиксируют положение лопастей, не допуская его изменения в случае появления неисправностей в регуляторе оборотов или в гидравлической системе управления воздушным винтом. Во втулках ВИШ устанавливают гидравлический, механический и центробежный фиксаторы шага.
Гидравлический фиксатор шага (ГФШ) фиксирует шаг лопастей в случае падения давления масла в системе управления (отказ в работе маслонасоса регулятора оборотов или разрыв магистрали). ГФШ фиксирует лопасти на том угле установки, при котором произошел отказ, тем самым предотвращая переход лопастей на упор минимального угла установки под действием моментов от центробежных и аэродинамических сил лопастей.
Механический фиксатор шага (МФШ) фиксирует шаг винта в случае полной разгерметизации цилиндра механизма поворота, т.е. при отсутствии масла в системе. Он не допускает также сползания поршня, находящегося на гидравлическом упоре, вследствие утечек масла из цилиндра на минимальный угол установки, при котором возникает чрезмерная отрицательная тяга.
Центробежный фиксатор шага (ЦФШ) предохраняет винт от раскрутки в случае отказа регулятора оборотов (зависания золотника регулятора в положении, вызывающем работу сервомотора на уменьшение угла установки).
Ограничитель степени дросселирования ТВД в полете не допускает полной уборки газа в полете и такого снижения подачи топлива, при котором возникает большая отрицательная тяга. Обычно он выполняется в виде проходной защелки на пульте рычага управления двигателем. Если положение защелки не автоматизировано по Тн, пилот перед посадкой узнает у руководителя полетов температуру Тн в районе посадки и устанавливает РУД в соответствующее положение.
Системы флюгирования воздушного винта. Все перечисленные выше способы ограничения отрицательной тяги не исключают возможности возникновения чрезмерно высокой отрицательной тяги, особенно в случае отказа двигателя при взлете самолета и при полете с большой скоростью. Поэтому лопасти винта, работающего с большой отрицательной тягой, необходимо поставить во флюгерное положение, когда винт не вращается или вращается с малыми оборотами и его лопасти создают наименьшее сопротивление полету самолета. В случае отказа двигателя на взлете, когда обороты ротора двигателя быстро уменьшаются, это необходимо сделать немедленно.
Система флюгирования воздушного винта обеспечивает ручное и автоматическое флюгирование. Автоматическое флюгирование лопастей подразделяется на взлетное автофлюгирование, всережимное автофлюгирование и автоматическое флюгирование при раскрутке ротора двигателя.
Взлетное автофлюгирование выполняется по команде от ИКМ в случае падения крутящего момента при работе на режимах от 0,7 номинального и выше до взлетного режима включительно. Система взлетного автофлюгирования включается только при определенных условиях:
1) если уменьшение крутящего момента (отказ двигателя) произошло при работе двигателя на взлетном или близком к нему режиме; 2) если РУД находится в положении, близком к взлетному. Соответствующие блокировки исключают срабатывание системы в случаях, когда формируется ложный сигнал о падении мощности; при приемистости (РУД переставляется вперед, а командное давление масла еще мало), при уборке РУД в полете, при случайном перемещении РУД вперед на земле.
Всережимное автофлюгирование винта выполняется по команде от измерителя отрицательной тяги при появлении чрезмерной отрицательной тяги на всех режимах от полетного малого газа до взлетного (кроме режима земного малого газа). На режиме земного малого газа отрицательная тяга используется для уменьшения пробега самолета, поэтому вводится соответствующая блокировка. В полете РУД не может быть поставлен в положение, соответствующее земному малому газу, так как имеется проходной упор на колонке РУД.
Автоматическое флюгирование лопастей винта по команде от датчика оборотов производится при раскрутке ротора двигателя до предельно допустимых оборотов. Команду получает реле ввода лопастей во флюгерное положение.
Винтовентиляторы
Винтовентилятором (ВВ) называют высоконапорный воздушный винт, специально спрофилированный для эффективной работы при больших дозвуковых скоростях полета. Винтовентилятор занимает промежуточное положение между винтом ТВД и вентилятором ТРДД по диаметру, степени повышения давления и частоте вращения. Соответственно и ТВВД занимает промежуточное место между ТВД и ТРДД, в том числе по степени двухконтурности.
Конструктивно винтовентилятор (рис.51) представляет собой многолопастной воздушный винт малого диаметра с загнутыми концами лопастей. Увеличенное по сравнению с ТВД число лопастей позволяет снизить нагрузку на каждую лопасть, а наличие «саблевидности» в совокупности с использованием тонких аэродинамических профилей существенно повышает крутящий момент в каждом сечении лопасти и минимизирует потери, связанные со сжимаемостью потока.
Рис. 51. Винтовентилятор
а) с открытым ВВ; б) с закапотированным ВВ; в) с тянущим ВВ; г) с толкающим ВВ; 1- винтовентилятор; 2 – редуктор; 3 – турбокомпрессор;
4 – кольцевой обтекатель
Такой движитель однорядной или соосной схемы (когда на одном валу находятся два ВВ с противоположным направлением вращения), открытый (рис.52-а) или закапотированный кольцевым обтекателем (рис.52-б), приводится во вращение турбокомпрессором через редуктор.
Разработанные ТВВД со сверхвысокой степенью двухконтурности (до 90 для открытого винтовентилятора и до 40 для закапотированного) обеспечивают высокий КПД при больших дозвуковых скоростях полета (850-900 км/ч), что позволяет существенно снизить удельный расход топлива (на 20% ниже по сравнению с ТРДД).
Тема 9. Силовые установки
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Гребной винт, конструкция, виды, принцип и механизм работы
Гребной винт, конструкция, виды, принцип и механизм работы.
Гребной винт – это устройство, чье прямое предназначение состоит в создании упорного давления, необходимого для приведения в движение судна.
Гребной винт судна:
Решение такой задачи (обеспечение движения судна) дало гребному винту еще одно название – движитель, а от того, какого он вида, из какого материала сделан и какую конструкцию имеет, зависит скорость и тип хода транспорта.
Принцип и механизм работы гребного винта:
Основа механизма работы гребного винта – преобразование вращения вала двигателя судна в силу, заставляющую его двигаться, т.е. создание из толщи воды своеобразного упора, от которого как обычная лодка, так и многотонный крейсер могут оттолкнуться и начать (а в дальнейшем – продолжать) ход.
Главная составляющая винта – лопасти, от правильного расположения которых зависит ход машины. Когда конструкция начинает вращение, на поверхности лопастей создаются определенные силы:
– на стороне, обращенной по ходу движения (засасывающая), возникает разрежение;
– на стороне, расположенной против хода (нагнетающая) – увеличенное давление водной массы.
Разница в получаемом с разных сторон давлении и образует искомую силу (Y), имеющую название подъемной. Она, в свою очередь, состоит из сил, направленных в сторону движения машины (Р) и перпендикулярно к самому судну (Т), благодаря чему:
– достигается нужный упор для работы винта ;
Большое значение имеет и угол атаки профиля лопасти (α), который должен находится в пределах 4-8 градусов. Угол атаки – это угол, образующийся между вектором скорости потока воды, надвигающейся на лопасть, и самой поверхностью нагнетающей лопасти. Повышение этого значения приведет к увеличению крутящего момента, а значит, производительность двигателя будет затрачиваться впустую. При снижении возникнет обратная ситуация: уменьшатся подъемная сила и упор, что приведет к недоиспользованию мощности двигателя.
Характеристики. Лопасть гребного винта. Схема сил и скоростей на лопасти гребного винта:
На указанном рисунке показаны схема сил и скоростей на лопасти гребного винта правого вращения, где:
Р – сила, создающая упор гребного винта,
Т – сила, образующая крутящий момент,
W – скорость потока воды,
Vа – скорость поступательного перемещения,
Vr – окружная скорость винта. Vr = 2·π· r·n. Таким образом, чем больше значение r гребного винта, тем больше окружная скорость Vr, а следовательно, и суммарная скорость W,
r – радиус гребного винта,
n – число оборотов гребного винта, об/сек,
Н – шаг винта. Шагом винта называется перемещение любой точки лопасти вдоль оси за один полный оборот винта,
H·n – теоретическая скорость перемещения винта вдоль оси. Она представляет собой произведение шага винта на число оборотов.
Конструкция винта:
Обязательная часть конструкции гребного винта – наличие лопастей и ступицы, на которых они расположены. Для получения нужного угла атаки и работы винта установка лопастей на ступицы проводится:
– с равным расстоянием между ними,
– с одинаковым углом поворота относительно плоскости вращения.
Количество лопастей гребного винта:
На малых судах наибольшее распространение получили гребные винты, имеющие 3 лопасти. Четырех и пяти лопастные движители применяются обычно на крупных водных судах, океанских лайнерах, где их основными задачами считаются не скорость хода транспорта, а обеспечение тишины и уменьшение вибрации.
Диаметр гребного винта:
Диаметр гребного винта определяется по диаметру окружности, которую описывают концы лопастей, расположенных на движителе. В зависимости от размеров судна, для которых они предназначены, размер диаметра может колебаться от нескольких десятков сантиметров до 5 метров.
«Гигантами» последнего типа обычно оборудуют океанские лайнеры, для приведения в движение которых требуются значительные размеры винтов и затраты соответствующих физических сил.
Интерцептор гребного винта:
Также установка «захватчика» позволяет:
– дополнительно поднять нос судна, если он установлен на линиях угла наклона лопастей;
– повысить шаг лопасти при установке его на внешней и исходящей кромках.
Важный нюанс: установка интерцептора уменьшает количество оборотов винта в среднем на 200-400 в минуту, что требует соответствующего снижения шага в среднем на 1-2 дюйма.
Другие важные параметры и показатели работы гребного винта:
От скорости вращения движителя зависит интенсивность хода судна, на котором он установлен, но и этот параметр имеет оптимальные показатели. В среднем это до 300 оборотов в минуту, для крупных лайнеров оптимальны показатели не выше 200. Обусловлено это тем, что высокие скорости увеличивают износ деталей двигателя, ощущающих наибольшую нагрузку, а это приводит к поломкам, незапланированным ремонтам или окончательному прихода в негодность дорогостоящего механизма.
Устанавливать ось вращения гребного винта рекомендуется в горизонтальной плоскости, это улучшает параметры его работы. При наличии наклона гребного вала возникает «косой» поток воды, обтекающий лопасти, в результате чего производительность движителя снижается, и чем выше этот угол, тем больше снижение КПД. Первые потери мощности ощутимы уже при появлении разницы в 10 градусов.
Виды гребных винтов:
Еще один параметр различия гребных винтов – возможность управления углом атаки лопастей движителя. По этому принципу они разделяются на винты фиксированного шага и винты регулируемого шага.
Винты фиксированного шага:
Винты фиксированного шага (ВФШ) – это движители, которые имеют единственный и постоянный угол установки лопастей, что обусловлено способом их производства. Такие движители отливают цельными, поэтому они имеют небольшие габариты и вес. Устанавливают их преимущественно на машинах малого водоизмещения:
– кораблях, требующих увеличенной прочности винта и прочих.
Движение таких судов предполагает длительный ход в одном направлении, поэтому маневренность винтов фиксированного шага как основная характеристика отходит на второй план.
Разновидность данного механизма – винты со съемными лопастями. Их шаг остается фиксированным, но конструкция предполагает не литое изготовление, а крепление лопастей к диску движителя в одной позиции. Это дает возможность замены при поломке отдельных деталей (лопастей), а не всего устройства, и позволяет изготавливать прочные движители с большим диаметром, цельное литье которых достаточно затруднительно.
Винты регулируемого шага:
Винты регулируемого шага (ВРШ) предполагают возможность изменения поворота лопастей в ступице. Крепление составляющих винта производится таким образом, что благодаря особому приводу лопасти могут вращаться вокруг своей оси и, при необходимости, менять угол атаки. Достигается эта возможность приводом, известным как механизм изменения шага (МИШ).
Механизм изменения шага может быть:
В состав механизма изменения шага (МИШ), за исключением ручного, входят: механизм поворота лопастей, размещаемый, как правило, в ступице винта; сервомотор, создающий усилия для поворота лопастей и располагаемый на участке между гребным валом и главным двигателем; обратная связь или устройство, показывающее величину нового шага винта.
В свою очередь, механизм поворота лопастей, являющийся составной частью механизма изменения шага, может быть:
– кривошипным – отличается высокой степенью надежности и прочности, применяется на напряженных конструкциях, высокооборотных винтах и пр.
Размещается механизм поворота лопастей внутри ступицы гребного винта, что отражается как на ее размерах, так и на габаритах самого винта.
Самым часто используемым приводом считается гидравлический привод управления винтами регулируемого шага. В нем поворот лопастей производится за счет воздействия жидкостей с малой вязкостью, а само устройство механизма отличается сравнительной простотой. Еще одно преимущество гидравлики – возможность создавать большие рабочие мощности даже на маленьких и легких движителях.
За счет управления винтом дистанционно, непосредственно с ходового мостика, облегчилась и координация движения самого судна. Применение же небольших, но мощных и крепких, движителей даже на габаритных судах улучшило их ходовые качества и маневренность, позволили скоординировать шаг винта с любой скоростью машины. В результате таких действий производительность гребного винта увеличивается в несколько раз, а это снижает общие затраты на эксплуатацию судна.
Преимущества и недостатки гребных винтов:
Несмотря на технические достижения, гребной винт не является идеальным механизмом. Так, его работа в качестве движителя возможна лишь при условии, что скорость его вращения будет постоянной или увеличивающейся, в противном случае лопасти, сталкиваясь с толщей воды, будут выполнять роль тормоза, причем достаточно активного.
Хотя теоретические расчеты коэффициента полезного действия движителя достигают показателей 75 %, он не способен достичь этих параметров, и они обычно находятся в пределах 30-50 %. Создать же идеальный винт с КПД в 100% невозможно, т.к. его работа зависит от условий окружающей среды, которые постоянно изменяются.
Интересный факт: хотя гребной винт значительно облегчил человеку управление водными судами и позволил двигаться на машинах значительных габаритов, его КПД все же уступает обыкновенным веслам, параметры которых достигают 60-65%. Если же сравнивать движитель с гребным колесом, то преимущество все же за механическим устройством (гребным колесом): его производительность выше, а габариты и вес – меньше. Однако в случае повреждения ремонт гребного колеса провести не только возможно, но и проще. Ремонт же цельнолитых гребных винтов невозможен, а сборных требует наличия соответствующего оборудования, навыков и проводится исключительно в условиях дока.
К преимуществам механического движителя (гребного колеса) стоит отнести его меньшую уязвимость, которую обеспечивают размеры и материал, их которого он изготовлен, т.е. ломаются они в несколько раз реже. При этом он более безопасен для жителей водного мира и оказавшихся за бортом людей. Что касается оборонной и военной промышленности, то здесь несомненное лидерство именно за гребными винтами. Так, помещение движителя под воду позволило использовать в военных целях всю поверхность имеющихся палуб, а также практически исключило возможность попадания по движителю снарядов неприятеля.
История изобретения и модернизации гребных винтов уходит корнями в глубокую древность, но лишь с развитием технического прогресса человечество смогло получить механизмы, прототипы которых используются по сей день. Однако эта отрасль промышленности продолжает совершенствоваться: ученые и изобретатели ищут сплавы и материалы для повышения производительности движителей и разрабатывают конструкции, способные устранить или уменьшить их недостатки.
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.
