Моторные лодки, катера, яхты, проекты лодок для самостоятельной постройки, тюнинг мотолодок, лодочные моторы, надувные лодки, технические данные и описания мотолодок  


  Главная>>>   Лодочные моторы>>> Насадка на гребной винт подвесного мотора

Насадка на гребной винт подвесного мотора

На относительно тяжелых лодках, двигающихся с умеренными скоростями (26—36 км/ч), 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.

Силы, возникающие на кольцевой насадке при работе гребного винта
Насадка на гребной винт подвесного мотора
RH — гидродинамическая сила; РH — осевая составляющая; ТH — радиальная составляющая;
V — скорость набегающего потока (скорость судна); Ve — скорость потока в диске винта.

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.

Размерная схема насадки
Размерная схема насадки

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.

Основные размеры (мм) и профилировка насадок для подвесных моторов*

«Ветерок-8»
  Dвинт=195 Dо=226 Dx=213 Нвинт=190 LH=125 A=44
X 1,2 2,5 3,8 6,2 12,5 18,8 25,0 37,5 50,0 62,5 75,0 87,5 100 112 125
DB 221 219 216 213 207 203 200 198 198 199 200 202 205 208 211
DH 230 231 232 234 235 234 233 232 230 229 226 223 220 218 215
«Ветерок-12»
  Dвинт=200 Do=233 Dx=220 Нвинт=225 LH=128 A=45
X 1,3 2,6 3,9 6,4 12,8 19,2 25,6 38,4 51,2 64,0 76,8 89,6 102 115 128
DB 228 225 223 219 213 209 206 204 204 205 206 208 211 214 218
DH 237 238 239 240 241 241 240 239 237 235 233 230 228 225 222
«Вихрь»
  Dвинт=225 Do=261 Dx=247 Нвинт=300 LH=145 A=51
X 1,4 2,9 4,4 7,2 14,5 21,8 29,0 43,5 58,0 72,5 87,0 102 116 130 145
DB 256 263 250 246 240 235 232 229 229 230 231 234 237 241 245
DH 266 268 269 270 271 271 269 269 267 265 262 258 255 252 249
* Размеры, приведенные для «Ветерка-12», могут быть рекомендованы для «Москвы» и «Москвы-12,5», а приведенные для «Вихря» — для «Нептуна», «Нептуна-М», «Вихря-М» и «-30», «Москвы-25» и «-30».

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.

Предельная тяга подвесных моторов «Beтерок-8» и «Ветерок-12» (со штатными винтами)
Предельная тяга подвесных моторов «Beтерок-8» и «Ветерок-12»
Сплошная линия — при установке насадки; пунктирная линия — без насадки.

Зависимость предельной тяги и числа оборотов мотора «Вихрь»
от скорости движения

Зависимость предельной тяги и числа оборотов мотора «Вихрь» от скорости движения
Сплошная линия — при установке насадки; пунктир — без насадки (Н = 300 мм);
точка-пунктир — при установке винтов с оптимальным шагом.

Как видно из приведенных зависимостей, на малых скоростях хода предельная тяга комплекса винт — насадка намного превосходит тягу моторов со штатными винтами.

Зависимость скорости лодки и числа оборотов мотора «Вихрь» во время испытаний при изменении нагрузки лодки
Зависимость скорости лодки и числа оборотов мотора «Вихрь» во время испытаний при изменении нагрузки лодки
1 — при установке насадки; 2 — без насадки.

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.

Эскиз выклейки кольцевой насадки на деревянном болване
Эскиз выклейки кольцевой насадки на деревянном болване
1 — разъемный болван; 2 — оболочка насадки (стеклопластик); 3 — заполнитель (навита веревка); 4 — отверстия для разборки болвана; 5 — стяжные шпильки.

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 заформованной насадкой устанавливают на токарном станке и обрабатывают по наружной поверхности в соответствии с шаблоном, а затем на фрезерном обрабатывают поверхность установочной площадки.

Схема установки кольцевой насадки на подводной части подвесного мотора
Схема установки кольцевой насадки на подводной части подвесного мотора

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.

В. В. Вейнберг.

вернуться в раздел

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

добавить страницу в избранное

Разделы сайта:
Мотолодки, катера, яхты
Мотолодки, катера, яхты. Разное, советы...
Обзор моделей лодок, катеров, яхт
Описания гребных, парусных, моторных лодок, катеров и яхт.
Проекты лодок для самостоятельной постройки
Чертежи и проекты катеров, лодок, яхт.
Тюнинг мотолодок
Тюнинг, доработка серийных лодок.
Лодочные моторы
Отечественные и зарубежные лодочные моторы.
Надувные лодки
Обзор моделей, ремонт, хранение, обслуживание.
Рыбалка
Все о рыбалке, рыбаках и рыбах.
Подводная охота
Любителям подводной охоты.
Уровень воды в реках
Уровень воды в реках РФ. Список гидропостов.
Географические карты
Вся территория бывшего СССР.

поиск по сайту
примеры запросов: проекты катеров, чертежи яхт

Подпишитесь на рассылки:
Новости сайта vodnyimir.ru
Проекты катеров, лодок, яхт для самостоятельной постройки



Rambler's Top100
Рейтинг - яхты и катера
Все права защищены. Копирование материалов сайта vodnyimir.ru запрещено. Все случаи нарушения будут преследоваться согласно закону об авторских правах. Предложения и пожелания отправляйте на admin@vodnyimir.ru. Размещение рекламы на сайте