Шаг гребного винта

Методы измерения шага гребного винта

Приобретая тот или иной гребной винт , на котором не обозначены его параметры или отсутствует паспорт, вы, в силу изложенных причин, непременно подвергаете свой мотор риску. Поэтому, прежде чем ставить неизвестный винт на лодку, необходимо, как минимум измерить его шаг. Напомним, что геометрическим шагом грибного винта называется то расстояние, которое прошел бы винт за один оборот в осевом направлении без скольжения. Это расстояние легко себе представить, если допустить, что вода стала твердой или провести аналогию с шурупом, ввертываемым в древесину.

Шаг каждого радиального сечения лопасти Н i можно выразить общей формулой

H i = 2πR i tgv i (1)

где R i -радиус сечения лопасти, v i — шаговый угол.

Наглядное представление о шаге развернутого на плоскость сечения лопасти Н дает шаговый треугольник, основанием которого является дуга окружности 360°, имеющая длину 2πR i ( рис. 43 ).

Рис. 43 . Шаговый треугольник сечения лопасти на радиусе R i .

Чтобы получить шаг гребного винта , необходимо как можно тщательнее замерить радиусы и шаговые углы для нескольких сечений каждой лопасти винта и после расчетов по формуле (1) найти среднее арифметическое значение. Однако из-за сложности конфигурации винта сделать это довольно трудно — нужны специальные приборы, так называемые шагомеры. Упростить измерение можно лишь за счет некоторого снижения точности. Известны несколько относительно простых методов измерения геометрического шага винта.

1 метод определения шага гребного винта

Из шагового треугольника, показанного на рис. 43 , видно, что для определения шага в данном сечении лопасти достаточно измерить высоту подъема винтовой линии на любом участке окружности и затем по ней вычислить полный шаг. Для этого на плотной бумаге, картоне или фанере строят сектор с углом при вершине α° ( рис. 44 ).

Рис. 44 . Схема измерения шага сечения лопасти: 1 — картон или фанера; 2 — сектор.

Из вершины сектора на 4-5 радиусах проводят части окружностей до пересечения их в точках m и n с лучами сектора. Совместив вершину сектора с осью винта, установленного горизонтально нагнетающей (кормовой) поверхностью вниз, при помощи отвесов измеряют отстояния точек m и n от соответствующих точек m’ и n’ на нагнетающей поверхности лопасти и находят разность этих отстояний

h i = h 1 — h 2 . (2)

Шаг каждого сечения лопасти можно вычислить по формуле

Н i = h i 360º / αº. (3)

Если угол при вершине сектора принять равным 36°, формула (3) еще более упростится и примет вид

Чтобы повысить точность замера шага, угол при вершине сектора целесообразно принимать возможно большим — 45° или даже 60° (если, конечно, позволяют ширины сечений лопасти винта). В этих случаях шаг сечений лопасти будет составлять

Н i = h i 360° / 45° = 8 h i (5)
или
Н i = h i 360° / 60° = 6 h i (6)

При этом лучи сектора должны проходить на некотором расстоянии от краев лопасти. Измерения и расчет шага по одной из формул (3)-(6) следует произвести для всех лопастей и найти среднее арифметическое значение шага каждого сечения. У гребных винтов постоянного шага значения Нi на всех сечениях должны быть примерно одинаковыми. У винтов с радиально переменным шагом измеренный шаг должен плавно изменяться вдоль радиуса.

2 метод определения шага гребного винта

Этот метод также основан на общей формуле (1). Здесь (согласно предложению Б. Григорьева) измеряются не углы наклона сечений лопасти, а только радиус одного сечения Rx, расположенного под шаговым углом ν = 45°. При горизонтальном положении гребного винта это сечение легко найти при помощи гибкого пластикового треугольника с углами при гипотенузе 45°. Изогнутый по окружности радиуса Rx треугольник нужно наложить гипотенузой на нагнетающую поверхность лопасти таким образом, чтобы верхний катет а — b стал горизонтальным. Вблизи искомого радиуса Rx при помощи рейки и отвеса (если нет более совершенного разметочного приспособления) на лопасти следует пробить одну-две винтовые линии ( рис. 45 ).

Рис. 45 . Схема установки гибкого треугольника на сечение лопасти гребного винта.

Читать еще:  Как правильно установить мотор на лодку

Это поможет более правильно изогнуть треугольник и более точно определить местоположение сечения лопасти, имеющего угол наклона 45°. Поскольку для найденного сечения tgν = tg45° = 1,0, формула (1) после подстановки известных значений π и ν примет совсем простой вид:

H45 = 2Rx tgν = 6,28Rx. (7)

Измерив указанным образом величины радиуса Rx на всех лопастях винта, по формуле (7) находят шаг каждой лопасти, а затем и шаг всего винта. Аналогичным образом можно измерить шаг еще на двух радиусах, лопастные сечения которых имеют шаговые углы 60° и 30°, а шаг винта определяют по формулам:

Н60 = 6,28 Rx tg60° = 10,88 Rx; (8)
Н30 = 6,28 Rx tg30° = 3,63 Rx; (9)

При помощи данного приспособления можно получить более или менее достоверные результаты лишь применительно к гребным винтам постоянного шага.

Простейший измеритель шага гребного винта

Метод, предложенный В. Полкановым состоит в том, что из толстой фанеры вырезают сектор с углом между сторонами 36° ( рис. 46 ). Отверстие в вершине сектора вырезается примерно на 2 мм больше диаметра отверстия в ступице. Если шаг замеряется на установленном на гребной вал винте, отверстие нужно сделать несколько больше гайки гребного винта или нарезной части вала. На секторе наносятся части окружностей «а» и «б» на 3-4 радиусах. Для определения шага сектор плотно прижимается к ступице, так, чтобы центр отверстия ступицы совпадал с вершиной угла сектора.

Шаг гребного винта

Шаг винта — Шаг винта одна из основных технических характеристик воздушного или гребного винта, зависящая от угла атаки его лопастей при их круговом движении в газовой или жидкостной среде. Шаг винта расстояние, пройденное поступательно винтом,… … Википедия

Гребной винт — Для термина «Винт» см. другие значения. Гребной винт Гребной винт наиболее распространённый движитель судов, а также конструктивная основа движителей … Википедия

Винт гребной — наиболее употребительный движитель морских паровых судов, представляет собою тело, напоминающее по форме крылья ветряных мельниц. Винт состоит из муфты и прикрепленных к ней лопастей числом от 2 до 6 и насаживается на конец гребного вала,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ГРЕБНОЙ ВИНТ — судовой движитель, состоящий из нескольких (3 8) лопастей, которые расположены радиально на цилиндрической или конической ступице на равных угловых расстояниях. Гребные Винты имеют различную конструкцию: цельнолитую, с поворотными (винты… … Морской энциклопедический справочник

воздушный винт — Рис. 1. Схемы воздушных винтов. воздушный винт — лопастной движитель для преобразования крутящего момента двигателя в тягу винта. Устанавливается на самолётах, винтокрылах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке, экранопланах и т. д.В. в … Энциклопедия «Авиация»

воздушный винт — Рис. 1. Схемы воздушных винтов. воздушный винт — лопастной движитель для преобразования крутящего момента двигателя в тягу винта. Устанавливается на самолётах, винтокрылах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке, экранопланах и т. д.В. в … Энциклопедия «Авиация»

воздушный винт — Рис. 1. Схемы воздушных винтов. воздушный винт — лопастной движитель для преобразования крутящего момента двигателя в тягу винта. Устанавливается на самолётах, винтокрылах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке, экранопланах и т. д.В. в … Энциклопедия «Авиация»

воздушный винт — Рис. 1. Схемы воздушных винтов. воздушный винт — лопастной движитель для преобразования крутящего момента двигателя в тягу винта. Устанавливается на самолётах, винтокрылах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке, экранопланах и т. д.В. в … Энциклопедия «Авиация»

Гребной винт — наиболее распространённый судовой Движитель. Состоит из насаживаемой на гребной вал ступицы с лопастями, расположенными на равных угловых расстояниях одна от другой, под некоторым углом к продольной оси вала (рис. 1). Различают Г … Большая советская энциклопедия

Воздушный винт — пропеллер, движитель, в котором радиально расположенные профилированные лопасти, вращаясь, отбрасывают воздух и тем самым создают силу тяги. В. в. состоит из втулки, расположенной на валу двигателя, и лопастей, имеющих вдоль размаха… … Большая советская энциклопедия

Читать еще:  Нужно ли регистрировать лодку пвх без мотора

Выбор гребного винта

Одна из наиболее актуальных тем в кругу водномоторников – это подбор гребного винта. Какие преимущества даёт оптимальный винт? Подбор — насколько это дорого? Что обозначают числа на ступице винта?

Мы постараемся получить сегодня исчерпывающие ответы на эти и другие вопросы:

Для чего нужно подбирать гребной винт?

Разновидности гребных винтов

Разнообразие марок, моделей и мощностей лодочных моторов требует огромного количества гребных винтов. Они различаются по:

  • шагу (расстоянию, которое проходит винт за один оборот без учёта скольжения);
  • диаметру (окружности, описываемой наиболее удалёнными от центра точками лопастей);
  • дисковому отношению (отношению суммарной площади лопастей к площади круга с диаметром, равным диаметру винта);
  • количеству лопастей (обычно 3, реже 4 или 2);
  • материалу (сталь углеродистая и нержавеющая, алюминиевый сплав, пластик);
  • конструкции ступицы (резиновый демпфер, сменная втулка, сменные лопасти);
  • конструкции ступицы (выхлоп через ступицу или под антикавитационной плитой);
  • диаметру ступицы;
  • количеству шлицов втулки.

Маркировка винтов

Наносится на ступицу или лопасти, используются дюймовые размеры.

Обычно выглядит следующим образом:

11 ¼ х 15 – G – такую маркировку наносит на свой винт Ямаха.

Первое число обозначает диаметр лопастей, второе число – шаг винта.

Некоторые производители добавляют в маркировку количество лопастей и направление вращение винта, например:

13 х 19 3RH, или 3 х 10-3/8 х 11 R, где цифра «3» — количество лопастей, RH или R – правое вращение.

Если на винт нанесен только номер по каталогу, например, 3231-100-15, то расшифровка пишется на упаковке:

  • Material: Stainless Steel
  • Pitch (шаг): 15
  • Blade (лопасти):
  • Diameter: 10
  • Engine (мотор): Yamaha

Расчет гребного винта

Для точного расчета необходимо знать:

  • Размерения судна
  • Килеватость
  • Водоизмещение
  • Размерения в зоне ватерлинии
  • Наличие и расположение реданов
  • Мощность и максимальные обороты двигателя
  • Редукцию и многие другие параметры.

Наша задача – научиться рассчитывать с приемлемой точностью требуемые параметры алюминиевого винта под имеющуюся глиссирующую моторную лодку, располагая минимумом информации.

Для этого нам понадобятся следующие данные:

  1. Желаемая максимальная скорость. Указывается в паспорте на лодку или берется от аналогичных комплектов. Естественно, не стоит указывать скорость 70 км/ч, имея мотор 30 л/с на прогулочной лодке, нужно рассматривать реальные значения.
  2. Обороты максимальной мощности двигателя. Указаны в табличке, размещенной на струбцине мотора либо в моторном отсеке. Также данные присутствуют на сайтах продавцов лодочных моторов.
  3. Передаточное отношение редуктора (узнаём из инструкции к мотору или из Интернета).

Для расчета шага скоростного винта используем соотношение:

H = 750V/n, где V – скорость в км/ч, n – число оборотов гребного вала.

В качестве примера приведём расчеты для килеватого глиссирующего корпуса длиной 17 футов с подвесным мотором Suzuki DF90ATL.

  • Максимальная частота вращения коленчатого вала: 5300 – 6300 оборотов в минуту;
  • Передаточное отношение: 2,59
  • Максимальную скорость обозначим 68 км/ч.
  1. Находим максимальные обороты гребного вала: 6300 : 2,59 = 2432 оборотов в минуту.
  2. Считаем шаг: 750 х 68 : 2432 = 20,97″. Округляем до 21″.

Штатный винт имеет размерность 3 х 13 ¾ х 19, то есть достаточно близко к вычисленному. Его оставляем для движения с полной загрузкой и буксировки лыжника. В качестве скоростного приобретаем 21 шаг.

Поскольку обычно шаг и диаметр винта взаимосвязаны, в рамках одного шага предлагается не более двух – трёх различных диаметров винтов. Поэтому будем руководствоваться следующим правилом: если у нас мотор максимально разрешенной мощности, выбираем больший диаметр, если средней или минимальной – то меньший.

Для точного подбора винта следует взять под залог в магазине несколько винтов с шагом, близким к расчетному. После этого необходимо произвести замеры скорости лодки и оборотов двигателя. Следует заметить, что в некоторых регионах крупные продавцы водно-моторной техники периодически проводят фестивали винтов, где любой желающий может попробовать приглянувшийся винт, а также получить консультацию специалистов.

Читать еще:  Права на моторную лодку

Выбор оптимального винта

Говоря про соответствие винта мотору и корпусу, можно провести определённую градацию.

  • Тяжёлый винт. Двигатель не развивает полных оборотов, выход на глиссирование затруднен. Необходимо уменьшать шаг.
  • Скоростной винт. Максимальные обороты и скорость достигаются только с малой загрузкой и верхнем положении гидроподъёма («трима»).
  • Универсальный. С минимальной загрузкой мотор развивает максимальные обороты, с полной загрузкой позволяет выйти на глиссирование.
  • Грузовой винт. Позволяет легко выходить на глиссирование с полной загрузкой путём некоторой потери скорости, максимальные обороты достигаются уже со средней нагрузкой.
  • Слишком лёгкий винт. Лодка сильно недобирает в скорости, мотор превышает максимально допустимые обороты (т.н. «перекрут»), срабатывает ограничитель оборотов. В этом случае нужен винт с большим шагом.

Количество лопастей также влияет на ходовые качества комплекта. Наибольшее распространение получили трехлопастные винты, реже встречаются с четырьмя лопастями. Двухлопастные и пятилопастные в повседневной эксплуатации практически не применяются.

В общем случае можно сказать, что четырехлопастной винт будет более грузовым, чем трехлопастной за счёт большего дискового отношения. Обычно его выбирают, когда нужна большая тяга, а поставить винт увеличенного диаметра не позволяет конструкция редуктора.

Вопрос — ответ

Сегодня мы пригласили эксперта, который ответит на наиболее частые вопросы читателей, касающиеся гребных винтов.

Как проще проверить, насколько подходит к катеру имеющийся винт?

-Нужно замерить обороты в «полный газ» с максимальной и минимальной загрузкой. Обороты должны находиться в пределах, рекомендованных изготовителем. Если мотор «недобирает» оборотов – поставьте винт с меньшим шагом, если происходит «перекрут», то есть превышение оборотов – то шаг требуется увеличить.

Сколько лопастей лучше – 3 или 4?

-Смотря что требуется от лодки. Если нужна устойчивая минимальная скорость глиссирования, грузоподъемность, больший упор – то 4 лопасти имеют определенные преимущества. Если важнее скорость налегке – то выбираем винт с тремя лопастями.

Следует иметь в виду, что за счет большего упора обороты четырехлопастного винта будут приблизительно на 100 меньше, чем трехлопастного аналогичного диаметра и шага.

Какой винт лучше – алюминиевый или стальной?

-Опять же, что важнее для пользователя. Если нужна максимальная скорость, возможность максимального увеличения ходового дифферента тримом без возникновения подхвата воздуха, то стальной винт предпочтительнее. Но он сильнее нагружает редуктор за счет большей массы и стоит гораздо дороже.

Для повседневной эксплуатации вполне подходит алюминиевый винт. Относительно недорогой, он обладает весьма достойными гидродинамическими характеристиками, к тому же при ударе о подводное препятствие меньше вероятность повреждения вертикального и гребного валов, а также деталей редуктора за счет более хрупких лопастей.

Если же вы решите провести эксперимент со стальным винтом, следует иметь в виду, что стальной винт нужно брать с шагом на 1″ меньше, чем алюминиевый.

При выходе на глисс такое ощущение, что «буксует сцепление» Как с этим бороться? Винт с виду целый.

-Возможно, провернулся демпфер, находящийся между втулкой и ступицей. Попробуйте установить другой винт – ситуация должна измениться.

-Как продлить срок службы винта?

-Основная рекомендация — избегать касания дна: внимательно следить за изменением глубины и пользоваться гидроподъёмом при прохождении проблемных мест: отмелей, подводных препятствий.

-Обязательно ли использовать оригинальный винт?

-Нужно понимать, что многие оригинальные винты сделаны на тех же предприятиях, что и «неоригинал». Существует ряд проверенных производителей, выпускающих качественную замену оригиналу при более низкой цене. Поэтому говорить о необходимости использования именно оригинальных винтов некорректно.

К сожалению, формат статьи не позволяет максимально подробно рассмотреть все нюансы подбора винта, но основные вопросы мы рассмотрели, и теперь при необходимости можем подобрать наиболее подходящий винт для моторной лодки или катера. Тем, кто заинтересовался темой и хочет изучить теорию гребных винтов, можно порекомендовать труды Х. Баадера, Л.Л. Хейфеца, В.В. Вейнберга, а также книгу «Гребные винты. Современные методы расчета» В. Бавина и др.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector