Шаг винта и скорость лодки

Статьи > Выбор гребного винта для достижения лучшего КПД

Для начала, необходимо определиться с постановкой задач для своего катера или мотолодки. Важна большая максимальная скорость, уверенный и скорейший выход на глиссер с максимальной загрузкой, или же нужна скорость оптимальная для троллинга. Не всегда возможно решить все эти задачи установкой одного винта, однако всегда можно подобрать компромисс, т.е. оптимально комфортный винт для нужных режимов. Можно, конечно, возить с собой два или три винта, на все случаи жизни, но практика показывает, что нам просто лениво заниматься переустановкой винтов. Правда, существуют еще винты с изменяемым шагом, о которых мы недавно писали, но не будем зацикливаться на них и рассмотрим другие варианты.

Стальной или алюминиевый? Определяемся с материалом, из которого выполнен винт.

Плюсы стального винта.

КПД стального винта лучше, чем у алюминиевого (легкосплавного) это достигается за счет малой толщины лопасти, более сложной модели крыльчатки и лучшей зеркальности поверхности. Стальной винт меньше подвержен кавитации. Как следствие он имеет высокие скоростные характеристики, до 5-7% прибавка в скорости в сравнении с алюминиевым аналогом.

Прочность стального винта позволяет не стираться о песчаное дно, на нем не образуется, выщерблен. Стальной винт может без изменения геометрии лопастей справиться с небольшим ударом о топляк или дно.

Стальной винт не коррозирует в соленой воде.

Минусы стального винта.

Стоимость стального винта выше, чем алюминиевого. В случае удара о камень стальной винт окажет нбольшее сопротивление, чем алюминиевый и значительная часть разрушительной энергии удара перейдет на редуктор редуктор и вал. Следствием может быть деформация частей редуктора, что намного хуже повреждения самого винта.

Плюсы алюминиевого винта.

Относительно недорогая цена (особенно у неоригинальных винтов производства SOLAS для моторов Suzuki, Tohatsu, Selva, Mercury, Mariner, Yamaha, Johnson/Evinrude, Honda) Ремонтопригодность, В случае жесткого удара о камень или топляк — минимальный ущерб для дорогостоящих деталей редуктора двигателя, винт примет часть энергии удара на себя.

Минусы алюминиевого винта.

Мягкий алюминиевый винт стирается о песчаное дно, образующиеся на его лопастях выщерблены (от песка поднимаемого винтом при движении по мелководью) создают дополнительную турбулентность и уменьшают КПД. Геометрия лопастей может меняться при столкновении с незначительными препятствиями – затопленные коряги, бутылки.

Подбор лодочного винта по шагу.

Шаг винта – это основная техническая характеристика. Шаг винта соответствует расстоянию, которое пройдет винт в плотной среде, без проскальзывания, за полный оборот и измеряется в дюймах. Это угол наклона лопасти к горизонтальной оси крыльчатки. Чем больше шаг (угол наклона лопасти), тем больший упор создает винт при вращении. Упор создаваемый при вращении переходит в энергию движения мотолодки или катера. Шаг винта напрямую влияет на максимальные обороты подвесного лодочного мотора. Чем шаг меньше – тем большие максимальные обороты может развить мотор. Наша задача подобрать шаг винта так, что бы при максимально открытой дроссельной заслонке обороты двигателя находились в рабочем диапазоне рекомендованным производителем лодочного мотора.

Получим и хороший выход на глиссирование, и достойную максимальную скорость и самое главное – правильную работу двигателя без лишнего износа.

Разберем подбор шага на примере катера:

Катер длинной 5.5 метра без транцевых плит. Мотор 115 л.с. четырех тактный, рабочий диапазон 5400 – 5900 об в мин. Загрузка – 5 человек на борту.

Шаг винта 15; Максимальные обороты 6200; Макс. Скорость 65 км/ч
Быстрый выход на глиссирование, после 5500 оборотов скорость не увеличивается. Тенденция к перекручиванию мотора. Повышенная нагрузка на шатуны. Винт слишком гидродинамически легкий.

Шаг винта 17; Максимальные обороты 5900; Макс. Скорость 72 км/ч
Нормальный выход на глиссирование, скорость увеличивается до 5700 об в мин. Двигатель работает комфортно. Винт оптимальный.

Шаг винта 19; Максимальные обороты 5400; Макс. Скорость 75 км/ч
Затяжной выход на глиссирование, скорость равномерно увеличивается до 5400 об в мин. Показано максимальное значение скорости. Двигатель работал с явным натягом. Винт тяжеловат. Но если высадить трех пассажиров, то нормально. Скорость не вырастает, но выход на глиссер уверенный.

Шаг винта 21; Максимальные обороты 5000; Макс. Скорость 65 км/ч
На глиссер вышли, только оставшись вдвоем на катере. Повышенная нагрузка на поршневую группу мотора. Повышенный расход топлива. Винт гидродинамически тяжелый.

В данном примере специально не указаны водоизмещение, обводы катера, марка двигателя – эти характеристики индивидуальны, но принцип изменения технических показателей будет примерно одинаков.

Правило – изменение шага винта на один дюйм (25,4 мм) забирает/добавляет у двигателя 150 – 200 оборотов в минуту.

Винты с четырьмя лопастями.

Все выше написанное относилось к трех лопастным винтам. Однако, существуют винты с четырьмя и более лопастями. Винты с четырьмя лопастями активно применяются. Например компания HONDA изначально комплектует свои подвесные лодочные моторы четырех лопастными винтами.

Читать еще:  Ямаха эндуро

Наличие еще одной лопасти плюсы и минусы.

Плюсы: Меньшая скорость глиссирования, можно экономить топливо, мягкая работа на малом ходу особенно удобно для троллинга 4 – 7 км в час. Возможность при тех же оборотах что и с трех лопастным винтом, выводить на глиссер мотолодку с еще большим грузом.

Минусы: Меньшая максимальная скорость судна по сравнению с трех лопастным винтом того же шага, потеря скорости до 10%.

Правило — изменение шага винта на один дюйм (25,4 мм) забирает/добавляет у двигателя 250 – 300 оборотов в минуту.

Подведем итоги: Выбор винта дело индивидуальное. Желательно что бы двигатель был оборудован тахометром.

Поскольку мы имеем более чем десятилетний опыт установки и продажи винтов, нашим специалистам известны варианты оптимального подбора винтов для различных комплектаций катеров и двигателей. Наши менеджеры www.boats24.ru всегда готовы оказать помощь в выборе винта, так что звоните по телефонам указанным на сайте, спрашивайте.

+7 ( 921 ) 845-9353

Наш новый адрес:
Улица Савушкина, 89

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.

Читать еще:  Сиденье на лодку пвх своими руками

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

Выбор оптимального винта

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

  • 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.

Пять важных моментов, от которых зависит скорость лодки

1. Установка лодочного мотора на транец лодки .

Все знают, что лодочный мотор должен находиться точно посередине транца, а вот регулировке лодочного мотора относительно нижней точки транца обычно не придают значения, хотя этот фактор очень важен, для глиссирующих лодок. Только при правильной установке мотора по высоте достигается максимальная скорость и экономичность.

Читать еще:  Rib лодки

Антикавитационная плита лодочного мотора должна располагаться на уровне от 0 до 25 мм ниже днища лодки, как правило, нужное заглубление подбирается экспериментальным путём, и зависит от килеватости лодки. При недостаточном заглублении гребной винт будет хватать воздух, в результате чего будет возникать кавитация, при большом заглублении возникает излишнее сопротивление подводной части ноги лодочного мотора.

2. Регулировка угла наклона лодочного мотора (дифферента).

Необходимый угол наклона лодочного мотора относительно транца лодки определяется положением антикавитационной плиты в режиме глиссирования. Антикавитационная плита должна быть параллельна водной поверхности, или параллельно днищу лодки.

При слишком маленьком углу установки мотора, лодка будет поднимать корму, и опускать нос, при сильно большом лодка начнёт дельфинировать это может привести к потере управления и перевороту. Регулировка угла наклона лодочного мотора осуществляется путём перестановки регулировочного штыря в соответствующее отверстие, такую регулировку проводят на заглушенном двигателе.

3. Подбор шага гребного винта.

Основные характеристики гребного винта это диаметр, шаг, увод лопасти. На заводе при комплектации лодочного мотора, чтобы добиться большей универсальности применения лодочного мотора, как правило, ставят винт с меньшим шагом (грузовой). Установив, мотор с таким винтом на надувную моторную лодку из ПВХ мы получаем низкую скорость и превышение паспортных оборотов двигателя, что негативно сказывается на его работоспособности и сроке службы. Встречается и противоположное явление, когда газ открыт не полностью 3/4, а скорость уже не растёт и большее открытие ручки газа приводит только к увеличению расхода топлива. Оба этих случая возникают из-за неправильно подобранного винта. Наша главная задача подобрать такой винт, что бы на данной лодке при Вашей загрузке, лодочный мотор мог работать во всём диапазоне оборотов, в результате мы получим максимальную скорость и экономичность.

Для решения этой задачи нам просто необходим тахометр и GPS навигатор . При движении лодки на штатном винте замеряем две величины скорость и обороты двигателя. Если скорость моторной лодки не повышается, а обороты двигателя не достигли максимальных, значит, нам нужно шаг винта уменьшить, если ситуация обратная растёт скорость и растут обороты выходя за рекомендованные заводом изготовителем для данного мотора, тогда нужно шаг винта увеличить. Увеличение шага винта при том же диаметре на 1 дюйм снижает обороты двигателя примерно на 200 об/мин, и наоборот уменьшение шага винта повышает обороты двигателя. Также и диаметр гребного винта влияет на обороты двигателя, но это уже более сложный путь и используют его больше в спорте.

4. Распределение веса в лодке.

В надувных лодках оснащённых моторами малой мощности 4-6 л.с. выход на глиссирование возможен, только если соблюдать определённые правила распределения груза. Поскольку мощность лодочного мотора буквально граничит с возможностью перейти из водоизмещенного режима в глиссирующий от шкипера требуются определённые навыки, ведь скорость глиссирующей лодки в полтора раза выше, при меньшем потреблении топлива.

Рассмотрим самую распространённую ситуацию, когда Вы сидите на задней банке, максимально сдвинувшись к транцу. Лодка приподнимает нос и пытается выйти на глиссирование, но что-то ей мешает, не хватает буквально пол лошадиной силы. Так чего же нам на самом деле не хватает? Ответ прост, во время выхода на глиссирование под днищем лодки собирается воздух на языке водомоторников «бревно» если шкипер пересядет вперёд к центру лодки то поможет лодке через него перевалить, и сразу почувствует прибавку в скорости при тех же оборотах двигателя. Такое перемещение шкипера поможет поднять скорость лодки даже на моторе мощностью 2.5 л.с. с 7-8 км/ч до 12-13км/ч правда это будет не полноценный выход на глиссирование, а так называемый переходный режим.

Не бойтесь экспериментировать, возьмите с собой GPS навигатор и найдите в лодке такое положение при котором лодка будет идти с максимальной скоростью, для мотора мощностью 4л.с. скорость 20 км/ч вполне достижимая величина.

5. Гидрокрыло на лодочный мотор.

Изначально гидрокрыло (гидрофоил) получило большое распространение при установке на мощные лодочные моторы, которые устанавливали на короткие лодки, что бы убрать «кобру» при выходе на глиссирование. Но как оказалось на практике данное приспособление при установке на моторы малой мощности помогает им выйти на глиссирование в случая когда, казалось бы, глиссирование невозможно из-за малой мощности лодочного мотора. Происходит это потому что крыло установленное на антикавитационной плите лодочного мотора создаёт дополнительную подъёмную силу и помогает маломощному лодочному мотору вытолкнуть лодку на глиссирование.

Изготовление и регулировка гидрокрыла процесс довольно кропотливый, но полученные результаты стоят затраченных сил и времени. Когда лодка 2,90 м. под мотором 3,5 л.с. уверенно выходит и идёт в режиме глиссирования.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector