Работа гребного винта

Таким образом, на судно с одним винтом правого вращения боковая сила, возникающая благодаря влиянию попутного потока, действует только при движении судна вперед и независимо от направления вращения винта стремится сместить корму в сторону левого борта. С уменьшением осадки кормой и, особенно, при частичном оголении винта боковая сила реакции возрастает. При этом независимо от направления вращения винта в верхней части диска за счет влияния близкой поверхности тангенциальная скорость потока меньше, чем в нижней. Скос потока в верхней половине струи направлен вправо, а в нижней — влево. При движении вперед после дачи заднего хода судно обычно начинает разворачиваться вправо, постепенно ускоряя поворот. Для этого развернем лопасти у ступицы под большим углом, чем у концов. Получим винтовую поверхность с постоянным шагом Н. Представить винтовую поверхность помогает рис. Лопасть при вращении винта как бы скользит по направляющим угольникам, поднимаясь за один оборот вдоль оси на величину шага Н - рис. Произведение же шага на частоту вращения Ни дает теоретическую скорость перемещения винта вдоль оси, если бы его лопасти скользили по шаговым угольникам рис.

  • Арзамас где ловить рыбу
  • Лодки катамаранного типа из пвх с надувным дном
  • Как и на что ловить белого карася
  • Обзор рюкзаков для рыбалки
  • Скорость лодки, скорость винта и скольжение. При движении лодка увлекает за собой воду, создавая попутный поток, поэтому скорость встречи винта с водой va всегда несколько меньше, чем скорость судна. Однако при волнении они очень быстро оголяются колесо одного борта вхолостую вертится в воздухе, тогда как колесо противоположного полностью погружается под воду, до предела нагружая ведущую тяговую машину , что делает их практически непригодными для мореходных кораблей вплоть до конца третьей четверти XIX веке их использовали по большому счёту лишь ввиду отсутствия альтернативы, а также вспомогательной роли парового двигателя на парусно-паровых кораблях тех лет. Тем не менее, всеобщее признание гребной винт снискал не сразу. Хотя сам принцип действия гребного винта никогда не был секретом, но только в году английский изобретатель англ.

    работа гребного винта

    Francis Pettit Smith сделал решающий шаг, оставив от длинной спирали Архимедова винта только один виток. Смит установил гребной винт на небольшой пароход водоизмещением 6 тонн. Первоначальный винт Смита представлял собой часть винтовой поверхности прямоугольного образования, соответствующую одному целому шагу. Одновременно со Смитом и независимо от него разрабатывал применение гребного винта как движителя известный изобретатель и кораблестроитель швед Джон Эрикссон. В том же году он предложил другую форму гребного винта, представлявшую собой гребное колесо с лопастями, поставленными под углом. Как работает гребной винт? Гребной винт преобразует вращение вала двигателя в упор - силу, толкающую судно вперед. При вращении винта на поверхностях его лопастей, обращенных вперед - в сторону движения судна засасывающих , создается разрежение, а на обращенных назад нагнетающих — повышенное давление воды. В результате разности давлений на лопастях возникает сила Y ее называют подъемной Разложив силу на составляющие — одну, направленную в сторону движения судна, а вторую перпендикулярно к нему, получим силу Р, создающую упор гребного винта, и силу Т, образующую крутящий момент, который преодолевается двигателем. Вектор скорости потока W образован геометрическим сложением векторов скорости поступательного перемещения Va винта вместе с судном и скорости вращения Vr, т.

    Гребной винт

    На рисунке показаны силы и скорости, действующие в каком-то одном определенном поперечном сечении лопасти, расположенном на каком-то определенном радиусе r гребного винта. Таким образом, чем больше r, т. 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 a сохранял оптимальную величину, т.

    работа гребного винта

    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. Явление засасывания связано с тем, что гребной винт, работающий вблизи кормы, увеличивает скорость потока, омывающего кормовую часть корпуса и тем самым уменьшающего давление воды на корму.

    работа гребного винта

    Из-за этого судно как бы притормаживается, что можно выразить некоторым увеличением сопротивления воды. Чем ближе к корме расположен винт и чем полнее корма, тем больше сказывается эффект засасывания. На работу гребного винта влияет также наклон его оси по отношению к набегающему потоку воды и к горизонту. В первом случае падает КПД винта, во втором — уменьшается упор. Гребные винты маломерных судов. Максимальный КПД с узкими лопастями — больше.

    Принцип работы и устройство гребного винта

    КПД винта достигает максимума при значениях шагового отношения от 1,4 до 1,8, постепенно возрастая с увеличением этого отношения до значения 1,5 и резко падая после значения 2,0. Можно считать достаточно близкими к оптимальным режимы работы винтов с относительным скольжением s в пределах 0,1 — 0,3, соответствующим относительной поступи. На практике величины относительного скольжения маломерных судов имеют следующие значения: Шаговые отношения применяемых винтов находятся в пределах: Дисковое отношение достигает максимальной величины у тяжелых водоизмещающих катеров 0,6 — 0,8. У прогулочных средних и легких судов оно лежит в диапазоне 0,3 — 0,5, у гоночных мотолодок 0,6 — 1,2. Как правило, на маломерных судах применяют трехлопастные винты. Двухлопастные винты используют только на спортивных мотолодках, где удается реализовать их преимущества, и в маломощных подвесных моторах из-за упрощения технологии изготовления. В самом деле, винт с несколько большим диаметром, но несколько меньшим шагом нагрузит двигатель так же, как и винт с меньшим диаметром и большим шагом. Однако из этого множества согласованных винтов только один винт, с конкретными значениями D и H, будет обладать наибольшим КПД. Такой винт называется оптимальным. Целью расчёта гребного винта как раз и является нахождение оптимальных величин диаметра и шага. Эффективность работы гребного винта оценивается величиной его КПД, т. Не вдаваясь в подробности, отметим, что главным образом КПД некавитирующего винта зависит от относительного скольжения винта, которое в свою очередь определяется соотношением мощности, скорости, диаметра и частоты вращения.

    работа гребного винта

    При увеличении скольжения КПД быстро падает: Подобным же образом КПД уменьшается до нуля, когда вследствие больших оборотов при малом шаге упор винта равен нулю. Однако следует еще учесть взаимовлияние корпуса и винта. При работе гребной винт захватывает и отбрасывает в корму значительные массы воды, вслед ствие чего скорость потока, обтекающего кормовую часть корпуса повышается, а давление падает. Этому сопутствует явление засасывания, т. Здесь t — коэффициент засасывания, величина которого зависит от скорости движения судна и обводов корпуса в районе расположения винта. 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. Общий пропульсивный КПД комплекса судно—двигатель—гребной винт вычисляется по формуле:

    Игорь 14.12.2017

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *