Гребные винты уменьшенного шага для мотора «Вихрь» — самодельный винт для подвесного лодочного мотора

Идя навстречу пожеланиям читателей, публикуем рабочие чертежи гребных винтов уменьшенного шага для подвесного мотора «Вихрь», подготовленные в ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова. Еще раз напоминаем, что при эксплуатации моторов с этими самодельными гребными винтами совершенно необходим контроль числа оборотов коленчатого вала при помощи тахометра любого вида. Число оборотов не должно превышать номинальное — 5000 об/мин.

Винты можно отлить из алюминиевого сплава, латуни или бронзы, либо сделать сварными, приварив стальные лопасти к предварительно изготовленной на токарном станке стальной ступице. Как это сделать, достаточно подробно говорится в книгах:

— Л. М. Кривоносов «Гребной винт к твоей лодке», изд-во ДОСААФ, 1970 г.;

— Э. Э. Клосс «Моторный катер «Турист», изд-во ДОСААФ, 1960 г.;

— Л. Л. Романенко и Л. С. Щербаков «Моторная лодка», изд-во «Судостроение», 1971 г.;

— И. П. Розанов «Технология изготовления гребных винтов малых размеров», Судпромгиз, 1962 г.

Теоретический чертеж самодельного гребного винта для подвесных моторов «Вихрь» и «Вихрь-М»

увеличить, 607 КБ
Характеристики винта: вращение — правое; диаметр — 240; шаг на r=0,7D (H_cp) — 240 и 264; число лопастей — 3; дисковое отношение θ=0,51; шаговое отношение на 0,71D (H_cp/D) — 1,0 и 1,1; мощность мотора — 20-25 л. с.; число оборотов винта 2600-3000 об/мин; материал — алюминиевый сплав.
1 — входящая кромка лопасти; 2 — выходящая кромка лопасти; 3 — линия наибольших толщин лопасти; 4 — контур боковой проекции лопасти; 5 — разрез лопасти по линии наибольших толщин; 6 — профиль спрямленного корня лопасти; 7 — ось лопасти.

Испытания комплекта винтов для «Вихря», о результатах которых рассказывалось в статье «Потерянные силы», несколько позднее продолжались на серийной мотолодке «Крым». Программу этих испытаний составили таким образом, чтобы можно было построить зависимость скорости лодки от ее нагрузки и шага винта (на «Вихрь» ставились гребные винты с шагом 240, 264 и 300 мм). Полученные результаты (построенные по ним графики приводятся в данной статье) подтверждают все сделанные ранее выводы. Хочется дополнительно отметить лишь следующее: благодаря проделанной работе с подгонкой винта на этих испытаниях удалось установить своеобразный рекорд: «Крым» выходил на глиссирование при удельной нагрузке вплоть до 35 кг/л. с., в то время как в подавляющем большинстве случаев для прогулочно-туристских мотолодок заводской постройки этот показатель не достигает и 30 кг/л. с.

Зависимость скорости мотолодки «Крым» с мотором «Вихрь» от нагрузки и шагового отношения гребных винтов

1 — винт с шагом 240; 2 — винт с шагом 264; 3 — винт с шагом 300 мм.

Многие читатели восприняли результаты уже первых проведенных ЦНИИ и редакцией испытаний как некую сенсацию; некоторые, как выяснилось, даже подозревают наличие какого-то секрета в форме винтов. Специалисты оценили результаты проще: «так оно и должно быть».

Повторяем: весь секрет заключается в необходимости согласования характеристик лодки, двигателя и винта. Важность этого доказывается приводимым графиком «упор (тяга) винта — сопротивление глиссирующей лодки».

Зависимость сопротивления глиссирующей мотолодки и тяги гребных винтов

R — кривая сопротивления мотолодки; P_с — кривая упора «согласованного» винта; Р_τ — кривая упора «тяжелого» винта; М — максимум сопротивления мотолодки («горб»).

Радиальное изменение кромочного шага лопасти. 1 — винт с шагом 240; 2 — винт с шагом 261.

На «тяжелом» винте невозможно получить упор такой величины, который был бы больше максимального значения гидродинамического сопротивления при переходе из режима плавания в режим «глиссирования» — горба сопротивления. Ясно, что лодка с таким тяжелым винтом горба сопротивления не преодолеет и сможет достичь лишь меньшей скорости V_τ, т. е. останется на режиме плавания. «Согласованный» винт позволяет лодке с тем же мотором перевалить за горб сопротивления, после чего она еще продолжает разгоняться и достигает скорости V_c на режиме глиссирования.

Естественно, следует учитывать, что понятия «согласованный» и «тяжелый» винт относительны, так как справедливы лишь для одного определенного сочетания характеристик лодки и двигателя. Винт, «согласованный» для лодки с малой нагрузкой, может оказаться «тяжелым» для той же лодки, но с большей нагрузкой; бывает и наоборот, что «тяжелый» винт при уменьшении нагрузки становится «согласованным».

Результаты, полученные при одинаковых нагрузке (водоизмещении) лодки, мощности двигателя и элементах винта, но на лодках, отличающихся по размерениям и килеватости днища, неизбежно будут различаться. Это необходимо помнить тем любителям, которые собираются изготовить новые винты, чтобы использовать результаты проведенных испытаний в своей практике.

Еще одно замечание. Гребные винты, использованные при испытаниях, представляли собой упрощенные модели, предназначенные лишь для проверки эффективности изменения (уменьшения) шага. Они имели три симметричные лопасти с сегментным профилем, постоянное распределение шага по радиусу и небольшой наклон лопастей к оси винта назад. Такая форма обеспечивала технологичность изготовления единичных экземпляров винтов — с одной стороны, и высокую устойчивость против кавитации — с другой, но к. п. д. их был даже несколько ниже, чем винтов, имеющих авиационный профиль лопастей. Именно поэтому авторы работы не сочли возможным рекомендовать их для изготовления. На основе результатов испытаний Общественным конструкторским бюро ЦНИИ имени А. Н. Крылова были спроектированы новые гребные винты, чертежи которых и приводятся в настоящей статье.

Построение шаговых угольников (размеры b₁ и b₂ даны на теоретическом чертеже винта).

Таблица величин для построения шаговых угольников

r=R	h	Hcp=264		Hcp=240
		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	—

Винты имеют саблевидные лопасти со значительным наклоном к оси винта и переменным профилем (сегментным у концов лопастей с постепенным переходом в авиационный вблизи ступицы). Для повышения к. п. д. шаг винтов принят переменным по радиусу лопасти. Кромки лопастей имеют толщину, достаточную для обеспечения их прочности. Таким образом, можно считать, что принятая форма и характеристики рекомендуемых гребных винтов обеспечивают им более высокие тяговые характеристики, устойчивость против кавитации и необходимую прочность.

Первый отзыв об эксплуатационных качествах этих самодельных винтов получен из Ялты от владельца «Прогресса» с подвесным мотором «Вихрь-М» Ю. А. Данилевского. Изготовленный в полном соответствии с приводимым чертежом новый винт был всесторонне испытан им, после чего Ю. А. Данилевский сообщил:

«Новый винт обеспечивает мягкое трогание с места при включении реверса; при увеличении числа оборотов сразу чувствуется приемистость и сила тяги; мотор работает мягче — нет нагрузочных стуков, которые мы наблюдаем при работе со штатным винтом, «Прогресс» заметно становится более послушным, маневренным; сила этого винта заставляет его взбираться на волну высотой 0,7-1,3 м легко и быстро».

Эти испытания проводились при водоизмещении лодки 600 кг, но можно ожидать, что такие же высокие результаты будут при нагрузках «Прогресса» до 700 кг.

Интересно, что в тех же условиях — на том же «Прогрессе», с тем же мотором — были испытаны обычный штатный винт и штатный винт с уменьшенным по рекомендациям статьи «Потерянные силы» (см. здесь) диаметром (Н=230 мм). Как пишет Ю. А. Данилевский, «штатный винт с подрезанными лопастями показал промежуточные результаты между штатным и новым винтами».

Л. Г. Махаринский, «КиЯ» 47/1974 г.

В раздел «Лодочные моторы»

Наш Telegram-канал: https://t.me/motolodki_katera. Присоединяйтесь!

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

добавить страницу в избранное