Редуктор подвесного лодочного мотора не имеет переключения передач, то есть передаточное число постоянно. Чтобы максимально эффективно реализовать мощность двигателя, нужно правильно подобрать гребной винт, то есть найти такие параметры, при которых достигается:

• лучший выход на глиссирование;
• максимальные обороты двигателя в пределах, установленных заводом - изготовителем;
• максимальная скорость либо грузоподъёмность (в зависимости от требуемого результата).

Помимо очевидных показателей, оптимальный винт способствует:

• экономии топлива;
• увеличению ресурса мотора;
• снижению шумности двигателя.

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

Существует множество программ для расчета параметров гребного винта глиссирующего судна. Некоторые из них способны справиться с поставленной задачей с приемлемой точностью, например, используя диаграммы Папмеля, однако окончательный подбор характеристик производится эмпирическим путём, то есть методом тестовых заездов.

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.

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?

-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.

Для хорошего выбора винта нужно знать несколько понятий:

диаметр винта - тут все просто - это диаметр, описываемый лопастями винта;

шаг винта - это расстояние, которое винт пройдет, сделав один оборот без учета проскальзывания;

проскальзывание (по английски "Slip") - разница между реальным шагом и шагом винта (появляется из-за частичного стекания воды с лопастей);

дисковое отношение - отношение площади лопастей к площади описываемого круга.

Самый важный параметр, на который обращают внимание в первую очередь - шаг винта. Это главная характеристика, влияющая на нагрузку мотора. Чем больше шаг, тем больше скорость, при этом мотор должен развивать максимально разрешенные паспортные обороты. Если вы не гений проектирования гребных винтов - обязательно используйте тахометр при выборе шага винта. Диаметр винта имеет большое значение, но производители винтов давно привели этот параметр в соответствии с мощностями, оборотами и крутящим моментом моторов. Поэтому обычно верно - чем выше шаг винта, тем меньше диаметр и наоборот. Компания Yamaha производит некоторые винты, отличающиеся диаметром и дисковым отношением для более тщательного подбора. Обратитесь к специалисту - он обьяснит, стоит ли применять нестандартные винты. От величины проскальзывания зависит КПД движительного комплекса. Чем меньше проскальзывание, тем выше КПД и наоборот. Обычно верно так же утверждение, что чем меньше оборотов развивает мотор (при положении дросселя - полный), тем выше проскальзывание и, соответственно, ниже КПД. Нормальным можно считать проскальзывание 18 процентов.

Ваши шаги при выборе винта, если ваш мотор развивает обороты, отличающиеся от паспортных:

если обороты ниже - уменьшите шаг винта, принимая во внимание что обычно уменьшение шага на 1 дюйм (25.4 мм) повысит обороты примерно на 200;

если обороты выше - сделайте так же, как предложено выше, но наоборот.

Ваши шаги при выборе винта, если вас интересует более быстрый выход на глиссирование, либо меньшая скорость глиссирования (это может быть важно для экономичного крейсерского движения не на полных оборотах):

выбирайте винт с большим дисковым отношением - например четырехлопастной винт Solas (немного снизит скорость на максимальных оборотах) или винты Wilde blade от Michigan (дисковое отношение увеличится меньше, чем при применении четырехлопастного винта, но и максимальная скорость не снизится). При этом обороты двигателя немного упадут;

выбирайте винт с большим диаметром, если такие винты существуют и мощность мотора достаточна. При этом обороты двигателя немного упадут и при увлечении винтами чрезмерно большими диаметрами (например, самостоятельно изготовленными) повысится вероятность повреждения редуктора.

Ваши шаги при желании получить максимальную скорость:

используйте нержавеющие винты, еще лучше нержавеющие полированные винты, еще лучше нержавеющие вентилируемые полированные винты. При этом обороты немного могут возрасти;

для достижения максимальных скоростей используйте винты с высоким КПД на больших скоростях, например Ballistic от Michigan. При применении трехлопастных винтов этой серии обороты возрастут существенно, поэтому возможно, имеет смысл увеличить шаг, при применении четырехлопастных винтов (если энерговооруженность вашего судна высока) обороты, скорее всего не увеличатся из-за уменьшения проскальзывания.

Гребные винты Yamaha

Yamaha - крупнейший в мире производитель лодочных моторов и гребных винтов. Выбрав винт компании Ямаха вы получите надежность, качество и меньшую по сравнению с другими производителями стоимость, а также более чем столетний опыт в изготовлении гребных винтов. При производстве гребных винтов компания Yamaha придерживается собственных оригинальных разработок и воплощает их в различных сериях винтов.

стандартные гребные винты Ямаха - используются в стандартной комплектации мотора при производстве. Диаметр и шаг винта рассчитываются исходя из колличества лошадиных сил лодочного мотора;

скоростные гребные винты Ямаха - это специально разработанные винты для эксплуатации при высоких скоростях. На сегодняшний день это лучшие серийные винты для достижения высокой скорости. При грамотно подобранном винте можно рассчитывать на прирост скорости до 8% и само собой, экономию топлива;

грузовые гребные винты Ямаха - устанавливаются на судна большой грузоподъемности. Благодаря соотношению лопастей, диаметра и шага винта обеспечивается наибольшая тяговая сила, при этом плавсредство не очень много теряет в скорости.

В этой публикации мы постараемся доступно дать рекомендации по подбору гребного винта для вашего лодочного мотора.

Вам наверняка уже известно, что для лодочных моторов существует множество гребных винтов. Одни отличаются формой, количеством лопастей, материалом изготовления. Другие вообще с виду похожи друг на друга как две капли воды. Но давайте будем постепенно прояснять ситуацию. У всех гребных винтов есть три общих параметра. Это шаг, диаметр и количество лопастей.

Шаг винта

Шагом винта является расстояние, которое пройдет винт в идеально твердой среде за один оборот. Раз речь идет о расстоянии, значит, и шаг необходимо измерять в соответствующих единицах. Обычно это дюймы или миллиметры. Хотим оговориться, что в реальных условиях винт не будет проходить указанное в шаге расстояние т.к. вода не является идеально жесткой средой и у винта будет наблюдаться эффект проскальзывания.

Диаметр винта

Диаметр винта измеряется по внешней стороне лопастей. Напрямую по этому параметру можно только косвенно определить тип винта (является ли винт тяговым или скоростным). Больший диаметр винта дает лучший упор и предотвращает проскальзывание под большой нагрузкой. Обычно диаметр винта определяется конструкцией самого двигателя и подбирается максимально возможным для данного мотора. Из теории. Если имеем два винта с одинаковым шагом но разными диаметрами, то винт с большим диаметром даст больший упор и большую нагрузку на мотор.

Количество лопастей

Простой параметр, который указывает на количество лопастей гребного винта. Наибольшее распространение получили винты с тремя лопастями. Они доказали свою универсальность и подходят для подавляющего большинства маломерных гражданских судов. Тем не менее, начинают набирать популярность винты с четырьмя лопастями. Они обеспечивают больший упор и позволяют уменьшить время выхода судна в режим глиссирования.

Итак, перейдем непосредственно к рекомендации по подбору винта. Сразу скажем, что точно подобрать винт к конкретному комплекту лодка+мотор+вес можно только экспериментальным путем. Но есть ряд теоретических правил, которые помогут подобрать винт. Для расчета нам понадобятся некоторые данные, часть которых можно найти в инструкции по эксплуатации вашего мотора. Итак, нам необходимо знать максимальные обороты двигателя (измеряются в количестве оборотов коленчатого вала в минуту, например 5000-6000 об/мин), передаточное число редуктора, которое обычно изображается в виде дроби (например 1.85:1), статистически достижимую скорость моторной лодки (следует применять реальные параметры, соотнося мощность мотора и общий вес комплекта). Мы хотим сказать, что не следует требовать от мотора в 10 л.с. скоростей в 60 км/ч при полном весе комплекта в 400 кг. Необходимо использовать реально достижимые параметры. Зная эти параметры, подставим их в универсальную формулу:

H=20,5*V/n

H – Шаг в дюймах, который мы подбираем;

n – Количество оборотов гребного вала винта (не следует путать этот параметр с оборотами коленчатого вала двигателя).

Давайте разберемся на примере. Допустим мы имеем надувную лодку и мотор Yamaha 15FMHS (15 л.с.). Мы хотим достичь реальной скорости 40 км/ч при легкой загрузке. Знаем, что максимальные обороты данного мотора составляют 5500 об/мин. Передаточное число редуктора 2.08. Вычислим частоту вращения вала гребного винта (параметр “n”) по формуле:

W – Частота оборотов коленвала лодочного мотора, об/мин;

L – Передаточное число редуктора.

Сначала найдем частоту вращения вала гребного винта: n=W/L=5500/2.08=2644 об/мин

Рассчитаем шаг по формуле: H= 20,5*V/n=20,5*40/2644=0,31м или 12 дюймов.

Подставив данные в формулу, получили шаг в 12 дюймов. Этот винт является винтом с максимально доступным шагом для данного мотора. Мы не рекомендуем выбирать винты с максимальным шагом т.к. любой дополнительный вес может создать условия, при которых мотор не разовьет своих максимальных оборотов, как итог – снижение скорости и повышенный износ мотора. Вместо этого есть рекомендация взять винт на шаг меньше расчетного. Единственное исключение – стальные полированные винты. В силу своего веса они работают как маховик, имеют большую инерцию и снижают нагрузку на вал мотора.

Итак, примерный шаг найдет. Настало время испытать его. Винт считается правильно подобранным, если при ходовых испытаниях мотор развивает свои максимальные обороты на текущей лодке с текущей загрузкой. Чтобы в этом удостовериться, необходим тахометр (прибор, который замеряет обороты двигателя). Но все мы, когда подбираем винт, преследуем цель достичь оптимальных разгонных характеристик и итоговой скорости. Эти параметры у каждого свои. Кто-то предпочитает быстрый разгон (например, в замусоренном водорослью водоеме) и тогда выбор будет в пользу винтов с меньшим шагом, кто-то плавный разгон, но большую итоговую скорость (тогда подбирают больший из возможного шаг). В любом случае помните, что мотор должен выходить на свои рабочие/максимальные обороты. Это будет свидетельствовать о том, что мотор отдает свою полную мощность и работает в штатном режиме. Винт с меньшим шагом всегда будет предпочтительней винта с большим шагом т.к. может выступать в роли запасного или при превышении штатной загрузки в роли тягового. Скоростные винты обычно имеют более узкое поле применения.

P.S. Материал продолжает дорабатываться и изменяться. Если у вас есть вопросы или пожелания, пожалуйста, присылайти их на электронный адрес, указанный внизу сайта

Страница 1 из 2

Перед покупкой винта для катера или лодки необходимо определиться с целью - необходимо ли достичь максимально возможной скорости или максимальной грузоподъемности. С одним винтом невозможно решить эти задачи, однако можно подобрать компромисс - винт для наиболее используемых режимов.

Правильнее будет иметь на борту два винта и использовать их в зависимости от загрузки. Тем более второй винт - запасной.

Лодочные винты различаются по диаметру, шагу, числу лопастей и материалу, из которого винт изготовлен. Диаметр и шаг как правило проштампованы или отлиты сбоку или на ступице гребного винта.

Расшифровка маркировки гребного винта:
(1) Диаметр гребного винта (в дюймах)
(2) Шаг гребного винта (в дюймах)
(3) Тип гребного винта (марка)

С одним и тем же винтом можно достичь максимальной скорости и наибольшей грузоподъемности?

Нет. Для достижения высокой скорости используются шаг или диаметр, неподходящие для грузоподъемности - где совершенно другие рабочие условия. Если хотите обойтись одним винтом, то решите, что является самым важным, исходя из этого и выбирайте винт.

Какой винт лучше - 3 или 4 лопасти?

Для большинства катеров рекомендуются винты с 3 лопастями. Эти винты обеспечивают хороший разгон и работу на основной скорости.
Tрехлопастной винт имеет меньшее сопротивление и позволяет (теоретически) развить большую скорость. Четырехлопастной имеет больший упор, скорость с данным винтом на режимах от малого хода до 2/3, должна быть выше.
Винты с 4 лопастями имеют бо́льшее дисковое отношение, такие винты рекомендуются для бо́лее тяже́лых лодок и катеров с корпусами высокой эффективности, оснащенными более мощными двигателями.

По сравнению с 3 лопастями, они лучше "работают" при разгоне, наиболее эффективны при буксировке воднолыжников и парашютистов, и обладают меньшим количеством вибраций на высоких скоростях.

Для моего катера есть винт 13" и 14" диаметра. Меньший диаметр с большим шагом - это же самое?

a - диаметр винта; b - шаг винта.

Шагом нельзя заменить диаметр. Диаметр непосредственно связан с мощностью двигателя, количеством оборотов в минуту и скоростью, на которую указывают ваши требования.

Если эксплуатационные режимы предполагают 13" диаметр, то при установке 12" будет уменьшена его эффективность.

Необходимо ли использовать высокую температуру, чтобы установить или снять винт?

Нагрев никогда не должен использоваться при установке винта, и поэтому редко требуется для его снятия.
Если невозможно снять винт используя мягкий молоток, может помочь легкий аккуратный нагрев паяльной лампой. Не используйте сварочную горелку, поскольку быстрая, резкая высокая температура изменит структуру бронзы, создав внутренние напряжения, могущие привести к расколу ступицы.

Каково преимущество использования второго винта - левого вращения?

Два винта, работающих в одном направлении на лодках (судах), создают реактивный момент. Другими словами, два правых винта будут наклонять влево.
Два винта противоположного вращения на одинаковых двигателях устранят этот реактивный момент, потому что левый винт уравновесит правый. Это приведет к лучшему прямолинейному движению и управлению на высокой скорости.
Поэтомо часто устанавливаются 2 мотора с винтами разного вращения.

Три самых распространенных материала винта - сложная пластмасса, алюминий и нержавеющая сталь

Каждый имеет различия в цене и эксплуатации. (Бронза - обычно используется на более медленных катерах и яхтах.) Материал винта определяет его применение на двигателях различной мощности.

Пластмассовые винты катеров - используются на двигателях меньше чем 50hp (предпочтительнее меньше чем 20hp). Много водномоторников, используют пластмассовый винт как запасной, а не как штатный. Хотя они дешевле, но их эффективность ограничена прогибающимся под нагрузкой лопастями, неспособными сохранить форму, из за относительной слабости тонких пластмассовых лопастей.
Большинство пластмассовых винтов не может быть восстановлено, хотя некоторые лопасти можно купить поштучно для замены. Ни одни винты до настоящего времени не имеют лучших свойств, чем винты, сделанные из металлов - хороший винт должен иметь длительный срок службы и поддаваться ремонту. Пока имеющиеся пластмассы проигрывают по всем этим параметрам.

Алюминиевые винты - большинство катеров, укомплектованы алюминиевыми винтами. Алюминиевые винты относительно недороги, легки при восстанолении, и при нормальных условиях могут прослужить много лет. Алюминиевые винты используются на двигателях до 150hp.
Алюминиевые винты немного более дороги чем пластмасса, но работают более эффективно благодаря уменьшенной толщине лопасти, меньше прогибаются под нагрузкой, лучше держат форму лопасти. Алюминиевые лопасти при небольшом повреждении достаточно ремонтопригодны.

Нержавеющая сталь - более дорога, но намного более прочна и долговечна чем алюминий. Нержавеющая сталь дорога, но оправдывает цену, потому что она лучше всего и с наименьшими потерями передают мощность. Наиболее универсальные и дорогие винты - из нержавеющей стали. Сталь чрезвычайно прочна, позволяя лопасти иметь наименьшую толщину, насколько это возможно, благодаря чему уменьшается сопротивление в воде, а благодаря ее прочности - устраняется прогиб. Несмотря на то, что лопасть имеет малую толщину, она достаточно прочна.
Сталь ремонтопригодна после ударов о затопленное препятствие, но есть другая сторона всех плюсов - больше вероятность погнуть вал.

Стальной гребной винт или алюминиевый

Популярная тема на водно-моторных форумах: одни приписывают стальным винтам чудодейственные свойства, другие же доказывают, что это не более чем блестящий понт, который со временем губит лодочного мотора.

Изначально лодочный мотор может продаваться и вовсе без винта – как правило это модели средней и большой мощности. В этом случае владелец подбирает гребной винт исходя из имеющегося катера и его потребностей.
Как правило стальной винт докупается к уже имеющемуся алюминиевому, который переходит в разряд запасного на катере водкомоторника. Приобретая стальной винт водкомоторник сравнивает такие основные показатели:

Цена - cтальной винт стоит в несколько раз дороже алюминиевого.

Вес - стальной винт в несколько раз тяжелее. Это нисколько не влияет на разгонную динамику, хотя такие аргументы часто и выдвигаются "специалистами".
Факт: гонщики, которые борются доли доли секунд быстроты разгона - используют исключительно стальные винты.

- более тяжелый стальной винт не создает большую нагрузку на подшипники ступицы гребного вала.

Упор, создаваемый гребным винтом при движении водкомоторки, составляет десятки, и сотни килограммов – на этом фоне вес самого винта практически незаметен.
Причиной износа подшипников гребного вала скорее может быть дисбаланс лопастей, вызывающий вибрацию при вращении винта.

- при установленном стальном винте передний ход или реверс включаются более «жестко», нежели с алюминиевым.
подвесного лодочного мотора не имеет сцепления или фрикционных синхронизаторов – шестерни переднего и заднего хода включаются жестко, через кулачковую муфту - «храповик». Смягчает «удар» при включении только резиновый амортизатор, запрессованый в ступицу винта.
Выход из положения один – холостые обороты должны быть отрегулированы и находиться в норме (обычно 650–850 об/мин).

Конструкция - сечение лопасти (толщина) у стального винта вдвое тоньше алюминиевого. Это позволяет получить более высокий КПД на высоких скоростях.

Алюминиевые винты изготавливаются простым методом кокильного литья, накладывающим определенные ограничения на конфигурацию и не отличающимся прецизионной точностью.

Стальные винты отливают по специальным формам, что обеспечивает более высокую точность и позволяет создавать практически любые формы. Практически каждый стальной винт доводится вручную. Отсюда высокая себестоимость и цена стальных винтов.

Гребные винты для лодочных моторов и способы увеличения скорости.

Что полезно знать из теории.

Как работает гребной винт (рис. 211) . 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 P , создающую упор гребного винта, и силу Т, образующую крутящий момент, который преодолевается двигателем.

Упор в большой степени зависит от угла атаки а профиля лопасти (рис. 212) . Оптимальное значение угла атаки для быстроходных катерных винтов 4-8°. Если а больше оптимальной величины, то мощность двигателя непроизводительно затрачивается на преодоление большого крутящего момента; если же угол атаки мал, подъемная сила и, следовательно, упор Р будут невелики, мощность двигателя окажется недоиспользованной.

На схеме, иллюстрирующей характер взаимодействия лопасти и воды, угол атаки а можно представить себе как угол между направлением вектора скорости набегающего на лопасть потока W и нагнетающей поверхностью. Вектор скорости потока W образован геометрическим сложением векторов скорости поступательного перемещения V а винта вместе с судном и скорости вращения v r т. е. скорости перемещения лопасти в плоскости, перпендикулярной оси винта.

Винтовая поверхность лопасти. На рис. 212 показаны силы и скорости, действующие в каком-то одном определенном поперечном сечении лопасти, расположенном на определенном радиусе r гребного винта. Окружная скорость вращения v r зависит от радиуса, на котором сечение расположено ( v r = 2π r n , где п - число оборотов винта, об/сек). Скорость же поступательного движения винтя v а остается постоянной для любого сечения лопасти.

Таким образом, чем больше r , т. е. чем дальше расположен рассматриваемый участок от оси винта, тем больше окружная скорость v r , а следовательно, и суммарная скорость W .

Так как сторона V а в треугольнике рассматриваемых скоростей остается постоянной, то по мере удаления сечения лопасти от центра необходимо разворачивать лопасти под большим углом к оси винта, чтобы угол атаки а сохранял оптимальную величину, т. е. оставался одинаковым для всех сечений. 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.

Представить сложную винтовую поверхность лопасти помогает рис. 213. Лопасть при работе винта как бы скользит по направляющим угольникам, имеющим на каждом радиусе разную длину основания, но одинаковую высоту - шаг, и поднимается за один оборот на величину 1 шага Н. Произведение же шага на число оборотов ( Hn ) представляет собой теоретическую скорость перемещения винта вдоль оси.

Скорость лодки, скорость винта и скольжение .

При движении корпус судна увлекает за собой воду, создавая попутный поток, поэтому действительная скорость встречи винта с водой V а всегда несколько меньше, чем теоретическая скорость винта Нп. У быстроходных глиссирующих мотолодок разница невелика - всего 2- 5%, так как их корпус скользит по воде и почти не «тянет» ее за собой. У катеров со средней скоростью хода эта разница составляет 5-8%, а у тихоходных водоизмещающих глубокосидящих катеров достигает 15-20%.

Сравним теперь теоретическую скорость винта Нп со скоростью его фактического перемещения V а относительно потока воды (рис. 214) . Пусть это будет «Казанка», идущая под мотором «Вихрь» со скоростью 42 км/ч (11,7 м/с). Скорость натекания воды на винт окажется на 5% меньше: V а = (1 -0,05)*11,7 = 11,1 м/с.

Гребной винт на «Вихре» имеет шаг Н = 0,3 м и число оборотов п = 2800: 60 = 46,7 об/с. Теоретическая скорость винта.

Нп =0,3*46,7 = 14 м/с.

Таким образом, мы получаем разность Нп - V а = 14 - 11,1 = 2,9 м/с.

Эта величина, называемая скольжением, и обуславливает работу лопасти винта под углом атаки а к потоку воды, имеющему скорость W . Отношение скольжения к теоретической скорости винта в процентах называется относительным скольжением. В нашем примере оно равно

S = (Нп- V a )\ H n =2.9\14=0.207=20.7%

Максимальной величины (100%) скольжение достигает при работе винта на судне, пришвартованном к берегу. Наименьшее скольжение (8-15%) имеют винты легких гоночных мотолодок на полном ходу; у винтов глиссирующих прогулочных катеров скольжение составляет 15-25%, у тяжелых водоизмещающих катеров 20- 40%, а у парусных яхт, имеющих вспомогательный двигатель, 50-70%.

Легкий или тяжелый гребной винт.

Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых зависит степень использования мощности двигателя, а следовательно, и возможность достижения наибольшей скорости хода судна.

Каждый двигатель имеет свою так называемую внешнюю характеристику - зависимость снимаемой с вала мощности от числа оборотов коленчатого вала при полностью открытом дросселе карбюратора. Такая характеристика для подвесного мотора «Вихрь», например, показана на рис. 215 (кривая 1). Максимум мощности в 22 л. с. двигатель развивает при 5000 об/мин.

Мощность, которая поглощается на данной лодке гребным винтом в зависимости от числа оборотов мотора, показана на этом же рисунке не одной, а тремя кривыми - винтовыми характеристиками 2, 3 и 4, каждая из которых соответствует определенному гребному винту, т. е. винту определенного шага и диаметра.

И при увеличении шага, и при увеличении диаметра винта выше оптимальных значений лопасти захватывают и отбрасывают назад слишком большое количество воды; упор при этом возрастает, но одновременно увеличивается и потребный крутящий момент на гребном валу. Винтовая характеристика 2 такого винта пересекается с внешней характеристикой двигателя 1 в точке А; это означает, что двигатель уже достиг предельного- максимального значения крутящего момента и не в состоянии проворачивать вал с большим числом оборотов, т. е. не может развить номинальное число оборотов и соответствующую ему номинальную мощность. В данном случае положение точки А показывает, что двигатель отдает всего 12 л. с. мощности вместо 22 л. с. Такой гребной винт называется гидродинамически тяжелым.

Наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), упор и потребный крутящий момент будут меньше, поэтому двигатель не только легко разовьет, но и превысит номинальное значение числа оборотов. Режим его работы будет характеризоваться точкой С. Как мы видим, и в этом случае мощность двигателя используется не полностью, а работа на слишком высоких оборотах сопряжена с опасно большим износом деталей. При этом надо подчеркнуть, что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт называется гидродинамически легким.

Для каждого конкретного сочетания судна и двигателя существует оптимальный гребной винт. Для рассматриваемого примера такой оптимальный винт имеет характеристику 3, которая пересекается с внешней характеристикой двигателя в точке В, соответствующей его максимальной мощности.

Сказанное можно иллюстрировать таким примером. Дюралевая «Казанка» с 20-сильным мотором «Вихрь», имеющим штатный гребной винт диаметром 240 и шагом 300 мм, с двумя человеками на борту развивает скорость 42 км/ч. Если этот же мотор с тем же винтом поставить на другую лодку - «Нептун», более тяжелую и имеющую иные обводы, скорость ее с той же нагрузкой составит 36 км/ч, а с четырьмя пассажирами - снизится до 14 км/ч. Гребной винт, близкий к оптимальному для «Казанки», на «Нептуне» становится тяжелым. Заменим его другим винтом, имеющим тот же диаметр, но шаг, уменьшенный до 240 мм. Скорость «Нептуна» (при той же мощности) возрастает до 41 и 36 км/ч соответственно только благодаря тому, что винт стал близким к оптимальному для данной лодки при данной нагрузке.

При расчете винта его шаг и диаметр вычисляют с учетом сопротивления воды движению данного судна при определенной осадке (нагрузке) и на заданной скорости хода судна, имея в виду определенное число оборотов и мощность устанавливаемого двигателя.

Общее правило таково: для легких быстроходных лодок требуются винты с большим шагом или шаговым отношением Н\ D , для тяжелых и тихоходных - с меньшим.

При обычно применяемых двигателях с числом оборотов 1500-5000 об/мин оптимальное шаговое отношение Н/ D составляет: для гоночных мотолодок и глиссеров 0,9-1,4; легких прогулочных катеров 0,8-1,2; водоизмещающих катеров 0,6-1,0 и очень тяжелых тихоходных катеров 0,55-0,80. Следует иметь в виду, что эти значения справедливы, если гребной вал делает примерно 1000 об/мин на каждые 15 км/ч скорости лодки; при ином числе оборотов вращения вала необходимо применять редуктор.

Диаметр винта существенно влияет на загрузку двигателя. Например, при увеличении D всего на 5% приходится повышать мощность двигателя почти на 30%, чтобы получить то же число оборотов винта. Это следует учитывать, если требуется «облегчить» тяжелый винт: иногда бывает достаточно лишь немного подрезать концы его лопастей.