Главная страница Контакты Карта сайта Поиск по сайту:
Barque.ru
Следить за появлением новых статей:
Читать @barque_ru
 
  • Судостроение
  • Моторы
  • Проекты
  • Спорт
  • Консультации
  • Кругозор
  • Истории
  • Главная / Судостроение / Моторные суда / 2002 год / Выбор гребного винта для мотора «Вихрь-30»
    Подкатегории раздела
    Парусные суда Моторные суда Технологии Экранопланы


    Поделитесь информацией
    Твитнуть


    Похожие статьи
    Крепление гребного винта мотора «Вихрь»
    Выбор места установки гребного винта
    Выбор геометрических характеристик гребного винта
    Съемник гребного винта для мотора «Нептун»
    Выпуск отработавших газов через ступицу гребного винта на «Вихре»
    Мотор «Вихрь-М» с левым вращением винта
    Приспособление для удаления демпфера из гребного винта «Вихря»
    Проверка гребного винта
    Из опыта эксплуатации подвесного мотора «Вихрь»
    Полезные мелочи для мотора «Вихрь»
    Принцип работы и устройство гребного винта
    Изготовление модели гребного винта из оргстекла
    Электронная система зажигания для мотора «Вихрь»
    Хранение мотора «Вихрь» на транце лодки «Прогресс»



    Выбор гребного винта для мотора «Вихрь-30»

    Год: 2002. Номер журнала «Катера и Яхты»: 180 (Все статьи)
              0



    Сегодня среди отечественных подвесных моторов (ПМ) "Вихрь-30" остается самым мощным и, пожалуй, наиболее распространенным, несмотря на рыночное разнообразие зарубежных ПМ любой мощности (ведь цены на них, увы, пока заоблачны).

    Для "Вихря-30" со штатным окрашенным гребным винтом (ГВ) оценки скорости хода и топливной экономичности на серийных мотолодках (МЛ) различных типов и при их разной загрузке в свое время были приведены автором в "КиЯ" №168, №171, №173. Ниже такие же ходовые характеристики даны для целого семейства "вихревских" ГВ (табл. 1). Это позволяет получить достаточно объемное представление о возможностях и предпочтительных областях применения "Вихря-30" с разными ГВ.

    Указанные в табл. 1 предельные скорости глиссирующих МЛ соответствуют максимально допустимой частоте вращения коленчатого вала, равной 5000 об/мин. Отметим, что в отличие от предыдущих публикаций приводимые ниже оценки для ПМ "Вихрь-30" со штатным окрашенным ГВ получены с помощью стандартной компьютерной программы при повышенной точности съема информации (за счет масштабирования) с опубликованных графических материалов по "Вихрям".

    На рис. 1 приведены результаты расчетов. Нумерация кривых на рисунке соответствует номерам ГВ в табл. 1.

    Какие же выводы можно сделать об особенностях использования ГВ на моторе "Вихрь-30"?

    Информация об изображенииРис. 1. Графики зависимостей эффективного упора и частоты вращения от скорости хода
    Рис. 1. Графики зависимостей эффективного упора и частоты вращения от скорости хода
     
    Прежде всего заметим, что ГВ № 3 и 4 с измененными по отношению к "базовому" штатному ГВ № 2 геометрическими параметрами являются "гидродинамически легкими" ("КиЯ" №31), из-за чего с ними, в частности, достигаются лишь более низкие предельные скорости.

    Далее. Упор в зависимости от скорости хода наших по-разному "облегченных" ГВ изменяется по отношению к "базовому" ГВ тоже по-разному. Так, у ГВ № 3 с уменьшенным диаметром упор начинает ощутимо (более чем на 1%) возрастать при понижении скорости примерно с 34 км/ч; при скорости 18 км/ч прирост упора достигает 7%. А у ГВ № 4 с уменьшенным шагом прирост упора более значителен: в диапазоне скоростей от предельно допустимой (26 км/ч) до 18 км/ч он составляет от 4 до 20%. При этом ощутимое преимущество грузового ГВ № 4 перед обрезанным ГВ № 3 наблюдается только при скорости ниже примерно 24 км/ч (рис. 1).

    Наконец, поскольку полировка ГВ снижает его предельно допустимую скорость (см. табл. 1), формально ее можно рассматривать как еще один прием гидродинамического облегчения ГВ. Однако в отличие от изменения геометрических параметров ГВ полировка дает весьма ощутимый прирост упора во всем диапазоне скоростей: 14-12% при скоростях 20-40 км/ч.



    Все это позволяет дать конкретные рекомендации по применению различных ГВ на ПМ "Вихрь-30" с целью достижения наибольшей величины упора и, соответственно, скорости хода.

    Во-первых, при штатном полированном ГВ № 2 на скорости хода выше 34 км/ч (частота вращения 4500 об/мин) нет смысла заменять этот ГВ гидродинамически облегченными ГВ № 3 и 4.

    Во-вторых, сменный грузовой ГВ № 4 на скорости хода ниже 24 км/ч (частота 4900 об/мин) всегда более эффективен, чем обрезанный ГВ № 3 и, тем более, штатный полированный ГВ № 2. В то же время на скоростях хода от 24 до 34 км/ч (частоты от 4300 до 4850 об/мин) именно этот обрезанный ГВ № 3 является оптимальным. Наконец, во всем этом диапазоне скоростей хода полировка ГВ всегда приводит к существенному выигрышу в величине упора и скорости хода.

    Информация об изображенииРис. 2. Графики зависимостей тяговой работы, выполненной на 1 кг топлива
    Рис. 2. Графики зависимостей тяговой работы, выполненной на 1 кг топлива
     
    На рис. 2 приведены зависимости "тяговой" топливной экономичности ("КиЯ" №173) от скорости хода для наших ГВ. Этим графикам соответствует табл. 2 параметров экономичного полного хода, включающая в себя также 3%-ные интервальные оценки, аналогичные приведенным в "КиЯ" №173 для других отечественных ПМ.

    Главная особенность графиков на рис. 2 — их принципиальное различие для штатных ГВ № 1 и 2, с одной стороны, и гидродинамически облегченных ГВ № 3 и 4, с другой. Если у штатных ГВ наилучшая топливная экономичность е0 достигается при скорости хода v0 (частоте вращения) меньшей, чем предельно допустимая vпр (см. также "КиЯ" №173), то у ГВ, гидродинамически облегченных за счет изменения их геометрии, наилучшая топливная экономичность наблюдается при предельно допустимой скорости (частоте вращения).

    Сопоставление данных по упору и "тяговой" топливной экономичности показывает, что приведенные выше рекомендации по применению различных ГВ сохраняются и с учетом требований к топливной экономичности — возможное ее ухудшение не выходит за пределы 3%-ного допуска.



    Какие же конкретные выводы об экономичных режимах работы на полном ходу можно сделать на основе табл. 2?


    Во-первых, можно сравнить между собой различные ГВ по уровню, образно говоря, "потерянных сил, скорости и литров" ("КиЯ" №41). Так, больше всего мощности недобирает штатный окрашенный ГВ № 1 — около 6% максимальной (порядка 2.0 л.с.); меньше (около 1 л.с.) недобирает ГВ № 2, в то время как у гидродинамически облегченных ГВ № 3 и 4 недобора мощности нет.

    Несколько больше разница по потерям скорости: если у штатных ГВ № 1 и 2 эти потери составляют соответственно около 30 и 20%, то облегченные ГВ № 3 и 4 работают на предельных для них скоростях.

    По "тяговой" топливной экономичности лидируют ГВ № 2 и 3: они на 10% экономичнее грузового ГВ № 4. Но, увы, эти лидеры все же существенно (примерно на 20%) уступают ПМ "Нептун-23" и "Привет-22" даже с их штатными окрашенными ГВ ("КиЯ" №173).

    Наконец, табл. 2 позволяет наглядно увидеть, какой именно выигрыш в скорости и топливной экономичности дает полировка штатного ГВ при движении МЛ экономичным полным ходом. Если в этом случае выигрыш в скорости составляет 6%, то выигрыш в топливной экономичности еще больше — 9%. При этом доля "потерянных сил" уменьшается вдвое (и в 3%-ном интервале экономичной скорости тоже).

    Заметим, что по сравнению с данными "КиЯ" №173, уточненные гидродинамические расчеты несколько понизили для штатного окрашенного ГВ величину экономичной скорости полного хода, а также 3%-ного интервала для этой скорости.




    Перейдем к оценке конкретных ходовых возможностей "Вихря-30" с разными ГВ на примерах ряда отечественных серийных МЛ ("КиЯ" №168). Напомним, что для части из них ("Крым", "Днепр", "Серебрянка") кривые буксировочного сопротивления были получены в опытовом бассейне ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, исходя из представления о ПМ как неотъемлемой части корпуса МЛ (независимо от режима движения — глиссирующего или водоизмещающего). Это отличается от подхода автора, при котором ПМ в режиме глиссирования рассматривается как независимый толкач-буксировщик ("толкач на транце" — см. "КиЯ" №143 и №173). В связи с этим в указанные кривые буксировочного сопротивления были внесены поправки, исключающие сопротивление подводной части "Вихря".


    Для того чтобы полнее представить ходовые возможности "Вихря-30", дополнительно рассмотрены также более тяжелые глиссирующие МЛ "Кафа-2500" ("КиЯ" №36) и испытанная там же в ЦНИИ МЛ "Роса" (по проекту Л.Г. Махаринского и Ю.А. Голдобина: длина — 5.0 м; ширина на миделе — 1.61 м; килеватость на транце и на миделе — 14°).

    В табл. 3 для каждого из "вихревских" ГВ, соответствующих табл. 1, приведены скорости хода МЛ при определенном водоизмещении D и центровке xg, а также величины "транспортного" показателя топливной экономичности Е, который учитывает гидродинамическое качество данной МЛ и равен транспортной работе, произведенной МЛ на 1 л топлива ("КиЯ" №171 и №173). Прочерк в графе скорости означает, что с данной загрузкой МЛ не выходит на глиссирование. В скобках указаны скорости, которые выше предельно допустимой для данного ГВ. Центровка характеризуется расстоянием от центра тяжести до транца, выраженным в долях наибольшей длины МЛ.


    Кстати, сравнение данных табл. 3 с аналогичными данными, приведенными в "КиЯ" №168, показывает, что введение упомянутых выше поправок, исключающих сопротивление подводной части "Вихря" для МЛ "Крым", "Днепр" и "Серебрянка", повысило оценки скорости их хода под ПМ "Вихрь-М" со штатным окрашенным ГВ № 1 в среднем почти на 20%.

    Данные табл. 3 свидетельствуют, что на практике уменьшение диаметра штатного ГВ у "Вихря-30" редко оказывается целесообразным. А вот уменьшение шага расширяет сферу применения "Вихря-30" на область глиссируюших МЛ большого водоизмещения. Хотя, по-видимому, желателен не столь радикальный переход от "штатного" шага 0.3 м к шагу 0.24 м (что подтверждают и данные этой же табл. 3 по грузовому ГВ № 4 на менее мощном "Вихре-М"). К сожалению, данные гидродинамических испытаний сменного "вихревского" грузового ГВ с шагом 0.282 м ("КиЯ" №112) отсутствуют.

    Значения (табл. 3) "транспортной" топливной экономичности конкретных МЛ подтверждают общий и достаточно парадоксальный вывод, сделанный в "КиЯ" №171, о том, что этот показатель растет с увеличением водоизмещения (загрузки) глиссирующей МЛ. Кроме того, еще раз подтверждается вывод о том, что более мощный "Вихрь-30", увы, уступает по транспортной экономичности "Вихрю-М" (по крайней мере, с ГВ № 1). Наконец, как видно из табл. 3, уменьшение диаметра ГВ не дает выигрыша в транспортной экономичности.

    Из табл. 3 следует, что полировка даже не в экономичном режиме полного хода благоприятно сказывается не только на скорости — ее средний прирост для МЛ таблицы составляет 5%, но и на "транспортной" топливной экономичности; прирост последней равен в среднем 3.2%.



    В табл. 4 приведены, образно говоря, оценки гармоничности "союза винта и корпуса" ("КиЯ" №82) для "вихревских" ГВ и корпусов рассмотренных выше конкретных МЛ. При заданной скорости хода этот союз можно характеризовать, с одной стороны, недобором мощности по сравнению с предельной скоростью Vup ("потерянные силы"), с другой — недоиспользованием ресурса топливной экономичности по сравнению с оптимальной экономичной скоростью v0 ("потерянные литры").

    Сведения о потерях мощности и экономичности, приведенные в табл. 4, выражены в процентах по отношению к паспортной максимальной мощности и наилучшей топливной экономичности е0 из табл. 2. Если считать, что 3%-ные допуски на величины потерянных сил и литров характеризуют "гармоничный" союз винта и корпуса, то выделенные в табл. 4 значения относятся к неудачным парам "винт—корпус".

    Как видно из табл. 4, практически все МЛ под "Вихрем-М" со штатным ГВ № 1 "глубоко несчастливы в своем союзе": недобор мощности у этих пар порядка 20%(!), хотя с топливной экономичностью дело обстоит относительно благополучно. У "Вихря-30" с этим же ГВ № 1 существенно меньше средний недобор мощности — около 8% при практическом отсутствии потерь экономичности.

    Полировка штатного ГВ, как и следовало ожидать, благотворно сказывается в первую очередь на использовании мощности — теперь потеря мощности равна в среднем всего лишь 2.8% (стала меньше в 3 раза!).

    Наиболее гармоничен союз винта и корпуса у сильно загруженных МЛ под ПМ "Вихрь-30" с обрезанным ГВ № 3; для МЛ "Прогресс-2", "Казанка-5" и "Воронеж" с максимальной загрузкой потери мощности вообще отсутствуют. Единственное исключение — не очень удачный корпус "Кафы-2500", для которого потери мощности и экономичности превышают 10%. Правда, здесь ситуацию исправляет грузовой ГВ № 4 "Вихря-30", который является также единственным "союзником" МЛ "Роса" с водоизмещением почти в тонну (950 кг), обеспечивая в обоих случаях незначительные потери мощности.

    Итак, материал настоящей статьи, вместе с публикациями в "КиЯ" №168, №171 и №173, дает нашему водномоторнику достаточно полное, как надеется автор, представление о ходовых характеристиках основных отечественных ПМ в сочетании с серийными отечественными МЛ. Возникает закономерный вопрос: а как быть с зарубежными ПМ и МЛ? Ведь информации об испытаниях этих ПМ и МЛ в опытовом бассейне, насколько известно автору, нет, и вряд ли она будет доступна, даже если фирмы-производители ею располагают. Где же выход?

    Для МЛ такой выход почти очевиден — построение кривой буксировочного сопротивления на ходовых испытаниях, когда буксирный трос снабжен динамометром, так, как это было сделано, например, в "супертесте" на мерной миле "КиЯ" (№174) для надувных МЛ "трехметрового" класса. (Жаль только, что водоизмещение измерялось условными единицами — количеством человек, из-за чего нельзя, например, оценить гидродинамическое качество этих МЛ).

    Оказывается, достаточно простой выход есть и для ПМ! И здесь нам тоже поможет журнал "КиЯ": в №84 за 1980 г. описан способ измерения упора ПМ (и, естественно, сопротивления глиссирующей МЛ, которое равно величине упора) с помощью датчика давления, помещенного между "ногой" ПМ и транцем МЛ. Этот способ был предложен инж. Л.М. Кривоносовым еще в 1960 г.! Поистине, новое — это хорошо забытое старое.

    Хотелось бы надеяться, что найдется организация, заинтересованная в получении оценок ходовых возможностей зарубежных ПМ и МЛ — хотя бы с целью аргументированной рекламы. Автор с удовольствием примет участие в такой работе.


    Понравилась ли вам эта статья?
    +3

    ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
    Глиссирующий не по правилам мореходный катер Эрбила Сертера
    Новое в технологии малого судостроения
    Крылатые парусники Алдиса Эглайса
    Еще один вариант «горизонтального» парусного вооружения
    Какие бывают виды коррозии металлов?
    Развитие впрысковых систем для двухтактных двигателей
    Приближенная оценка экономичности водоизмещающего катера
    Особенности проектирования формы корпуса быстроходных моторных яхт
    Гоночный катер, самостабилизированный аэродинамическими силами
    Работа водометного движителя на аквабайках класса PRO-1200
    Новости из мира судостроительных материалов
    Нужна ли двигателю система опережения зажигания?
    Судно на каверне или катамаран на воздушной подушке?
    Концепция построения сверхскоростных и экономичных судов
    Стеклопластик в нашем малом судостроении

    ТЕКУЩАЯ СТАТЬЯ
    Выбор гребного винта для мотора «Вихрь-30»

    СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
    Стабилизация движения скоростного судна на волнении
    Монтаж вспомогательных конструкций на малом судне
    Вентилируемые водометные движители
    Осмос внутри слоистой конструкции стеклопластикового корпуса
    Новый вариант электродвижения судна
    Транспортные характеристики подвесного мотора
    Катамаран или однокорпусное судео?
    Технические возможности парусного судна сегодня
    К вопросу о самостоятельной постройке многокорпусных судов
    Совершенствование обводов глиссирующих катеров
    Малошумные пропульсивно-рулевые дизель-электрические приводы
    Парус для океанских грузовозов «SkySails»
    Высокоскоростные моторные яхты — тенденция или причуда одиночек?
    Катер со стреловидным реданом для повышения скорости
    Технология изготовления корпуса катера из стеклопластика


    Ссылка на эту статью в различных форматах
    HTMLTextBB Code

    Комментарии к этой статье


    Еще нет комментариев



    Сколько будет 26 + 36 =

           



    Barque.ru © 2013 | Контакты | Карта сайта
    Судостроение: Парусные суда Моторные суда Технологии Экранопланы
    Моторы: Описание моторов Устройство моторов Самодельные моторы Тюнинг моторов Обслуживание моторов Дистанционное управление
    Проекты: Парусные яхты Парусные катамараны Парусные тримараны Моторные лодки Катера Туристические суда Рыболовные суда Виндсерфинги и лыжи Прицепы и трейлеры Прочие проекты
    Спорт: Новости спорта Парусные соревнования Водномоторный спорт Воднолыжный спорт Виндсерфинг Буерные соревнования Соревнования туристов
    Консультации: Полезные устройства Полезные советы Улучшение судов Улучшение моторов Опыт эксплуатации Техника плавания Разбор аварий Рыболовам
    Кругозор: Новые суда и устройства Интересные события Интересные факты Интервью Карты и маршруты Официальные данные Проблемы малого флота Яхт-клубы и стоянки Письма в редакцию
    Истории: Путешествия Туристические походы Знаменитые корабли Военная страничка Литературная страничка История флота Прочие истории