Концевые пластины на лопастях гребного винта

Разъясните, пожалуйста, можно ли достичь положительного эффекта от установки концевых пластин (подобных шайбам фирмы «Аукси-Наве» см. «КиЯ» №132) на штатный винт мотора «Вихрь»?

Различные модификации концевых пластин (отгибка лопастей на 90°, установка специально спрофилированных концевых шайб) имеют целью снизить потери на создание сбегающих с лопастей концевых вихрей. При этом неизбежно возрастает вязкостное (профильное) сопротивление лопастей. Положительный эффект от установки концевых пластин достигается лишь в том случае, если профильное сопротивление будет существенно ниже концевых потерь.

1. Винт должен быть достаточно нагружен, что имеет место, например, у относительно тихоходных судов — танкеров, навалочников и др., когда коэффициент нагрузки по упору составляет σ_p>2÷3

2. Распределение циркуляции (нагрузки) по радиусу гребного винта должно быть существенно изменено по сравнению с обычным винтом.

С этих позиций и рассмотрим интересующий нас гребной винт (D=240 мм, Н=300 мм, z=3 лопасти, шаговое отношение H/D= 1,25, дисковое отношение θ=0,527).

Используя диаграммы для расчета широколопастных гребных винтов (z=3; θ=0,5), можно оценить характеристики оптимального винта, имеющего H/D=1,25. В том случае, когда винт проектируется на заданный диаметр, получим: К₁=0,242, λ_p=0,850, η_p=0,660. Если заданной является частота вращения, то K₁=0,210, λ_p=0,935, η_p=0,70. Зная коэффициент упора K₁ и относительную поступь легко найти коэффициент нагрузки по упору σ_p=8K₁/πλ_p².

Таким образом, в расчетном режиме для рассматриваемого гребного винта коэффициент нагрузки по упору лежит в пределах σ_p=0,66÷0,85, а КПД η_р=0,66÷0,70, т. е. винт относится к слабонагруженным. Следовательно, концевые потери у винта невелики и ожидать заметного эффекта от установки концевых шайб (пластин) не приходится.

Если мы все же решимся на подобный эксперимент то необходимо будет произвести расчет по специальной методике. В результате существенно, по сравнению со стандартным гребным винтом, изменится профилировка лопасти: форма ее контура. распределение шага и кривизны лопасти по радиусу. То есть модифицировать имеющийся гребной винт путем незначительных переделок (например, приварки концевых шайб) скорее всего не удастся.