2. Как нужно изменить элементы водометного движителя «казанки», описанного во втором выпуске сборника, для полного использования мощности этого мотора, т. е. как изменяется диаметр турбины, количество лопастей, их наклон и ширина?
3. Какая может быть достигнута скорость?
На эти вопросы отвечает член редколлегии сборника А. И. Костров.
На первый вопроь однозначного ответа дать нельзя. В данном случае надо прежде всего выяснить, какой катер желательно получить: вместительный (на 4—5 человек) или легкий (максимум на 2 человека, включая водителя)? В первом случае при двигателе 22 л. с. катер будет тихоходным, а поэтому обводы корпуса его должны быть плавными (круглоскулыми) по типу пластмассового катера. Если катер двухместный, его можно, при том же двигателе, сделать быстроходным, со скоростью порядка 30—32 км/час. Обводы этого катера должны быть остроскулыми, глиссирующего типа. Полное водоизмещение его не должно превышать 500 кг (вес корпуса, моторной установки, людей, снабжения, систем и устройств). Размеры катера не должны превышать размеров катера «МК-29».
В первом приближении для использования полной мощности устанавливаемого на катере двигателя надо проделать несложный расчет. Учитывая, что число оборотов двигателя прототипа примерно равно числу оборотов устанавливаемого вами двигателя (при работе в судовых условиях число оборотов, а следовательно, и мощность автомобильного двигателя должны быть несколько снижены), диаметр рабочего колеса может быть определен из условия пропорционального повышению мощности увеличения расхода воды через водомет, при сохранении других его параметров. Тогда:
Так как расход равен произведению площади поперечного сечения на среднюю скорость потока (Q = Sυ), отношение расходов прототипа и проектируемого водомета будет равно отношению их площадей или квадратов диаметров водоводов:
Подставляя в исходное выражение значение отношений расходов, получим:
или:
Тогда диаметр рабочего колеса будет равен:
Таким образом, для снятия полной мощности вашего мотора диаметр рабочего колеса должен быть увеличен примерно до 200—205 мм. Число лопастей и их шаг (наклон), а также дисковое отношение (суммарная площадь лопастей, отнесенная к площади диска винта) должны быть такими же, как и на прототипе.
Для более точного определения параметров водометного движителя необходимо прежде всего произвести расчет сопротивления движению выбранного корпуса катера: для глиссирующего — по методике, изложенной в статье П. М. Кривоносова «Обводы, сопротивление, скорость хода и мощность глиссирующих судов», в первом выпуске сборника; для водоизмещающего — по методикам, изложенным в книге «Сопротивление воды движению судов» П. А. Апухтина и Я. И. Войткунского (Машгиз, 1953 г.).
После построения кривой сопротивления катера, задавшись пропульсивным к. п, д. движительной установки (примерно 0,4), можно будет определить по желаемой скорости необходимую мощность мотора, а при наличии мотора — скорость, достижения которой можно ожидать.
После выбора мотора можно будет переходить к определению оптимальных параметров водометного движителя. Для его расчета, помимо статьи В. Гартвига и книги С. Куликова и М. Храмкина «Водометные движители», можно использовать книги А. Басина «Ходкость и управляемость судов» и А. Власова «Речные водометные суда».
Как уже было сказано выше, скорость глиссирующего катера при условии, что полное водоизмещение его не будет превышать 500 кг, может быть получена порядка 30 км/час. Водоизмещающий катер повышенной вместимости будет иметь вдвое меньшую скорость.