В то же время выбор движительной установки ограничен: промышленность выпускает подвесные моторы мощностью только до 30 л. с., явно недостаточной для нормальной эксплуатации большинства поступающих в продажу мотолодок.
Известно, что для получения оптимальной скорости и экономичности с полным использованием мощности мотора при различных вариантах загрузки лодки необходимо использовать сменные гребные винты с разными шаговыми отношениями. Однако такие винты выпускаются только для двух отечественных моторов — «Нептуна-23» и «Привета-22». Для «Нептуна-23», кроме штатного винта с шагом 280 мм, освоены «скоростной» (с шагом 300 мм) и «грузовой» (220), для «Привета-22» — штатный (с шагом 285) и «грузовой» (250).
Имеющие наибольшее распространение у водномоторников «Вихрь-М» и «Вихрь-30» до сих пор комплектуются только единственным относительно тяжелым штатным гребным винтом. Такое положение приводит к снижению скорости при паспортной загрузке лодки, недоиспользованию. мощности мотора, перерасходу горючего.
Одним из возможных путей согласования мотора и лодки при различной ее нагрузке является использование винтов с изменяющимся шаговым отношением — мульти-питчей.
Изменение шагового отношения в мульти-питчах осуществляется одновременным разворотом всех лопастей винта от некоторого среднего расчетного положения как в сторону увеличения шагового отношения (получение более «тяжелого» винта), так и в сторону его уменьшения (получение более «легкого» винта). КПД винта в этих отличающихся от расчетных положениях лопастей несколько ниже КПД винта фиксированного шага, но выигрыш от оптимального согласования мощности двигателя, сопротивления лодки и упора винта значительно перекрывает потери.
Попытки наладить отечественной промышленностью серийный выпуск мульти-питчей уже предпринимались. Однако винты были или слишком тяжелы и недостаточно прочны из-за применения для изготовления лопастей алюминиевых сплавов, или не обеспечивали точного совпадения величины изменения шага всех лопастей.
Черноморский судостроительный завод начал серийное производство мульти-питча, не имеющего вышеперечисленных недостатков. Высокие технические параметры получены в результате изготовления лопастей из прочной пластмассы — полиамидной смолы П-610 — методом литья под давлением. Такое литье обеспечивает полную идентичность лопастей по конфигурации, размерам и массе, что полностью исключает необходимость их механической обработки и балансировки винта.
Гребной винт предназначен для моторов мощностью 20—30 л. с., имеет правое вращение и присоединительные размеры втулки ступицы, рассчитанные на гребной вал «Вихрей» всех модификаций. Конструкция винта защищена авторским свидетельством.
Трехлопастной винт имеет диаметр 240 мм, дисковое отношение 0,48, конструктивный (расчетный) шаг 240 мм и пределы его регулировки 200—320 мм.
Мульти-питч (рис. 1) состоит из лопастей 1 с пальцами 2 для их поворота, зажимной круглой гайки 3, кольцевого поводка 4 с тремя пазами для пальцев 2, втулки 5, передней полуступицы 6 и задней полуступицы 7, стопорного винта 8 с пружинной шайбой 9, штифта 10 и обтекателя 11, передающего упор на гребной вал.
Для изменения шага необходимо немного отдать гайку 3, затем поворотом кольцевого поводка 4 по рискам шкалы, нанесенной на кольце, установить новое значение шага и затянуть гайку. На изменение шага уходит не более 3—5 мин. Высокая точность и идентичность установки лопастей обеспечивается точностью изготовления кольцевого поводка 4 и установки пальцев 2 в комлях лопастей.
В конструкции отсутствует имеющийся на всех гребных винтах подвесных моторов демпфер для смягчения удара при включении реверса. От демпфера удалось избавиться благодаря амортизирующим свойствам материала лопастей: полиамидная смола обладает упругостью, достаточной для смягчения удара.
Гребной винт полностью изготовлен из некоррозионных материалов и может эксплуатироваться в морской воде. Масса его (710 г) лишь ненамного превышает массу штатного гребного винта моторов «Вихрь», и поэтому дополнительные нагрузки на подшипниковые узлы редуктора незначительны.
При изготовлении винта особое внимание уделяется прочности лопастей. На заводе они проходят 100%-ный контроль: штатные лопасти винта (и три запасные, входящие в комплект) на специальной установке проверяются на прочность — на изгиб нагрузкой 450 кг.
Были проведены и специальные испытания, имитирующие работу на засоренной акватории: наезды на деревянные бруски сечением 50X50 мм и длиной 1 м. При ударах о них лопасти не разрушались. Это позволяет рекомендовать использование винта не только для туризма, но и при сплаве леса.
Сейчас на основе той же кинематической схемы поворота лопастей спроектирован и подготовлен к серийному выпуску модернизированный мульти-питч «Черноморец-2», более простой и технологичный по конструкции, еще более удобный в эксплуатации, а главное — легкий — 450 г (почти в 1,5 раза легче, чем штатный винт). Это достигнуто в результате более широкого использования пластмассы вместо металла. Новый винт также признан изобретением и защищен авторским свидетельством.
В конструкции винта (рис. 2) из металла изготовлены только залитый в комель лопасти палец 2, втулка 3, кольцевой поводок 4 и стопорный штифт 6. Самые большие детали — обе полуступицы 5 и гайка 7, а также лопасти изготовлены из полиамидной смолы, причем обе полуступицы одинаковы и поэтому взаимозаменяемы.
Для изменения шага лопастей нужно отдать гайку 7 и, контролируя необходимый угол разворота по шкале на поводке, повернуть лопасти за одну из них и зажать гайку.
Перенос узла затягивания на заднюю часть ступицы устранил возможность произвольного (из-за трения гайки о кольцо) поворота лопастей при ее затягивании. Более Простым оказался и узел фиксации винта на валу, который состоит из круглого штифта, вкладываемого в паз, пропиленный во втулке.
Гайка имеет левую резьбу, и поэтому самоотворачивания не происходит. Износостойкость и прочность ее проверены на предельное количество закручиваний и откручиваний. После нескольких сотен этих операций повреждений гайки не обнаружено.
Конструкция мульти-питча позволяет его использовать и на других отечественных моторах. Для установки на «Нептунах» всех модификаций необходимо применить гайку-обтекатель 1 и новую втулку 2 (рис. 3). При достаточном количестве заявок завод предполагает организовать выпуск винтов и для этих моторов.
Гребные винты прошли всесторонние испытания на прочность, надежность и долговечность, а также полный курс ресурсных испытаний в натурных условиях. Эффективность их при установке на «Вихрь-М» проверялась на серийном «Прогрессе-4» и лодке самостоятельной постройки типа «ПК-5» (длиной 4,2 м; шириной 1,45 м; высотой борта на миделе 0,55 м; массой около 150 кг).
Как видно из результатов ходовых испытаний, приведенных в таблице, на обеих лодках штатный винт «Вихря» и мульти-питч с установкой того же шага 300 мм дают примерно одинаковые результаты: при 5 пассажирах лодка сходит с режима глиссирования. При уменьшении шага лопастей мульти-питча до расчетного значения 240 мм — обе мотолодки глиссируют даже с 6 пассажирами; при шаге 220 мм — с 5 и 6 пассажирами удается поддерживать скорость более 30 км/ч, т. е. такую же, как на лодке со штатным винтом при нагрузке 3 человека.
Чтобы определить значения оптимального шага для различных нагрузок, гребной винт предполагается испытать и на других мотолодках, выпускающихся промышленностью, но и уже проведенные испытания позволяют предположить неменьшую эффективность использования винта и на них.
В ходе испытаний было замечено, что с пластмассовым винтом шум мотора значительно ниже, причем снижение шума происходит за счет его особенно неприятной высокочастотной части. Это заинтересовало, и в дальнейшем будут проведены специальные количественные испытания, чтобы выявить частотный спектр шума и его снизить.
Необходимо предупредить любителей водного туризма, что при использовании гребных винтов мульти-питчей (да и сменных винтов) необходимо тахометром любого типа контролировать частоту вращения коленчатого вала; это важно для исключения даже кратковременного превышения номинальной частоты вращения.
Остается добавить, что стоимость винта с металлической ступицей в комплекте с тремя запасными лопастями — 35 р., с пластмассовой ступицей (выпуск будет налажен в начале 1980 г.) — 20 р.