Слокам
 Кругосветные, одиночные путешествия на яхтах. Путешествия вокруг света на парусных яхтах.

  Главная    Евгений Гвоздёв    Джошуа Слокам    Фотографии яхт    Справочник яхтсмена    Карта мира    Литература    Видео    Продажа яхт 

  Школа капитана    Школа рулевого    Морские походы    Под парусом по планете    Как пройти вокруг света на яхте    Морские узлы    Паруса    Ветер и течения 



Расчеты и чертежи в любительском судостроении.

 Расчеты и чертежи в любительском судостроении

  Содержание 

Приближенный расчет гребного винта. Часть2.

Диаграмма на рисунке относится к трехлопастным винтам, у которых площадь развернутой поверхности лопасти имеет очертание эллипса,

причем длина лопасти L0 = 0,445.0; наибольшая ширина лопасти B0 = 0,985
(смотри рисунок),

Развернутая лопасть гребного винта.

где:

Lо—длина лопасти, м;

B0—наибольшая ширина лопасти, м;

D — диаметр винта, м;

— спрямленная площадь всех трех лопастей, м2.

Пример.

Требуется подобрать гребной винт к безреданному глиссирующему катеру с автомобильным конвертированным двигателем мощностью (после конверсии) Nвал =62 л. с. и числом оборотов n = 2500 об/мин; на катере может быть установлен реверс-редуктор с передаточным числом 1 : 1,5. Винт соединен с двигателем на прямую. Ожидаемая скорость катера v =40 км/час; требуемый упор Р= 280 кг.

1) Определяем мощность на винте:

2) Определяем поступательную скорость (винта относительно воды, значение w принимаем равным 0,08 (остроскулый катер средней быстроходности).

По рисунку для w = 0,08 и v = 40 км/час имеем: vр = 10,12 м/сек = 36,7 км/час.

3) Определяем индекс мощности М. Для этого пользуемся номограммой. Для n = 2500 : 1,5 = 1670 об/мин, Nв = 58,3 л. с., vp= 36,7 км/час, индекс мощности М будет равен 7,3.

4) По диаграмме

для М=7,.3 имеем;

5) Определяем диаметр винта по номограмме.

имеем D = 0,400 м.

6) Определяем шаг винта

7) Определяем упор винта по номограмме

Р = 300 кг.

Очевидно, что упор такого винта достаточен.

 

При всех обстоятельствах бывает желательно иметь винт возможно меньшего диаметра: это позволяет установить двигатель под меньшим углом наклона, уменьшить высоту кронштейна гребного вала, уменьшить угол излома угловюй передачи и т.п. Поэтому попробуем увеличить число оборотов гребного винта, что должно позволить установить винт меньшего диаметра, для этого удалим редуктор.

Тогда по номограмме для n = 2500 об/мин, Nв = 62x0,97 = 60 л. с., vp = 36,7 км/час будем иметь М = 11,25, а по диаграмме: H/D =1,0, B = 0,67, К = 0,75.

Для К = 0,75, n = 2 500 об/мин, vp = = 10,2 м/сек по номограмме получим D = 0,322 м, откуда шаг винта H = 1 • 0,322 = 0,322 м. По номограмме проверим упор:

Если на скоростях, близких к расчетной, кривая сопротивления круто поднимается, то снижение упора очень Мало отразится на наибольшей скорости хода катера.

Пример влияния уменьшения упора при крутом подъеме кривой сопротивления.

Но в случае, если расчетной скорости соответствуют впадина или горизонтальный участок кривой сопротивления глиссирующего судна, то даже небольшая разница в величине упора может весьма существенно отразиться на наибольшей скорости хода.

Пример влияния уменьшения упора при пологой кривой сопротивления.

Если «горб» кривой сопротивления значительно возвышается над горизонтальным участком кривой, что имеет место при слишком кормовых центровках или в случае значительного дифферента на корму, то небольшое по своей величине уменьшение упора иногда может иметь катастрофическое влияние. На рисунке ниже показан пример такого влияния.

Пример влияния уменьшения упора при высоком горбе.

Данные для подбора гребного винта, которые мы здесь привели могут быть достаточными лишь для первоначального выбора диаметра, шага или числа оборотов; для окончательного выбора элементов винта необходимо произвести расчет по более точному методу, проверить прочность гребного винта, а также насколько винт застрахован от кавитации — образования на поверхности лопастей, заполненных водяным паром, пузырей, снижающих упор.

Кавитация возникает при большой скорости вращения, при большой удельной нагрузке винта и при плохо обтекаемых очертаниях сечения лопастей.

Кавитация — (от лат. cavitas — пустота) — образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырек захлопывается, излучая при этом ударную волну.


Полное решение всех вопросов, встающих при выборе гребного винта, сложно и может быть надежно выполнено только специалистом.

В заключение (приведем формулу, по которой можно в известной степени ощутить правильность выбора элементов выполненного гребного винта по результатам испытания катера.

Если при пробеге судна мы замерим его скорость v км/час и затем по рисунку

определим vр км/час, то, зная число оборотов винта в минуту, сможем определить относительное скольжение (в процентах) по формуле

или по номограмме.

Если винт подобран правильно, то величина скольжения должна быть (близкой к той, которая указана на диаграмме, в противном случае изготовленный гребной винт следует доводить: если скольжение слишком велико, то надо увеличить диаметр винта и площадь лопастей, если двигатель недодает при этом числа оборотов, то надо уменьшить шаг винта. Если винт оказался слишком тяжелым и двигатель недодает числа оборотов, то следует уменьшить диаметр винта.

В заключение приведем график, который позволяет ориентировочно определить диаметр гребного винта. Данные этого графика могут быть использаваны лишь в начальной стадии проектирования судна, когда требуется знать диаметр гребного винта, например с целью определения угла наклона гребного вала.

Диаграмма для ориентировачного определения диаметра гребного вала.

Читать далее: Послесловие.

 



 


Портал для яхтсменов и путешественников
www.Slokam.ru работает с 2009 года.
Скоро обновление!