300 советов по катерам, лодкам и моторам - часть 55

Руль для подвесного мотора

263

Лодка с неработающим подвесным мотором практиче-

ски лишена управления. В определенных обстоятельствах

это доставляет много неудобств. Выход простой — нужно

сделать руль. Закрепите две металлические полосы на дей-

двуде выше антикавитационной плиты и две такие же по-

лосы у шпоры мотора (рис. 203). Между свободными кон-

цами полос установите перо руля из легкого сплава. С та-

ким рулем можно смело подходить к причалу, выключив

мотор.

Что нужно знать о кавитации

Упор гребного винта создается главным образом за счет

разрежения на выпуклой засасывающей стороне лопасти

(см. стр. 202—203). Если площадь лопастей небольшая,

то давление понижается настолько, что вода, обтекающая

спинку лопасти, вскипает, выделяя пузырьки пара. Ми-

кроскопические пузырьки сливаются в более крупные —

каверны, а при очень сильном разрежении — в сплошную

полость, что нарушает сплошность потока. Это явление

и называется кавитацией.

Различают две стадии кавитации. На первой стадии

каверны невелики и на работе винта практически не ска-

зываются. Однако пузырьки, лопаясь, создают огромные

местные давления, отчего поверхность лопасти выкраши-

вается. При длительной работе кавитирующего винта

такие эрозионные разруше-

ния могут быть настолько

значительными, что эффек-

тивность винта снижается.

При дальнейшем повыше-

нии скорости вращения винта

наступает вторая стадия

кавитации. Сплошная по-

лость захватывает всю ло-

пасть и может замыкаться

 /=ЕЕ^Н:

за ее пределами. Эрозия пре- \=1г=Е.—„

кращается, но резко сни- '

жается развиваемый винтом

  Р и с

.

 2

03. Съемный руль для

упор, а вместе с ним и коэф- подвесного мотора

221

264

фициент полезного действия, увеличивается сопротивление

вращению.

Кавитацию винта можно обнаружить потому признаку,

что скорость лодки при какой-то определенной частоте вра-

щения перестает расти, несмотря на дальнейшее увеличе-

ние частоты вращения. Гребной винт при этом издает

специфический шум, на корпус передается вибрация,

лодка движется скачками.

Степень разрежения на лопасти, а следовательно, и

момент наступления кавитации зависят прежде всего от

скорости потока, набегающего на лопасть. Напомним, что

эта скорость является геометрической суммой окружной

скорости v

r

 = nDn от вращения винта и поступательной

v

a

 вместе с лодкой. Замечено, что кавитация начинается

на концах лопастей, когда окружная скорость достигает

3500 м/мин. Это означает, что гребной винт диаметром 0,3 м

должен иметь частоту вращения не более п —  - ^ = - =

3500

— 3700 об/мин, винт диаметром 0,4 м — не

более 2800 об/мин.

Момент наступления кавитации зависит не только от

частоты вращения, но и от ряда других характеристик.

Так, чем меньше площадь лопастей, больше толщина их

профиля и ближе к ватерлинии расположен винт, тем при

меньшей частоте вращения, т. е. раньше, наступает кави-

тация. Появлению кавитации способствуют также боль-

шой угол наклона гребного вала, дефекты лопастей —

изгиб, некачественная поверхность.

265

Дисковое отношение

Упор, развиваемый гребным винтом, практически не за-

висит от площади лопастей. Наоборот, с увеличением этой

площади возрастает трение о воду, а на его преодоление

дополнительно расходуется мощность двигателя. Другое

дело, что при том же упоре на широких лопастях разреже-

ние на засасывающей стороне меньше, чем на узких. Сле-

довательно, широколопастный винт нужен там, где воз-

можна кавитация (для быстроходных катеров и при высо-

кой частоте вращения гребного вала). В качестве характе-

ристики винта принимается рабочая, или спрямленная,

площадь лопастей. Чтобы ее найти, нужно из центра винта

222

Спрямленный

Рис. 204. Как получается спрямлен-

ная площадь лопасти

1,2

Рис 205. Винты с раз-

личным дисковым отно-

шением

на нагнетающей поверхности лопасти провести равноот-

стоящие одна от другой дуги окружностей (рис. 204).

Выпрямив эти дуги, мы получим спрямленную площадь

лопасти. В характеристике винта обычно указывается не

спрямленная площадь лопастей, а ее отношение к площади

сплошного диска такого же, как винт, диаметра. Обозна-

чается это отношение так: A/A

d

. На винтах заводского

изготовления его величина выбита на ступице.

Для винтов, работающих в докавитационном режиме,

дисковое отношение принимают в пределах 0,3—0,6

(рис. 205). У сильнонагруженных винтов на быстроходных

катерах с мощными высокооборотными двигателями AIA

d

увеличивается до 0,6—1,1. Большое дисковое отношение

необходимо и при изготовлении винтов из материалов

с низкой прочностью, например из силумина или стекло-

пластика. В этом случае предпочтительнее сделать лопа-

сти шире, чем увеличить их толщину.

Киль —помеха для винта сЪЪ

Бывает, что на построенной лодке мотор развивает

полную частоту вращения, а ожидаемой скорости до-

стичь не удается. Может оказаться, что виноват в этом

киль. Срывающиеся с него вихри и пузырьки воздуха

могут проникать под кавитационную плиту, попадать

223

Рис 206 Киль — помеха

для винта

Рис 207 Дейдвудный брус на

водоизмещающем катере

на лопасти винта и вызывать кавитацию, а в результате

снижать упор винта и скорость лодки.

Срежьте киль под углом, как показано на рис. 206,

на расстоянии примерно 500—600 мм от транца — и ско-

рость лодки возрастет. Полезно также уменьшить тол-

щину киля.

На водоизмещающих катерах и лодках лопасти винта

в вертикальном положении нередко на всю ширину закры-

ваются толстым дейдвудным брусом (рис. 207). Вихри,

срывающиеся с кромок дейдвуда, также снижают упор.

Неравномерная нагрузка на лопасти вызывает вибрацию

корпуса катера. В значительной мере устранить эти не-

приятные явления можно, срезав, насколько позволяет

прочность древесины, боковые грани дейдвуда, что при-

дает им обтекаемость

267

Причина кавитации — кронштейн

Гребной вал, установленный в кронштейне, будет виб-

рировать, если зазор между днищем катера и лопастью

винта меньше 10—20% диаметра винта (рис. 208). Не ме-

нее важно выдержать и зазор между лопастью и стойкой

кронштейна. Он должен быть не менее 15—20% диаметра

винта при условии, что стойка имеет обтекаемый профиль.

Завихрения или каверна, образующиеся за плохо обтека-

емой стойкой, могут попадать на лопасть и вызывать

кавитацию винта. Избежать этого можно, заострив кромки

стойки и несколько удлинив вал.

Можно рекомендовать стойки обтекаемого профиля

е соотношением длины к толщине 10:1. Втулка кронштейна

должна быть одинакового со ступицей винта диаметра;

передний торец ее необходимо закрыть обтекателем или

224