9.4 Режимы работы гребного винта

Рассмотрим некоторые характерные режимы работы гребного винта.

= 0 – винт вращается, но не перемещается вдоль оси. Этот режим называется режимом работы винта на швартовах. В этом случае и будут наибольшими , так как углы атаки элементов будут наибольшими . Упор и момент имеют наибольшие величины , (КПД) =0, т.к. нет перемещения винта .

2. С увеличением углы атаки лопастей уменьшаются , что приводит к падению упора и момента и, соответственно, и . При некоторой поступи упор винта и обращаются в нуль. Работа гребного винта в режиме плавания при поступи, находящейся в пределах от =0 до =, т.е. в промежутке от режима на швартовых до режима нулевого упора называется обычным режимом плавания .

3.=0; =0; =0; >0. Этот режим называется режимом нулевого упора. Он наступает, когда подъемная сила лопасти будет настолько малой, что только уравновесит отрицательную составляющую упора от лобового сопротивления. Линейная поступь винта в этом режиме называется шагом нулевого упора , обычно >. Отношение есть гидродинамическое шаговое отношение. При еще большей поступи обращается в нуль момент на винте.

4. =0;<0 и <0. Это режим нулевого момента. Линейная поступь винта в этом режиме называется шагом нулевого момента , обычно > .

5. Шаговое отношение. При еще большей поступи обращается в нуль момент на винте (зона параля).

6. При еще большей поступи упор и момент будут отрицательными. Это будет работа винта в режиме турбины (например, вертушечный лаг или свободно вращающийся гребной винт у многовального судна). Схемы скоростей и сил на различных режимах работы винта приведены на рис. 9.6. .

Рис. 9.6 Схемы многоугольников скоростей и сил при специальных режимах работы гребного винта: а – швартовый режим; б – винт-движитель; в – режим нулевого упора; г – режим нулевого момента; д – зона параля; ж – режим турбины.

9.5 Диаграммы для расчета гребного винта

В отличии от кривых действия винтов диаграммы, представляют данные для целой серии гребных винтов, отличающихся шаговым отношением, и эти данные изображаются на диаграммах в несколько ином виде, чем на кривых действия. Способ перестроения кривых в диаграмму для расчета винта показан на (рис. 9.7).

Рис. 9.7 Перестроение кривых действий винта в диаграмму расчета гребных винтов.

На этой диаграмме кривые и изображаются в функции от . Задаваясь значениями , переносим соответствующие им поступи на кривую . Проделав это для винтов с разными шаговыми отношениями, получим ряд кривых с точками, соответствующими выбранным значениям . Соединив точки с одинаковыми значениями , получим линии равных значений (КПД). Совокупность линий для ряда значений , подписанных на них, и линии постоянных и представляют основные линии диаграммы для расчета гребных винтов (рис. 9.8, a). Аналогично строится диаграмма в осях , (рис. 9.8, б).

а)

.

б)

Рис. 9.8 Диаграммы для расчета гребных винтов, z=4, =0,40

В настоящее время такие диаграммы построены для многих серий гребных винтов, внутри которых они отличаются числом лопастей, дисковым отношением и другими конструктивными параметрами. Каждая из этих диаграмм строится для серии гребных винтов, отличающихся шаговым отношением, но с одним и тем же дисковым отношением, и числом лопастей. Диаграмма, построенная в осях и называется корпусной(рис. 9.8, а), а диаграмма в осях и – машинной (рис. 9.8, б). Эти названия связанны с тем, что если задан корпус судна и его скорость, то при подборе винта исходят из величины сопротивления R, через которое определяет потребный упор винта и, пользуясь диаграммой -, подбирают винт и находится через потребную мощность и частоту вращения машины, а затем, подобрав машину, рассчитывают винт, исходя из данных машины и используя диаграмму -.