§ 54. Повышение эффективности работы гребных винтов

Эффективность работы гребных винтов оказывает большое влияние на эффектив-ность работы всего судна в целом. Каждый винт должен соответствовать данному судну на основном режиме работы, то есть должен быть оптимальным для данного судна. Хо-рошо подобранный профиль лопасти, тщательная обработка поверхности винта понижают сопротивление винта, повышают его КПД. Винт должен быть статически сбалансирован, так как биения, возникающие при работе винта, вызывают биения гребного вала.

Большое значение имеют также форма кормовой оконечности судна и правильная установка винта, обеспечивающая необходимые зазоры между лопастями винта и корпу-сом судна.

Значительному повышению эффективности руля способствуют также так называе-мые направляющие насадки.

При работе винтов кроме закручивания, имеет место сужение потока воды, что приводит к некоторому уменьшению КПД винта. Для устранения этого явления применя-ют направляющие насадки. Насадка представляет собой кольцо (см. рисунок 76), в кото-ром вращается гребной винт. Сечение насадки имеет профиль крыла, обращенного выпук-лой поверхностью к винту. Площадь кормового отверстия насадки больше или равна площади диска винта, а площадь носового (входящего) отверстия значительно больше. Гидродинамическую силу, возникающую на насадке, а она появляется как подъемная си-ла, благодаря профилю насадки, имеющему форму крыла, можно разложить на две составляющие: вдоль движения судна и перпендикулярную ей (рисунок 75). Первая составляющая, идущая вдоль судна, фактически создает дополнительный упор, увеличивая тягу винта на 30-40%.

Кроме того, направляющая насадка способствует выравниванию давления и скоро-стей на лопастях винта, что значительно улучшает работу винта. Ну, и наконец, она про-сто защищает работающий винт от внешних воздействий.

Направляющая насадка жестко крепится к корпусу судна. Естественно, присутст-вие дополнительных выступающих частей судна в виде направляющих насадок увеличи-вает сопротивление воды, которое особенно увеличивается при больших скоростях. По-этому, несмотря на видимые преимущества установки насадок, целесообразность их при-менения рассматривается для каждого отдельного случая

Но на некоторых судах устанавливают поворотные насадки, которые выполняют также функцию рулевого устройства.

Обычные гребные винты или винты фиксированного шага изготавливаются в виде литых или со съемными лопастями. Естественно, что шаг на таких винтах – величина по-стоянная, рассчитанная на один, наиболее выгодный режим работы, например, режим на полный ход у транспортных судов. На всех других режимах работы, допустим, в балласте или с перегрузкой, винт будет «тяжелым» или «легким», его КПД падает, и двигатель не разовьет полной мощности. Это особенно часто проявляется у судов, которым приходится работать, часто меняя нагрузки. К таким судам можно отнести, например, буксиры, трау-леры, паромы и др.

На такие суда часто устанавливают винты регулируемого шага (ВРШ), которые позволяют изменять шаг винта, а, следовательно, характеристики винта в зависимости от режима работы судна. Винты регулируемого шага ВРШ имеют полую ступицу, к которой размещен механизм, с помощью которого можно разворачивать лопасти винта под любым углом, меняя тем самым шаг винта (рисунок 77). При этом двигатель всегда работает с нормальным числом оборотов, развивая полную мощность.

ВРШ позволяет не только наивыгоднейше использовать двигатель судна, но и удержать судно на месте, не выключая двигатель. При этом лопасти винта располагаются в плоскости диска винта в нейтральном положении. ВРШ позволяет также осуществлять реверс (задний ход), не меняя направления вращения вала двигателя

Управление механизмом поворота осуществляется при помощи механического, электрического или гидравлического привода.

Недостатком таких винтов является их высокая стоимость, сложность конструкции, сложность эксплуатации.