На одномоторных судах в большинстве случаев в какую сторону вращается винт

Обновлено: 15.05.2024

Любой современный гребной винт — лопастной, и состоит из ступицы и лопастей, установленных на ступице радиально, на одинаковом расстоянии друг от друга и повёрнутых на одинаковый угол относительно плоскости вращения, и представляющих собой крылья среднего или малого удлинения.

Гребной винт насаживается на гребной вал, приводимый во вращение судовым двигателем. При вращении гребного винта каждая лопасть захватывает массу воды и отбрасывает её назад, сообщая ей заданный момент импульса, — сила реакции этой отбрасываемой воды передаёт импульс лопастям винта, лопасти, в свою очередь, — гребному валу посредством ступицы, и гребной вал, далее, — корпусу судна посредством главного упорного подшипника.

Двухлопастной гребной винт обладает более высоким КПД, чем трёхлопастной, однако при большом дисковом отношении весьма трудно обеспечить достаточную прочность лопастей двухлопастного винта. Поэтому наиболее распространены на малых судах трёхлопастные винты (двухлопастные винты применяют на гоночных судах, где винт оказывается слабо нагруженным, и на парусно-моторных яхтах, где гребной винт — вспомогательный движитель). Четырёх- и пятилопастные винты применяют сравнительно редко, — в основном на крупных моторных яхтах и крупных океанских судах для уменьшения шума и вибрации корпуса.

Диаметр винта — диаметр окружности, описываемой концами лопастей при вращении винта — современных винтов колеблется от десятков сантиметров до 5 метров (такие крупные винты характерны для крупных океанских судов).

Интерцептор — загнутая исходящая кромка — на гребных винтах способствует увеличению способности винта к захвату воды (особенно это важно на лодках с высоко установленным мотором и большими углами ходового дифферента). Интерцептор также обеспечивает дополнительный подъём носа катера в случае установки на линиях угла наклона лопасти. Применение интерцептора на исходящей и внешней кромках лопасти увеличивает шаг. Применение стандартного интерцептора обычно выражается в снижении оборотов на 200—400 об./мин. (это означает, что в случае замены обычного винта на винт с интерцептором потребуется снижение шага на 1-2 дюйма).

Скорость вращения гребного винта выгодно выбирать в пределах 200—300 об/мин или ниже — на крупных судах. Кроме того, при низкой скорости вращения существенно ниже механический износ нагруженных деталей двигателя, что весьма существенно при их больших габаритах и высокой стоимости.

Ось гребного винта на глиссерах расположена сравнительно близко к поверхности воды, поэтому нередки случаи засасывания воздуха к лопастям винта (поверхностная аэрация) или оголения всего винта при ходе на волне. В этих случаях упор винта резко падает, а частота вращения двигателя может превысить допустимый максимум. Для уменьшения влияния аэрации шаг винта делается переменным по радиусу — начиная от сечения лопасти на r = (0,63—0,7) R по направлению к ступице шаг уменьшается на 15~20 %.

Для передачи большой мощности часто применяют двух- и трехвальные установки, а некоторые большие корабли (например авианосцы, супертанкеры, атомные ледоколы) оснащаются четырьмя симметрично расположенными гребными винтами.

Гребные винты морских ледоколов арктического класса всегда имеют повышенную прочность, так как их вторая функция — дробление льда при движении ледокола задним ходом.

Разновидности винтов

Гребные винты различаются по:

Шагу — расстоянию, которое проходит винт за один оборот без учёта скольжения;

Диаметру — окружности, описываемой наиболее удалёнными от центра концами лопастей;

Дисковому отношению — отношению суммарной площади лопастей к площади круга с радиусом равным радиусу винта;
количеству лопастей — от 2 до 7 (изредка больше, но наиболее часто 3—4 лопасти);

Конструкционному материалу — углеродистая или легированная (напр. нержавеющая) сталь, алюминиевые сплавы, пластики, бронзы, титановые сплавы;

Конструкции ступицы (резиновый демпфер, сменная втулка, сменные лопасти;

Прохождению выхлопа — выхлоп через ступицу или под антикавитационной плитой;

Количеству шлицов втулки.

Преимущества и недостатки

Гребной винт все же проигрывает веслу (КПД ~60-65 %) по КПД.

В сравнении с гребным колесом у гребного винта выше КПД и гребной винт очень компактен и легок. Но поврежденное гребное колесо может быть легко отремонтировано, гребные винты же чаще всего неремонтопригодны, и повреждённый гребной винт заменяют новым. Также, гребной винт наиболее уязвимый в сравнению с другими судовыми движителями и наиболее опасный для морской фауны и упавших за борт людей. Вместе с тем, гребные колеса обеспечивают бо́льшую тягу с места (что удобно для буксиров, а также позволяло им иметь меньшую осадку). Однако при волнении они очень быстро оголяются (колесо одного борта вхолостую вертится в воздухе, тогда как колесо противоположного полностью погружается под воду, до предела нагружая ведущую тяговую машину), что делает их практически непригодными для мореходных кораблей (вплоть до конца третьей четверти XIX веке их использовали по большому счёту лишь ввиду отсутствия альтернативы, а также вспомогательной роли парового двигателя на парусно-паровых кораблях тех лет).

Особенно преимущества винтового движителя перед колесным несомненны для военных кораблей — снималась проблема расположения артиллерии: батарея вновь могла занимать все пространство борта. Также исчезала и очень уязвимая цель для неприятельского огня, — гребной винт находится под водой.

Определение шага винта.

Шаг гребного винта - это расстояние, на которое переместился бы гребной винт за один оборот в твердой среде (аналогично винту, ввертываемому в отверстие с резьбой); одна из важнейших характеристик гребного винта. При равных диаметрах винтов зависит от угла поворота его лопастей относительно плоскости вращения. Выбор значения шага гребного винта определяется типом корабля (судна), для которого предназначен данный гребной винт. Например, для тральщиков, буксиров и некоторых других кораблей и судов, условия движения которых имеют широкий диапазон, для повышения эффективности работы двигателей и гребных винтов применяются винты регулируемого шага.

К основным маневренным качествам судна относятся: ходкость, циркуляция и управляемость. Для уверенного, а правильного управления маломерным судном судоводителю необходимо знать эти качества, другие маневренные элементы и факторы, влияющие на управляемость судна.

Ходкость - это способность судна двигаться с определенной скоростью при заданной мощности двигателя, преодолевая при этом силы сопротивления движению.

На ходкость судна влияют четыре вида сопротивления:

cопротивление трения – зависит от площади смоченной поверхности судна, от качества ее обработки и степени обрастания;
сопротивление формы - зависит от обтекаемости корпуса судна, которая и свою тем лучше чем острее кормовая оконечность и чем больше длинна судна по сравнению с шириной;
волновое сопротивление - зависит от формы носовой оконечности и длины судна, чем длиннее судо тем меньше волнообразование;
брызговое сопротивление - зависит от отношения ширины корпуса к его длине.

Наименьшее сопротивление воды испытывают водоизмещающие судна узким корпусом, круглоскулыми обводами и заостренными носовыми и кормовыми оконечностями.
У глиссирующих судов, при отсутствии волнения, широкий плоскодонный корпус с т ранцевой кормой обеспечивает наименьшее сопротивление воды при наибольшей гидродинамической подъемной силе.

Более мореходны глиссирующие суда с килеватым или полукилеватым корпусом. Повышение скорости этих судов достигается продольными реданами и скуловыми брызгоотбойниками.

Циркуляцией судна называется кривая, которую описывает центр тяжести судна за время его поворота на 360 о с переложенным на борт рулем (рис.1). Эта кривая близка к окружности, а диаметр служит мерой поворотливости судна.

У маломерных судов диаметр циркуляции составляет, как правило, две - три длины корпуса. Скорость судна на циркуляции уменьшается до 30%. Кроме диаметра циркуляции следует знать и ее время, т.е. время, за которое судно сделает поворот 360 о .

Названные элементы циркуляции зависят от водоизмещения судна и характера размещения груза по его длине, а также от скорости хода. На малой скорости диаметр циркуляции меньше.

Рассмотрим порядок определения элементов циркуляции катера (рис. 2).

Рис.2. Определение элементов циркуляции

Катер на заданном ходу пересекает под прямым углом (90 о ) створ АА₁. В момент пересечения створа руль перекладывается право на борт, включается секундомер и секстаном измеряется горизонтальный угол а между створом и знаком Б. При повороте катера на 180 о и пересечении им створа АА₁ на обратном курсе останавливается секундомер и измеряется угол.

Показания секундомера будут соответствовать времени так называемой неустановившейся циркуляции, т.е. поворота катера на 180 о .

Для определения диаметра циркуляции берется крупномасштабная карта (план), отложив на которой измеренные углы наносятся точка М₁ и точка М₂. Расстояние между этими точками есть диаметр циркуляции.

С достаточной точностью диаметр циркуляции можно определить и без измерения углов секстаном. Для этого в моменты пересечения створа АА₁ за борт бросаются легкие вехи или буйки, а затем при помощи линя измеряется расстояние между ними. Это расстояние и принимается за диаметр циркуляции.

Управляемость - это способность судна удерживать на ходу заданное направление движения- при неизменном положении руля (устойчивость на курсе) и изменять на ходу направление своего движения под действием руля.

На управляемость влияет много факторов и причин, главными из которых являются действие руля, работа винта и их взаимодействие.

Действие руля на переднем ходу

На переднем ходу при выключенном двигателе и прямом положении руля встречные струи воды обтекают корпус и руль симметрично, не вызывая сил, уклоняющих нос или корму судна (рис. 3).

При отклонении же руля на некоторый угол вправо (рис. 4) на него начинают давить встречные струи с силой F, а с левой стороны руля образуется разряженное пространство.

Сила F является равнодействующей сил F₁ и F₂. При этом сила F₂ действует в противоположенном направлении движению катера и следовательно уменьшает его скорость, а сила F₁ отбрасывает руль с кормой мой влево, тем самым обеспечивается поворот носа катера вправо. На этом примере делается вывод: нос катера на переднем ходу покатится в ту сторону, в какую положен руль.

Действие руля на заднем ходу

На заднем ходу при выключенном двигателе и прямом положении руля сил, уклоняющих корму не появляется. Поэтому катер будет двигаться без изменения направления (рис. 5).

Если руль положить вправо, то встречные струи воды начнут давить на его левую сторону с кой – то силой F перпендикулярно рулю (рис. 6).

Разложив эту силу на составляющие, видно, что сила F₂ направлена в противоположном направлении движению и значит уменьшает скорость. Сила F₁ уклоняет корму вправо, т.е. в сторону поворота руля. Таким образом, на заднем ходу корма катера уклоняется в сторону перекладки руля. Рассмотренные примеры показывают, что скорость поворота судна будет тем больше, чем на угол большой угол повернут руль. Но при увеличении угла поворота руля возрастает и тормозная сила, что существенно замедляет поступательное движение судна. Практикой подтверждается, что руль при поворотах работает наиболее эффективно при его перекладке на угол 30- 35 о .

Действие работы винта на переднем ходу

При работающем винте, отбрасываемая им струя воды оказывает определенное действие на корпус судна и перо руля, тем самым влияя на устойчивость на курсе и поворотливость судна. Частицы воды при этом движутся не по прямой линии, а образуют вихревой поток в виде спирали. Рассмотрим как работающий винт правого вращения с четырьмя лопастями влияет на устойчивость судна (рис. 7).

Рис.7. Силы набрасываемой струи

Лопасть 1 винта при движении по часовой стрелке сверху вниз бросает воду с силой F₁ которая направлена вниз и никакого влияния на смещение кормы в сторону не оказывает. Лопасть 2 бросает воду с силой F₂ на нижнюю часть пера руля и стремиться отклонить корму влево Сила F₃ при движении лопасти 3 снизу вверх направлена вверх и на отклонение кормы в сторону не влияет. Лопасть 4 при движении слева направо бросает воду с силой F₄ на верхнюю часть пера руля. Эта сила стремится отклонить корму вправо. Таким образом на перо руля действуют две противоположно направленные сипы F₂ и F₄ Учитывая, что в нижней части руля гидростатическое давление всегда больше, чем в верхней, то сила F₂ превышает силу F₄ и уклоняет корму влево.

при вращении винта из-за набрасывания воды на руль возникает ряд сил, которые при своем взаимодействии образуют только одну силу набрасываемой струи F₁ давление которой на руль стремится сместить корму судна влево и изменить его курс вправо.

При аналогичном рассмотрении примера с винтом левого вращения вывод будет противоположным, т.е. сила набрасываемой струи F стремится уклонить корму вправо, а курс судна изменить влево. Лопасти вращающегося винта встречают сопротивление воды, которое называется силой реакции (рис. 8).

Рис.8. Силы реакции

Движению лопасти 1 противодействует сила реакции R₁, которая стремится столкнуть лопасть, а вместе с ней и корму судна влево. Сила R₂ стремится оттолкнуть лопасть 2 вверх, а следовательно, и поднять корму. Движению лопасти З противодействует сила реакции R₃, направленная слева направо и стремящаяся оттолкнуть лопасть, а вместе с ней и корму вправо. Сила реакции R₄ направлена вниз и стремится осадить корму.

Таким образом, силы реакции R₂ и R₄ на отклонение кормы в какую-либо сторону влияния не оказывают, но они являются причиной дрожания кормы, которая хорошо наблюдается на быстроходных катерах.

В то же время силы R₁ и R₃ оказывают действие на корму, стремясь ее отклонить в противоположных направлениях.

В связи с тем, что сила R₃ действует в более плотной среде больше силы R₁. Сложив эти две силы получается одна результатирующая сила реакции R, вращении винта будет стремиться уклонять корму катера вправо, а нос разворачивать влево.

В случае, если на катере установленный винт левого вращения, то сила реакции R будет уклонять корму влево, а нос разворачивать вправо.

Корме сил набрасываемой струи и реакции при движении катера вперед возникает еще и сила попутного потока.На переднем ходу катер своим корпусом вытесняет воду, образуя за кормой разряженное пространство. Вытесненная корпусом вода, обтекая борта, устремляется в то пространство и заполняет его. Поскольку этот процесс во время движения идет непрерывно, то с кормы катера образуется и действует попутный поток воды, называемый попутным следом. Этот поток оказывает непрерывное давление на кормовые обводы судна и на лопасти винта. Максимальную величину сила потока имеет на поверхности воды, а на глубине уровня киля исчезает полностью.

Давление потока на кормовые обводы распределяется равномерно и практически никакого влияния на отклонение кормы не оказывает. Этого нельзя сказать о давлении силы потока на лопасти винта. Попутный поток с наибольшей силой Н давит на лопасть, которая находится при вращении винта в крайнем верхнем положении (рис. 9).

Рис.9. Действие силы попутного потока

Разложив эту силу на составляющие, получается, что сила h по своей величии значительно больше силы i и расположена перпендикулярно к лопасти. Эта сила h и будет уклонять корму в влево, а нос вправо. При винте левого вращения на переднем ходу сила попутного потока h будет стремиться уклонить корму вправо, а нос судна влево. Сила попутного потока при движении судна оказывает свое действие и тогда, когда винт не вращается.

Рассмотренные примеры позволяют сделать заключение, что на устойчивость судна, имеющего передний ход руль а положении прямо, влияют три силы (рис. 10):

сила набрасываемой струи F;
сила реакции R;
сила попутного потока h

Рис.10. Действие сил на корму судна

На установившемся переднем ходу моторного судна, имеющего один винт правого вращения и руль в диаметральной плоскости, нос судна стремится уклоняться вправо. Чтобы удержать судно на курсе необходимо переложить руль на несколько градусов влево.
При винте левого вращения на переднем ходу с рулем в положении "прямо" нос судна будет уклоняться влево.

Влияние работы винта на заднем ходу

Рассмотрение этого вопроса производится для моторного судна (катера) с четырех лопастным винтом правого шага с установившимся задним ходом и с положением руля “прямо”. При атом на заднем ходу винт вращается против часовой стрелки.

На заднем ходу движение воды происходит также как и на переднем по спирали, но отбрасывается она теперь не на руль, а под корму катера (рис. 11).

Рис.11. Силы набрасываемой струи на заднем ходу

Лопасти 1 и З толкают воду с силами F₁ - направленной вниз и F₃ - вверх. Эти силы никакого влияния на уклонение кормы не оказывают. Лопасть 2 набрасывает струю на левую часть борта в районе киля под острым углом. В связи с этим сила F₂, которая стрёмится уклонить корму вправо слишком мала, чтобы оказывать существенное влияние. Лопасть же 4 бросает воду на правую подводную часть борта под прямым углом(90 о ) и следовательно силы F₄ значительно больше противоположной силы F₂. В результате действия силы набрасываемой струи F₁ на заднем ходу корма судна будет уклоняться влево.

Рассмотрев действие сил реакции на заднем ходу по аналогии с ранее рассмотренным случаем их действия на переднем ходу, делается заключение, что результирующая сила реакции R уклоняет корму влево (рис.12).

Рис.12. Силы реакции на заднем ходу

При движении судна на заднем ходу, вне зависимости вращается винт или нет, возникает сила сопротивления встречной воды корпусу (N). Кроме того, при вращении винта, последний “засасывает воду” за кормой, вызывая тем самым течение воды навстречу движению корпуса судна (рис. 13), что приводит к возникновению еще одной силы всасываемой струи М.

Рис.13. Сила сопротивления и сила всасываемой струи

Эти две силы в данном случае при нахождении руля в положении “прямо” никакого действия на уклонение кормы не оказывают.

Таким образом, на установившемся заднем ходу судна, имеющего винт правого вращения и руль в положении “прямо”, под влиянием работы винта образуются (рис. 14):

сила набрасываемой струи F;
сила реакции R;
сила сопротивления встречной воды N;
сила всасываемой струи М

Рис.14. Сила действующие на заднем ходу

На установившемся заднем ходу судно, имеющее один винт правого вращения и руль в положении “прямо’, уклоняется кормой влево, а носом вправо.
При тех же условиях, но с винтом левого шага корма уклоняется вправо, а нос судна влево.

Поворотливость на переднем ходу

При перекладке руля, например вправо, на установившемся переднем ходу с винтом правого вращения на руль помимо силы встречного потока F, действует и сила воды, отбрасываемой винтом назад, давление которой в 1.3 - 1,7 раз больше давления F. Эта сила называется силой винтовой отработки Q (рис. 15), резко увеличивающей эффективность действия руля, т.е. поворотливость судна.

Рис.15. Силы встречного потока и винтовой отработки

Для винта правого шага действие силы винтовой отработки значительно больше при руле, положенном направо, а для винта левого шага - на левый борт.

На переднем ходу при винте правого вращении судно поворачивается лучше вправо и хуже влево, а при винте левого вращения - лучше влево и хуже вправо.
Для судна с винтом правого вращения диаметр циркуляции вправо будет меньше диаметра циркуляции влево.

Поворотливость на заднем ходу

При положении руля "прямо" на заднем ходу корма под действием сил набрасываемой ст и реакции отклоняется влево. Если переложить руль влево, то на него начнут действовать силы сопротивления встречной N и всасываемой струи М в том же направлении, что и ранее действовавшие силы F и R (рис 16).

Рис.16. Силы, действующие на заднем ходу. Руль "лево"

Действуя сообща эти четыре силы уклоняют корму влево. Если руль переложить на правый борт (рис. 17), то силы N и М будут противодействовать силам F и R.

Рис.17. ССилы, действующие на заднем ходу. Руль "право"

На заднем ходу при винте правого вращения судно лучше поворачивается кормой влево и хуже вправо, а при винте левого вращения - лучше кормой вправо и хуже влево.

Особенности действия сил в начальный период вращения винта

Если стоящему судну, имеющему один винт и руль в положении "прямо", дать передний ход. то в первые секунды корма будет уклоняться в сторону вращения винта. Но как только судно начнет движение это уклонение сначала прекратится, а потом корма пойдет в другую сторону. Это явление объясняется тем, что до начала движения судна вперед, работающий винт тянет корму в сторону своего вращения за счет действия силы реакции R.

Как только начнется поступательное движение судна вперед, на руль оказывает большее действие сила набрасываемой струи F. При даче стоящему судну заднего хода, в начальный момент корма будет уклоняться в противоположную сторону вращения (шага) винта.

Особенности управляемости судна при переходе с переднего хода на задний

При проведении швартовых операций или необходимости срочно остановить судно (опасность столкновения, предотвращение посадки на мель, оказание помощи человеку за бортом и др.) приходится переходить с переднего хода на задний. В этих случаях судоводитель должен учитывать, что в первые секунды при перемене работы винта правого вращения с переднего хода на задний, корма стремительно покатится влево, при винте левого вращения - вправо.

Причины, влияющие на управляемость

Кроме руля и вращающегося винта на устойчивость и поворотливость судна влияют и другие причины, а также целый ряд конструктивных особенностей судна: отношения главных размерений. формы обводов корпуса, параметров руля и винта. Управляемость зависит и от условий плавания: характера загрузки судна, гидрометеорологических факторов.

Вводная информация.
Плюсы вращения в одну сторону - унифицированный запасной винт.
Минусы вроде какая-то не уравновешенность, но уважаемый Баадер по этому вопросу мысль изложил однозначно никакой не уравновешенности нет, и как аргумет привел: А что уравновешивает вращение винта на одноваловой установке? - Логично.
С другой стороны большинство производителей мощных ПЛМ выпускают моторы с правым и левым вращением винта, для использования разных моторов в паре - ну видимо тоже не зря.

И если всетаки вращать винты в разные строны: по часовой или против часовой, если смотреть по ходу судна?

ПМ при одиночной установке для компенсации момента приходится смещать от осевой на некоторое расстояние, при этом чем лодка легче, тем больше. Просто под руками нет результатов испытаний величины боковой силы, у полностью погруженных винтов она не велика, Баадер тут прав, ибо этот фактор волнует гонщиков и тех, кто на моторках далеко ходит, на лодках выходного дня это вообще не принципиально.

величины боковой силы, у полностью погруженных винтов она не велика

Спасибо.
А по памяти не велика это 1-2% или 5-10%?
Ну и если не выходного дня, а еще пятницу прихватить с понедельником Вы бы как поступили?

Я бы сделал плавдачу с паровой машиной и с двумя гребными колёсам сзади, а для по отжигать Радугу-34 Зимина и в качестве тузика, за водкой слетать в магазин. .

Как идею записал в загашник, но на следующее судно.
А на пока планирумом с винтами бы разобраться, на колеса его уже не переделать.

Зависит от скорости, килеватости и от степени полупогруженности винта.

На малоскоростных (FrD меньше 5,0) с полностью погруженными винтами - почти безразлично.

На более скоростных и с ЧПВ - надо учитывать, что в повороте килеватый катер кладет на борт, и один из винтов может обнажаться, что приведет к несимметрии тяги. Если винты вращаются левый "по часовой", правый "против" - появляется курсовой момент, который может привести к брочингу - развороту катера на полной скорости на 180 гр. с втыканием кормы в воду и полной потере скорости. Поэтому на мореходных килеватых гонщиках, особенно с консольными приводами типа Арнесонов, винты всегда вращаются левый "против", правый "по" часовой стрелке - это способствует курсовой устойчивости, хотя все равно иногда разворачивает. Если скорости сравнительно невелики, а хочется повышенной маневренности, можно сделать наоборот - левый "по", правый "против".

На малоскоростных (FrD меньше 5,0) с полностью погруженными винтами - почти безразлично.

Это не описка? Фруд

так что зАпросто. - на что коллега will так и указал:

На малоскоростных ( Fr D меньше 5,0) с полностью погруженными винтами - почти безразлично.

Одинаковое вращение винтов влияет на управляемость. Они хуже формируют поток (возмущенный поток одного винта уменьшает эффективность второго) и на один борт время циркуляции будет меньше, чем на другой. При скоростях менее 8 узлов - не критично, а вот выше - уже ощутимо. Кроме того, не оспаривая, конечно, теорию Баадера, ни в коем случае, из практики помню, что судно с сонаправленно вращающимися винтами, имеет некоторую тенденцию к зарыскиванию на малых ходах в сторону вращения винтов.

Фруды разные бывают, и не только по длине, но и по водоизмещению,

Спасибо, тогда 5 это много, но не запредельно.

Кроме того, не оспаривая, конечно, теорию Баадера, ни в коем случае, из практики помню, что судно с сонаправленно вращающимися винтами, имеет некоторую тенденцию к зарыскиванию на малых ходах в сторону вращения винтов.

Но не смотря на Баадера у меня мужества купить сонаправленные винты не хватило, уже купил разные.

Поэтому на мореходных килеватых гонщиках, особенно с консольными приводами типа Арнесонов, винты всегда вращаются левый "против", правый "по" часовой стрелке - это способствует курсовой устойчивости, хотя все равно иногда разворачивает. Если скорости сравнительно невелики, а хочется повышенной маневренности, можно сделать наоборот - левый "по", правый "против".

Спасибо, на самом деле первое мнение, а нигде прочитать об этом не нашел.

Но маневренность, это имеется ввиду при управлении рулем, а не двигателями же, как я понимаю.

Рулевой 2-го класса

Изготовители лодки пробовали устанавливать двумя способами, но как на этом фото, оказалось несколько быстрее в поворотах (с их слов).

Прикрепленные изображения

Посмотрел, что есть в интернете

Нашел только левый по, правый против.

Рулевой 2-го класса

Прикрепленные изображения

В СССР были два мотора одинаковой мощности

Нептун-23 и Привет-22.

У них винты крутились в разные стороны.

Желающие покупали разные и переставляли по-всякому.

Никаких восторгов по этому поводу не слышал.

Видимо речь идет о том, что писал коллега выше, скоростные лодки левый против, правый по часовой стрелке, водоизмещающие наоборот.

Но вот понять гидродинамику этого я что-то не могу.

В СССР были два мотора одинаковой мощности

Нептун-23 и Привет-22.

У них винты крутились в разные стороны.

Желающие покупали разные и переставляли по-всякому.

Никаких восторгов по этому поводу не слышал.

А какие могли быть восторги-иметь два совершенно разных двигателя.

А кто-то(обывателю подавай сразу в два раза быстрей ),кроме гонщиков пытался что-то сравнивать(Н23+Н23 и Н23+"Прювет") и измерять.

Мелкими шагами, но вперёд!

Но вот понять гидродинамику этого я что-то не могу.

Согласен, но я просматривая картинки откинул винты в трубах (также винты встречной установки) - я думаю они по другому работают.

Винт в гиродинамической трубе вроде бы вообще все равно в какую сторону крутиться, там же нет соскальзывания потока.

Мелкими шагами, но вперёд!

Винт в гиродинамической трубе

Винт в поворотной насадке

Были у меня фото ВРК Волгонефти, найду посмотрим, у них без насадок.

Мотор левого вращения - слева, правого вращения - справа.

Лодки собственного производства. Проверены. Замечаний нет.

Прикрепленные изображения

А вот у этой лодки моторы одинакового вращения. При резком левом повороте на большой скорости происходит "забрасывание" кормы вправо.

На скоростях до 40 км.ч. не чувствуется.

Прикрепленные изображения

Рулевой 2-го класса

Мелкими шагами, но вперёд!

Пересмотрел Ваши фото. На них везде правый винт - правого вращения(по часовой) , а левый - левого вращения(против часовой)

Прикрепленные изображения

Видимо речь идет о том, что писал коллега выше, скоростные лодки левый против, правый по часовой стрелке, водоизмещающие наоборот.

чО-то не нахожу обоснования изменения направлений вращения ГВ между скоростной и/или водоизмещающей лодками.

Судовой движитель преобразует подводимую к нему энергию в движение судна. К судовым движителям относятся гребное весло, парус, гребное колесо, гребной винт, крыльчатый движитель, водометный движитель и т. п. На подавляющем большинстве морских судов движителями являются гребные винты.

При вращении гребного винта на его лопастях возникают силы реакции воды Р, которые образуют упор винта Р, движущий судно. Создание упора гребного винта можно пояснить на примере (рис. 111): болт при вращении в гайке воспринимает давление поверхностей ее резьбы или упорную реакцию гайки и создает осевую силу Р.

Гребные винты могут быть с фиксированным шагом (ВФШ) и регулируемым шагом (ВРШ). Для изготовления гребных винтов применяют латунь, бронзу, углеродистую или легированную сталь. Конструкция гребных винтов фиксированного шага цельнолитого (а) и со съемными лопастями (б) показана на рис. 112. Цельнолитые гребные винты применяются только у небольших судов. Число лопастей винта может быть от трех до семи. Гребной винт имеет коническую посадочную поверхность, по которой пригоняется конус гребного вала. Со стороны дейдвуда на ступице винта предусматривается уплотнение, защищающее вал от проникновения воды. Винт с валом соединяют гидропрессовым способом или с предварительным подогревом ступицы. Гребной винт закрепляют на валу гайкой, которую надежно стопорят. Для уменьшения сопротивления гайку закрывают обтекателем и все монтажные вырезы на винте заделывают цементом.

Основные элементы гребного винта — диаметр D и шаг Н. Диаметр винта равен его удвоенному радиусу. Шаг винта — это расстояние, проходимое винтом за один оборот в плотной среде. Если бы винт вращался в твердой гайке, то путь, проходимый им в осевом направлении за один оборот, равнялся бы шагу. В действительности при работе в воде за счет скольжения путь винта за один оборот меньше шага.

Элементы гребного винта должны одновременно соответствовать силовой установке и преодолеваемому судном сопротивлению. Только в этом случае двигатель будет развивать наибольшую эксплуатационную мощность при номинальной частоте вращения, что обеспечит наивысшую скорость судна.

Винты регулируемого шага (рис. 113) лишены этого недостатка. Разворотом лопастей на нужный шаг достигают полного использования мощности дизеля при номинальной частоте вращения независимо от изменения сопротивления движению судна. Кроме этого, применение ВРШ позволяет использовать нереверсивные двигатели, что также является их достоинством.

Для изменения шага чаще всего применяют механизм гидравлического типа (рис. 114). Штанга 1, осуществляющая поворот лопастей, проходит внутри полого гребного вала и оканчивается поршнем 7. Поршень может перемещаться в гидравлическом цилиндре 8 под действием масла, поступающего в одну из его полостей. Гидравлический цилиндр вращается вместе с гребным валом и передает крутящий момент от двигателя к винту. Для уменьшения шага винта перемещают распределительный золотник 4, и масло, непрерывно подаваемое масляным насосом 3, поступает по сверлению в штанге или кольцевому зазору между штангой и валом в одну из полостей гидравлического цилиндра. Из другой полости масло через золотник сливается в бак 2. Под давлением масла поршень и связанная с ним штанга перемещаются в осевом направлении и осуществляют поворот лопастей. С поршнем связаны тяги 9, которые перемещают по валу скользящий подшипник 6 и зубчатую рейку 5. Рейка поворачивает зубчатое колесо и присоединенную к нему стрелку указателя шага.

К недостаткам ВРШ можно отнести их сложность и высокую стоимость, а также меньший к.п.д. и большую вероятность поломки при плавании во льдах.

На судах, требующих высокой маневренности (портовые буксиры, плавучие краны и т. п.), иногда применяют крыльчатые движители. Крыльчатый движитель (рис. 115) представляет собой вращающийся диск 1, который установлен в плоской части днища так, что в воде остаются только крылообразные поворотные лопасти 2. Вращаясь вместе с диском, лопасти одновременно могут поворачиваться вокруг своих осей специальным механизмом, соединенным с валом главного двигателя. У крыльчатых движителей можно изменять силу упора в любом направлении при всех скоростях хода (вплоть до нуля), благодаря чему отпадает необходимость в применении обычных судовых рулей и реверсивных главных двигателей. Однако к.п.д. крыльчатых движителей низок, они примерно в 10 раз тяжелее гребных винтов, сложнее и дороже.

Производитель комплектует продукцию по средним показателям, но на практике приходится корректировать некоторые параметры. Иногда детали выходят из строя, тогда нужно приобретать новые.

Необходимо понимать, что такое шаг винта на лодочном моторе, диаметр лопастей и как эти значения влияют на производительность двигателя, скорость движения, экономию топлива.

Что такое гребной винт в лодочном моторе?

Движение становится возможным, когда вращательный момент двигателя передает потенциальную энергию лопастям, которые создают тягу, опираясь на воду. Гребной винт передает усилие, возникающее при работе корпусу мотора, закрепленного на конструкции лодки.

Чем больше количество воды за единицу времени будут перемещать лопасти, тем мощнее будет движение. Габариты и форма гребного винта должны соответствовать поставленным задачам и возможностями силового агрегата.

Неправильно подобранный он может приводить как к снижению КПД, так и к рискам преждевременного выхода из строя двигателя.

Технические характеристики

Обращать внимание при выборе винта нужно на следующие показатели:

Диметр винта. Измеряется он по краям противолежащих лопастей если это четырехлопастной винт, а когда их три, то умножение на два значения от центра до дальней точки;
Шаг винта. Фактически это угол расположения лопасти относительно оси вращения. Шагом называют расстояние, которое преодолеет винт за один полный оборот. При этом не учитывается момент проскальзывания. Достигнуть паспортного значения можно это только в твердой среде. Практические показатели в воде ниже теоретических;
Количество лопастей. Их может быть 2, 3, 4 и более. Двухлопастные используются крайне редко. Слишком много побочных эффектов возникает в процессе эксплуатации, поэтому применяют их толь ко для специальных целей. Самые популярные сегодня трехлопастные винты. Оптимальной сочетание геометрических особенностей для решения большинства задач. Винт с четырьмя лопастями и более имеет некоторое нюансы и применятся чаще на судах с большим водоизмещением и мощными моторами;
Дисковое отношение. Значение показывает площадь поверхности лопастей в сравнении с аналогичным показателем диаметра. Измеряют спрямленные контуры. Конструкции винтов могут быть выполнены с перекрытием одной лопасти другой, поэтому значение дискового отношения может быть больше 1. Существуют модели с показателем 1, 5. Это означает что площадь лопастей превышает площадь диаметра на 50%. Практическое применение винтов на большинстве частных водно-моторных средств получили изделия с отношением 0,6 – 1, 2. Значения больше единицы актуальны для мощных моторов, способных приводить в движение большие массы воды за единицу времени, и соответственно развивать большую скорость.

Аббревиатура на имеет единого стандарта. Встречаются обозначения, где первой цифрой указывается количество лопастей. Потом следует диаметр. Затем идет значение шага винта и направление вращения. Например, 3х10х15R. Означает это, что винт трехлопастной, диаметром 10 дюймов с шагом 15, правого вращения. Часто торговая маркировка бывает иной.

Отметим! Первым указывается диаметр, а количество лопастей прописывают в конце. Уточнить все значения нужно в спецификации детали, которая имеется в сопроводительных документах, на упаковке изделия.

Параметры гребных винтов

Основными параметрами выбора являются:

шаг;
число лопастей;
диаметр;
материал.

Любой производитель маркирует своё изделие. Так, маркировка S-9 ¼ x 10 ¼ Bs.Pro указывает на продукт Suzuki (первый символ S), изготовленный подразделением Bs.Pro. Первая цифра здесь — 9 ¼ диаметр, вторая — 10 ¼ шаг. Все цифровые параметры указываются в дюймах.

Некоторые производители ограничиваются сокращённой информацией, где указывается только диаметр и шаг (например, 8,5х10). Ставят маркировку обычно на внутренней поверхности лопастей, в области ступицы, на корпусе.

Диаметр

Диаметр считается косвенным параметром, который не оказывает существенного влияния на скорость. Поэтому подробно рассматривать его мы не будем.

Шаг винта

Шаг гребного винта – отрезок пути, соответствующий одному полному обороту вала лодочного мотора без учёта проскальзывания. Грубо говоря, это расстояние, на которое винт оттолкнётся за один оборот 360°. Шаг винта лодочного мотора – это самый главный параметр для выбора. Изменение шага на 1 дюйм в сторону увеличения или уменьшения, даёт прирост или сокращение на 150-200 оборотов.

Гребные винты бывают с постоянным и прогрессирующим (переменным, изменяемым) шагом. Второй вариант позволяет изменять шаг, чтобы не носить с собой комплект разных винтов. Но такие винты намного дороже.

Количество лопастей

Самые популярные модели винтов имеют 3 лопасти. Трёхлопастные изделия удовлетворяют по техническим характеристикам в большинстве случаев. Свойства трёхлопастных гребных винтов позволяют подбирать их под разные нагрузки, корпуса лодки и лодочные моторы.

Также применяются гребные винты с 4 лопастями. Благодаря увеличенной площади лопастей они дают большую силу упора (силу тяги). Конструкции с четырьмя лопастями предпочтительны под грузовые цели. Их обычно устанавливают на тяжёлых корпусах лодок или для буксировки. Они дают уверенный выход на глиссирование.

Материал

В качестве материала для производства гребных винтов лодочных моторов обычно применяются:

нержавеющая сталь,
бронза,
сплав титана,
сплав алюминия,
пластик.

Самые доступные по цене конструкции из бронзы, алюминия, пластика. Максимально дорогие – титановые и на основе композитных сплавов. Оптимальные для выбора – стальные гребные винты. Они дают хороший КПД за счёт малой толщины лопастей и обладают высокой износостойкостью. В крайнем случае, можно выбрать алюминиевый гребной винт. Этот вариант обойдётся дешевле при условии приобретения оригинальных фирменных изделий. Пластик – неоправданная трата денег.

Что такое шаг винта на лодочном моторе?

Одной из важнейших характеристик водно-моторного средства является соотношение мощности силового агрегата и скорости передвижения. Ключевым фактором, влияющим на этот показатель, становится шаг винта, то есть его продвижение за один полный оборот. Практические результаты ниже теоритических в следствии подвижности воды и слипания.

Увеличивать шаг винта для достижения скорости невозможно бесконечно. Возрастает нагрузка на двигатель, происходит снижение количество оборотов, в среднем на 200 — 300 на каждую единицу. Например, поставив вместо 11 винт 13 тахометр покажет значение 5 000 – 5 200 при штанных 5 600 об/мин.

Отметим! Винт можно менять для достижения различных целей. Так оборудовав лодку для скоростного передвижения, можно существенно снизить ее эффективность при необходимости перевозки грузов. В идеале, нужно иметь несколько винтов с разным шагом, чтобы оптимально использовать водно-моторное средство для тех или иных целей.

Как подобрать гребной винт для лодочного мотора?

Поиск нового винта может быть продиктован желанием изменить характеристики водно-моторного средства, либо необходимостью покупки в следствии поломки.

Для оптимального выбора необходимо знать:

Характеристики мотора, его мощность, количество оборотов;
Особенности конструкции лодки;
Целевое назначение водно-моторного средства;
Материал изготовления;
Особенности посадочного места винта, диаметр, количество шлицов.

Как ловить больше рыбы?

Каждый ярый рыбак несомненно имеет свои секреты успешной рыбалки. Я и сам за время осознанного рыболовства нашел не мало способов, как улучшить клев. Делюсь своим ТОПом:

Активатор клева. Стимулирует сильный аппетит у рыбы, привлекая ее даже в холодной воде. Всему виной феромоны, входящие в его состав. Жаль, что Росприроднадзор хочет ввести запрет на его продажу.
Правильный подбор снасти. Читайте соответствующие руководства по конкретному типу снасти на страницах моего сайта.
Приманки на основе феромонов.

Остальные секреты успешной рыбалки вы можете получить бесплатно, читая другие мои материалы на сайте.
Рекомендуется найти данные о штатном винте, который устанавливает производитель на имеющийся мотор. В описании характеристик имеются указания на какой тип лодки рассчитан двигатель, ее водоизмещение, осадку, массу.

Важна конструкция и материал изготовления водно-моторного средства. Если мотор мощностью 30-60 л.с. установлен на надувной лодке рассчитанной да двух человек, то в данном случае имеется запас мощности, который вычисляют по формуле 25 кг на одну лошадиную силу.

Можно увеличивать шаг винта. Такой же двигатель на катере для 5-х человек будет нуждаться в бережном отношении и для долгой безаварийной работе потребуется винт с более низким показателем шага.

Отметим! Для достижения скорости будет недостаточно увеличивать шаг. Здесь необходимо менять двигатель на более мощную модель. Считается, что при 80% загрузке лодки мотор должен выходить на паспортные значения оборотов.

Материалы изготовления гребного винта

Кроме технических характеристик, геометрии, количества лопастей, винты могут изготовляться из различных материалов:

Пластик. Самый дешевый вариант, но это не значит, что этот выбор плох. Для моторов малой мощности пластиковый винт выглядит оптимальным решением. Он пластичен, долговечен, способен выдерживать ударную нагрузку без повреждений. Не подойдет для мощных оборотистых двигателей. При сильной нагрузке начинает деформироваться, менять геометрию, что приводит к снижению скорости, увеличению расхода топлива;
Алюминий. Винты выполняются из сплавов с добавлением металлов, улучшающих показатели изделия. Алюминий при этом становится не таким пластичным, как чистое вещество. Металл приобретает твердость и вместе с тем хрупкость. При поломке можно обнаружить сколы с зернистой, кристаллической структурой. Невысокая цена при хороших эксплуатационных характеристиках делает этот винт очень популярным среди владельцев водно-моторных средств;
Сталь. Чаще это нержавеющий сплав. Винт прочен, надежен. Рассчитан на предельные нагрузки. Отличный выбор для скоростной лодки. Форма лопастей и тщательная обработка поверхности для уменьшения коэффициента трения делают его характеристики недостижимыми в конкуренции с изделиями из других материалов. Цена высокая, но и технические параметры, долговечность также превышают аналогичные значения у винтовиз пластика и алюминия;
Карбон. Изделий из этого материала пока не так много на рынке, но популярность их растет. Прочные винты из карбона имеют практически такие же характеристики, как металл, но они существенно легче. Стоимость сравнима с высококачественными изделиями из нержавеющей стали.

Выбирать винты на лодку следует с учетом особенностей эксплуатации. Для прогулочного катера достаточной мощности подойдут изделия из нержавеющей стали.

Отметим! Рыбацкая лодка, особенно если использоваться она будет в водоемах с большим количеством растительности, может оборудоваться винтами из пластика и алюминия. Это практично и недорого.

Конструкция[ | ]

Двухлопастной гребной винт обладает более высоким КПД, чем трёхлопастной, однако при большом дисковом отношении (см. ниже) весьма трудно обеспечить достаточную прочность лопастей двухлопастного винта. Поэтому наиболее распространены на малых судах трёхлопастные винты (двухлопастные винты применяют на гоночных судах, где винт оказывается слабо нагруженным, и на парусно-моторных яхтах, где гребной винт — вспомогательный движитель[1]). Четырёх- и пятилопастные винты применяют сравнительно редко, — в основном на крупных моторных яхтах и крупных океанских судах для уменьшения шума и вибрации корпуса.

Интерцептор — загнутая исходящая кромка — на гребных винтах способствует увеличению способности винта к захвату воды (особенно это важно на лодках с высоко установленным мотором и большими углами ходового дифферента). Интерцептор также обеспечивает дополнительный подъём носа катера в случае установки на линиях угла наклона лопасти. Применение интерцептора на исходящей и внешней кромках лопасти увеличивает шаг. Применение стандартного интерцептора обычно выражается в снижении частоты вращения на 200—400 об./мин (это означает, что в случае замены обычного винта на винт с интерцептором потребуется снижение шага на 2—5 см).[2]

Скорость вращения гребного винта выгодно выбирать в пределах 200—300 об./мин или ниже — на крупных судах. Кроме того, при низкой скорости вращения существенно ниже механический износ нагруженных деталей двигателя, что весьма существенно при их больших габаритах и высокой стоимости.

= (0,63—0,7)
R
по направлению к ступице шаг уменьшается на 15—20 %.

Для передачи большой мощности часто применяют двух- и трёхвальные установки, а некоторые большие корабли (например, авианосцы, супертанкеры, атомные ледоколы) оснащаются четырьмя симметрично расположенными гребными винтами.

Разновидности винтов[ | ]

Гребные винты различаются по:

шагу — расстоянию, которое проходит винт за один оборот без учёта скольжения;
диаметру — окружности, описываемой наиболее удалёнными от центра концами лопастей;
дисковому отношению — отношению суммарной площади лопастей к площади круга с радиусом равным радиусу винта;
количеству лопастей — от 2 до 7 (изредка больше, но наиболее часто 3—4 лопасти);
конструкционному материалу — углеродистая или легированная (например, нержавеющая) сталь, алюминиевые сплавы, пластики, бронзы, титановые сплавы;
конструкции ступицы (резиновый демпфер, сменная втулка, сменные лопасти);
прохождению выхлопа — выхлоп через ступицу или под антикавитационной плитой;
диаметру ступицы;
количеству шлицов втулки.

Винты с кольцевым крылом

вращаются в открытом полом цилиндре (такие винты также известны как импеллеры), что при малой частоте вращения гребного винта обеспечивает прирост упора до 6 %[3]. Такая насадка применяется для дополнительной защиты от попадания посторонних предметов в рабочую область и повышения эффективности работы винта. Часто применяются на судах, ходящих по мелководью.

Суперкавитирующие винты

со специальным покрытием и особой формой лопастей предназначены для постоянной работы в условиях кавитации. Применяются на быстроходных судах.

Расчет винта[ | ]

Из-за проскальзывания винта в жидкой среде реальные данные будут отличаться от идеально расчетных. Это пытаются учитывать, например уменьшением диаметра на некий коэффициент. В то же время математические зависимости диаметра(D) и шага (H) винта от мощности (N) и частоты оборотов (n) винта в жидкости с плотностью (ρ) дают представление о имеющихся зависимостях. Если пренебречь текучестью среды, то винт можно представить как бесконечный клин, вдавливаемый между судном и средой, ещё более наглядно — между причалом и кормой. Гребной винт преобразует силы так же как наклонная плоскость.

Читайте также: