Шаг винта — одна из основных технических характеристик воздушного или гребного винта, зависящая от угла атаки его лопастей при их круговом движении в газовой или жидкостной среде.
Шаг винта — расстояние, пройденное поступательно винтом, ввинчивающимся в гипотетическую несжимаемую среду, за один полный оборот (360°). Прямо пропорционально зависит от угла наклона лопастей относительно плоскости, перпендикулярной оси винта. Измеряется в единицах расстояния за один оборот. Чем больше шаг винта, тем больший объём газа или жидкости захватывают лопасти, однако, вследствие увеличения противодействия, тем больше нагрузка на двигатель и меньше скорость вращения винта (обороты). Конструкция современных воздушных и гребных винтов предусматривает способность изменения наклона лопастей без остановки агрегата
Гребной винт маломерных судов
Гребной винт - устройство, преобразующее вращение вала двигателя в упор - силу, толкающую судно вперед. Он состоит из ступицы и нескольких (две и более) лопастей. Лопасть судового гребного винта представляет собой гидродинамический профиль, работающие под определенным углом наклона к водному потоку, отбрасывая его и создавая таким образом упор. Лопасть име входящую и выходящую кромки и рабочую (нагнетающую) поверхность. Физическая суть работ гребного винта достаточно проста - при вращении на поверхности его лопастей, обращенный сторону движения судна образуется разрежение, а обращенных назад - повышенное давлен воды. Разность давлений создает силу, одна из составляющих которой и двигает судно вперед.
Упор в большой степени зависит от угла атаки профиля лопасти. Оптимальное значение этого угла для быстроходных катеров 4 - 8°. Основные понятия при рассмотрении темы и характеристик гребного винта:
Шаг гребного винта - геометрическое перемещение (расстояние) любой точки лопасти вдоль оси за один полный оборот гребного винта при условии, что он совершает его в условно твердой среде.
Диаметр винта - диаметр окружности в которую вписаны спрямленные лопасти гребного винта (рис. 124).
Рис. 124. Шаг, диаметр гребного винта: 1 - один оборот; 2 - номинальный шаг; 3 — диаметр.
Шаговое отношение - отношение шага винта к диаметру.
Дисковое отношение - отношение площади спрямленных лопастей (без ступицы) к площади диска, диаметр которого равен диаметру гребного винта (рис.126).
Рис. 126. Гребные винты с разным дисковым отношением q: а-Ө = 0,3; б — Ө = 0,4; в — Ө = 0,5; г-Ө = 0,6.
Шаговое и дисковое отношения являются основными параметрами гидродинамических характеристик гребного винта, от которых зависит степень использования мощности двигателя и достижение максимально возможной скорости судном. Каждому гребному винту конкретного размера и фиксированного шага присуща своя винтовая характеристика. В принципе, для каждого корпуса судна и двигателя должен подбираться свой оптимальный гребной винт. Процесс расчета гребного винте сложен и базируется на использовании существующих графиков и диаграмм определения диаметра и шага винта в зависимости от мощности на валу. Для малых нагрузок и больших скоростей обычно выбирается двухлопастной гребной винт, для нормальных нагрузок (на катерах) - трехлопастной, для больших нагрузок и малых скоростей — четырехлопастной.
Применение пятилопастного гребного винта значительно уменьшает вибрацию. Скольжение винта - явление, возникающее при работе гребного винта в водной среде под нагрузкой, представляет собой разность между расчетным шагом винта и фактически пройденным расстоянием за один оборот. Скольжение почти никогда не бывает менее 15% шага винта, в большинстве случаев равно 30%, иногда - около 45-50% шага винта. Коэффициент полезного действия (КПД) винта - отношение полезно используемой мощности к затраченной мощности двигателя, зависит, в основном, от диаметра и частоты вращения винта. КПД является оценкой эффективности работы гребного винта, его максимальная величина может достигать 70-80%, на малых судах 45-50%. Знать КПД винта необходимо для производства расчетов проектируемой скорости судна. КПД гребных винтов рассчитывается также по многочисленным графикам и диаграммам, основой которых служит коэффици мощности (коэффициент нагрузки) - отношение произведения мощности двигателя, отдани винту, на частоту его вращения к поступательной скорости винта в попутном потоке. Большинство гребных винтов работает с коэффициентами нагрузки в пределах от 1 до 10. Структура коэффициента нагрузки показывает, что к высокому КПД гребного винта приводят небольшая мои ность двигателя, низкая частота вращения и высокая скорость. Направление вращения гребни винта (рис. 125) в судовождении (правое - по часовой стрелке, левое - против часовой стрел» устанавливают глядя с кормы в нос при работе винта на передний ход и определяют только да переднего хода.
Подробнее можно почитать по этой ссылке Это интересно
