(. Figura 5) Elice transformă rotirea axului motorului la punctul gama gol - o forță de împingere barca înainte. Când șurubul este rotit pe suprafețele lamelor orientat înainte - spre mișcarea vasului (supt), - se creează un vacuum și spate cu care se confruntă (rapel) - apă de înaltă presiune. Ca urmare, diferența de presiune asupra paletelor Y forță (aceasta se numește lift).
Accentul este puternic dependentă de unghiul de atac α al profilului paletei. Valoarea optimă a unghiului de atac pentru operații de frezat de mare viteză șuruburi 4-8 °. Dacă este o valoare mai optimă, puterea motorului uzat neproductiv pe depășirea cuplului de mare; în cazul în care unghiul de atac este mic, forța de ridicare, se concentreze F va fi mică, puterea motorului ar fi neutilizate.
În diagrama ce ilustrează natura interacțiunii dintre lamă și apă, și poate fi reprezentat ca unghiul dintre direcția vectorului de viteză a fluxului de intrare la lamă și W suprafața de presiune. Rata debitului vector W este format prin adăugarea vectorii de viteza geometrică Va mișcare de translație a șurubului cu vasul și viteza de rotație Vr. t. e. viteza de deplasare a lamei într-un plan perpendicular pe axa șurubului.
Fig. 5 prezintă forță și viteză care acționează în oricare secțiune transversală definită a palei este situat la o anumită rază r specific elicei. Circular Viteza de rotație V, în funcție de raza la care este dispus secțiunea transversală (Vr = 2 • π • r • n unde n -. Viteza de șurub, rev / s). Viteza mișcării de translație a șurubului Va rămâne constantă pentru toate secțiunile transversale ale lamei. Astfel, r mai mare. t. e. mai aproape parcela este considerat capătul paletei, viteza periferică mai Vr. și, prin urmare, W. totală a vitezei
Din moment ce partea Va în triunghiul luat în considerare o viteză rămâne constantă, deoarece distanța de la centrul secțiunii paletei transversale este necesară pentru a implementa lamele la un unghi mai mare față de axa șurubului pentru a reține valoarea optimă a, t. E. Ramanea aceleași pentru toate secțiunile. Astfel, o suprafață elicoidală cu constantă smoală H (reamintim că „elice cu pas“ se referă la mișcarea oricărui punct de-a lungul axei lamei pentru o rotație completă a șurubului).
În timpul conducerii carena navei poartă departe de apă, creând un flux de trecere, astfel încât viteza reală a șurubului întâlnirii cu apă Va este întotdeauna ușor mai mică decât viteza reală a V. vasului cu viteză mare diferență de bărci cu motor rindeluirea este mic - doar aproximativ 2-5%, pentru ca slide-uri ale corpului lor apă și aproape nici o „trage“ pentru ei înșiși. În bărci, mersul pe jos, la o viteză medie la sol, diferența este de 5-8%, în timp ce la viteze mici bărci cu ambutisare adâncă, deplasarea ajunge la 15-20%. Acum comparăm viteza teoretică a șurubului N • n din viteza sa reală Va muta în raport cu fluxul de apă (Fig. 5). Să fie „Kazanka“ mersul pe jos, sub motorul „Vortex“ la o viteză de 42 de km / h (11,7 m / s). Rata de scurgere a apei pe șurub va fi de 5% mai puțin:
H • n - Va = (1 - 0,05) • -11,7 = 11,1 m / s
Această valoare, numită operația de alunecare, și determină unghiul paletei elicei de atac α la un debit de apă având un raport de alunecare viteză W. la viteza elicei teoretic ca procent numit de alunecare relativă. Valoarea maximă (100%), când glisiera atinge elicea pe nava ancorată la mal. Cea mai mică alunecare 8-15% au șuruburi bărci cu motor de curse ușoare la viteză maximă; șuruburi y progulochnk rindeluirea bărci cu motor și tobogan ajunge la 15-25% în bărci severe de deplasare 20-40%, și iahturi cu vele, cu un motor auxiliar, 50-70%.
Puterea consumată pentru rotația elicei, poate fi exprimată ca o funcție a Nz cuplul M și viteza de rotație n:
Eficiență = R • V / 2 • π • n • M
Cu toate acestea, ar trebui, de asemenea, să ia în considerare influența reciprocă a corpului navei și a elicei. Când utilizează captures elicei și aruncate înapoi în pupa cantități semnificative de apă, prin care curge debitul trecut de porțiunea pupa a crește locuințe și presiunea scade. Acest fenomen este însoțit de aspirație, adică. E. Apariția rezistenței suplimentare la mișcarea forțează vasul de apă în comparație cu cea care experimentează în timpul tractării. Prin urmare, șurubul trebuie să dezvolte o rezistență a corpului opritor care depășește o anumită valoare Pe = R / (1 - t), kg.
Nu t - coeficientul de aspirație, care depinde de viteza de deplasare a formelor navei și a corpului navei în zona șurubului de locație. Șalupe rabotare și bărci cu motor, în care șurubul este situat la un fund relativ plat și are o Etambou față, la viteze de peste 30 kilometri pe oră t = 0,02-0,03. La viteze mici (10-25 km / h), bărci și șalupe, în care propulsorul este montat pentru Etambou, t = 0,06-0,15.
La rândul său, corpul navei, formând un flux care trece, reduce viteza de apa impingementul pe elice. Acest lucru permite asociat fluxului de coeficienți w):
Astfel, puterea utilă cu șurubul interferență și carcasa este egală cu Nn = Fe • (1 - t) • Va / (l - w), kgf • m / s. și eficiența totală propulsiv a complexului de nave - cu motor - elice se calculează cu formula:
eficiență completă = Nn / Nz = Fe • Va / 2 • π • n • N) ((1 - t) / (1 - w)) • Eficiență de viteze
Eficiența maximă a elicei poate ajunge la 70-80%, dar, în practică, mai degrabă dificil de a selecta valorile optime ale principalilor parametri de care depind de eficiență: diametrul și viteza de rotație. Prin urmare, eficiența în vase mici de șuruburi reale pot fi mult mai mici, de până la 45%.
Eficiența maximă a elicei este atins la 10-30% alunecare relativă. În cazul în care creșterea eficienței de alunecare scade rapid; în timpul funcționării șurubului în modul de acostare devine zero. În mod similar, randamentul scade la zero când rezultatul rotațiilor mari sub un șurub mic pas bont este zero.
corp Coeficientul de efect este adesea mai mare decât unitatea (1,11-1,15), și pierderea din arbori (unelte PAC) sunt estimate .9-0.95.
Diametrul și pasul șurubului. Elemente ale elicei pentru o anumită navă poate fi calculată numai rezistență la apă mișcare de poziționare curba navei, caracteristica externă a motorului și diagramele calculate, rezultatele obținute de elicele teste de model cu anumite dimensiuni și forma lamelor.
Diametrul elicelor, obținută din formula aproximativă și folosind calcule exacte de obicei crește cu aproximativ 5%, în scopul de a obține cunoscut „hard“ șurub și asigură coerența acestuia cu motorul pentru vasul de testare ulterioare. Pentru o „ușurare“ înșurubați-l bordurate treptat până la diametrul nominal al motorului vitezei la turația nominală.
Pitch poate fi determinată aproximativ prin cunoașterea relativă valoarea de alunecare pentru acest tip de navă și viteza estimată a barca:
Valoarea alunecare optimă pentru șuruburi cu raportul etapa H / D = 1,2, este S = 0,14-0,16; șurub, având H / D> 1,2, S = 0,12-0,14. La selectarea H / D raportul pas cu pas poate fi ghidată de următoarele recomandări. Pentru ambarcațiuni rapide ușoare necesită șuruburi cu pas mare sau raportul pas H / D, grele și lente - cu mici. Când motoarele utilizate în mod obișnuit, cu o frecvență nominală de rotație 1500-5000 rot / min treptat mai raport optim H / D este de curse bărci cu motor și planoare - 0,9-1,5; bărci de agrement Lung - 0,8-1,2; bărci de deplasare - 0,6 până la 1,0 și bărci cu viteză scăzută foarte grele - 0,55-0,80. Trebuie avut în vedere faptul că aceste valori sunt valabile în cazul în care arborele cardanic are aproximativ 1000 rot / min pe fiecare barcă de viteză 15 kilometri pe oră; la un reductor de viteză arbore trebuie să fie utilizat.
„Lumina“ sau „grele“ elice. Diametrul și pasul melcului sunt parametrii critici care determină gradul de utilizare a puterii motorului, și, prin urmare, posibilitatea de a realiza cea mai mare rata de propulsie înainte.
Fiecare motor are o caracteristică externă așa-numita - dependența puterii retrase de pe arborele de viteza de rotație a arborelui cotit la carburator accelerație maximă. Această caracteristică pentru „Whirlwind“ motor exterior, de exemplu, prezentat în Fig. 8 (curba 1). Capacitatea maximă de 21,5 litri. a. motor dezvoltă la 5000 rot / min.
Puterea, care este absorbit pe elicea bărcii în funcție de viteza de rotație a motorului, este prezentată în aceeași figură sunt nu una, ci trei curbe - caracteristici șurub 2, 3 și 4, fiecare dintre acestea corespunzând unei elice, adică un anumit șurub .. smoală și diametru.
Prin creșterea gazonul și diametrul șuruburilor și a lamelor de mai sus valorile optime cuprinsi si set inapoi prea multa apa: se pune accentul pe creșterea, dar, de asemenea, crește și nevoia de cuplu pe arbore. 2 caracteristic elicoidală a unui astfel de șurub se intersectează cu caracteristica motorului exterior 1, la punctul A. Aceasta înseamnă că motorul a atins limita - cuplul maxim și incapabil să se rotească cu viteza paletei de mare, adică, nu se dezvoltă și viteza nominală .. capacitatea nominală corespunzătoare. În acest caz, poziția punctului A indică faptul că motorul dă un total de 12 litri. a. în loc de o capacitate de 22 de litri. a. O astfel de elice se numește „hidrodinamic grele“.
Dimpotrivă, în cazul în care terenul de joc sau diametrul șurubului mic (curba 4), iar culee și are nevoie de mai puțin de cuplu va fi, deci motorul nu este numai ușor să se dezvolte, dar, de asemenea, depășește viteza nominală a motorului. modul său de funcționare va fi caracterizat printr-un punct de C. În acest caz, puterea motorului va fi folosit nu complet, și să lucreze la prea mare se întoarce plin de pericole mai mare uzură. Trebuie subliniat faptul că, din moment ce punctul central al șurubului este mic, nava nu se va ajunge la viteza maximă posibilă. Acest șurub se numește „hidrodinamic ușor.“
Pentru fiecare combinație specifică de motor și vasul există o elice optimă. Pentru acest exemplu, un șurub are caracteristici optime 3. care se intersectează cu caracteristica exterioară a motorului corespunzător punctului D. puterea maximă.
Fig. 9 ilustrează importanța selectării corecte a șuruburilor pe exemplul bărci cu motor „Krym“ motor exterior „Whirlwind“. Atunci când se utilizează regulat motor cu rotor 300 mm șalupe cu oameni la bord 2 are o viteză maximă de 37 km / h. Cu încărcare maximă 4 trepte cu barca umane scade la 22 km / h.
La înlocuirea celălalt cu un pas de 264 mm, cu o sarcină de mare viteza crește la 32 km / h. Rezultate optime sunt realizate cu elice având raportul etapa H / D = 1,0 (smoală și un diametru egal cu 240 mm); viteza maximă este mărită la 40 - 42 kilometri pe oră, rata la sarcină maximă - până la 38 km / h. Este ușor de a trage o concluzie cu privire la economii semnificative în combustibil, care pot fi obținute cu o elice cu pas redus. Dacă cu un șurub standard cu o sarcină de 400 kg consumat 400 g de combustibil pe traseu parcursă kilometru, atunci când instalați un pas șurub de 240 mm, cantitatea consumului de combustibil 237 g / km.
Fig. 10 prezintă un exemplu de desen teoretic pentru fabricarea „încărcătură“ elice pentru „surf“ motor. Aceste șuruburi au o lamă de contur aproape simetrice.
Recomandări numerice pentru cele mai populare capacitatea cilindrică a motorului de 20-25 litri. a. pot fi următoarele. Șuruburi stabilite având N = 280-300 mm, oferă rezultate optime într-o barcă relativ cu fund plat, cu o greutate corporală de 150 kg și o sarcină de 1-2 persoane. În barca încă mai ușoare cu o greutate de până la 100 kg, se poate obține o creștere de performanță datorită unei creșteri de 8-12% în H.
Pe corpuri de rabotare mai grele pentru bărci cu fund mare deadrise și la încărcare mare (4-5 pers.), Pasul șurubului poate fi redus cu 10-15% (până la 240-220 mm), dar utilizarea unui astfel de șurub atunci când călătoresc fără pasagerii cu încărcătură redusă nu este recomandată: motorul va „viteza de răsucire“ sparge repede în jos.
Instalarea motorului exterior la barca cu cilindree viteză mică recomandat șuruburi cu trei și patru pale cu raportul H / D de cel puțin 0,7; în care lățimea lamei și profilul secțiunii sale transversale rămân aceleași ca și în șurub normale a motorului.
În cazul în care șurubul pentru a facilita capetele bordurate ale lamelor un diametru mai mic, marginile lamelor trebuie să fie atent pentru a rotunji și netezi rezultată potrivire a lamei de contur cu vechiul posibil, fără a reduce substanțial suprafața lamelor. Șuruburi sau tăiere mică schimbare în smoală (care este posibil, pe șuruburi din oțel și alamă cu tucking lame într-o stare încălzită în fiecare secțiune a palei) poate efectua ghidată de formula:
unde H - etapa inițială șurubul constructiv; N0 - turația nominală a motorului; n1 - turația motorului este obținută în timpul încercărilor cu elicea vasului.
La înlocuirea unui corp coerent și alte elice de motor, cu valori similare ale H și D (discrepanță ar trebui să fie nu mai mult de 10%), este necesar ca suma acestor valori pentru șuruburile vechi și noi a fost egal.
+7902555-xx-xx - recordul pentru cursuri de conducere bărci mici
Materialele furnizate Savin Serghei, site-ul a făcut Tsymbal Stepan