ГРЕБНЫЕ ВИНТЫ И АКСЕССУАРЫ

Справочная информация. Гребные винты

Гребной винт – движитель, преобразующий вращательное движение гребного вала в упор – продольное усилие, двигающее судно вперед или назад. Основными параметрами гребного винта являются шаг и диаметр.

Под шагом понимают расстояние, на которое переместился бы в продольном направлении гребной винт за один оборот, если представить, что он вращается в некой твердой среде (представьте шуруп, вворачиваемый в дерево). Реально, из-за проскальзывания, гребной винт в воде проходит меньшее расстояние, тем не менее, шаг остается одной из главных расчетных величин при выборе винта. Поправка на величину скольжения делается на основании опытных данных. Минимальное скольжение винта наблюдается у легких глиссирующих лодок (до 10%), максимальное – у тихоходных тяжелых водоизмещающих судов (до 25%). Чем больше шаг винта – тем большее усилие требуется для его вращения, тем большую скорость может развить лодка.

Диаметр винта – это диаметр окружности, описанной концами лопастей винта. Чем больше диаметр, тем, как и в случае с шагом, большее усилие требуется для его вращения и тем большую скорость способна развить лодка. Однако, для быстроходных лодок, гребные валы которых вращаются со скоростью 2000-3000 оборотов в минуту, увеличение диаметра винта оправданно лишь до определенного предела, после которого начинается снижение скорости из-за роста сопротивления лопастей. Таким образом, гребной винт для скоростной лодки представляет собой разумный компромисс – сочетание оптимального шага и диаметра. Как правило, шаг гребного винта, предназначенного для глиссирующей лодки, существенно больше его диаметра. Винты для тихоходных судов (водоизмещающих катеров, парусных яхт и т.п.) наоборот предпочтительны с большим диаметром, но малым шагом – вращаясь со скоростью не более 1500 оборотов в минуту такие винты обеспечивают на «неторопливом » судне очень высокий КПД и упор, мало зависящий от сопротивления.

Как подобрать гребной винт? Существует множество методик разной степени точности, познакомиться с которыми можно в специальной литературе, однако ни одна из них не гарантирует стопроцентного «попадания» и требует доводки параметров винта в серии натурных испытаний. Такие испытания проводятся всеми производителями водномоторной техники, благодаря чему проблема выбора гребного винта для большинства судовладельцев существенно упрощается. Для каждого подвесного мотора (угловой колонки) существует набор гребных винтов, рекомендуемых производителем. Среди этих винтов есть один-два винта с некими средними параметрами, обеспечивающими приемлемые характеристики в большинстве случаев эксплуатации – такими винтами двигатели комплектуются на заводе-изготовителе. Если вы приобрели мотор впервые, покупайте к нему именно такой «стандартный» винт, а уже затем, опробовав двигатель в эксплуатации на конкретной лодке, оценивайте, насколько удачным оказалось сочетание двигатель/движитель.

Для верной оценки соответствия гребного винта параметрам вашей лодки необходим тахометр. Если на полном газу двигатель не развивает указанных в его паспорте максимальных оборотов, значит его мощности не хватает для вращения данного гребного винта. Такой винт называют гидродинамически тяжелым. Если обороты двигателя на полном газу превышают максимальное паспортное значение, значит винт слишком «легок». Разумеется, легок не в смысле его веса, а гидродинамически «легок».

«Облегчить» гребной винт можно уменьшением его шага, диаметра, либо того и другого одновременно. Соответственно, для «утяжеления» винта, данные параметры следует увеличивать. На какие величины ориентироваться? В среднем, изменение шага винта на 1 дюйм либо диаметра на 1/2 дюйма приводит к изменению оборотов двигателя на 200 об/мин. То есть, если ваш двигатель на полном газу развивает 5600 об/мин, в то время как по паспорту его максимальные обороты 6000 об/мин, значит гребной винт «тяжел» для данной лодки и мотора и вам следует приобрести новый винт с шагом, уменьшенным на 2 дюйма, либо с диаметром, меньшим на дюйм. Надо отметить, что для гребного винта подвесного мотора или угловой колонки основным изменяемым параметром является шаг. Диаметр тоже может меняться, но в меньшей степени.

Учитывайте, что винт большего диаметра обеспечивает более высокий упор, но чуть меньшую скорость, соответственно, он предпочтителен для тяжелых, относительно тихоходных лодок или для буксировки. Таким образом, если приходится корректировать параметры «тяжелого» гребного винта на груженой лодке, предпочтительней уменьшить шаг, а не диаметр. Напротив, на легкой скоростной лодке «тяжелый» винт может быть без вреда «облегчен» за счет уменьшения диаметра – такой винт будет не только более «скоростным», но и более приемистым. Важно помнить, что винт подбирается не только под двигатель, но и под лодку. Винт, оказавшийся оптимальным на 6-метровой лодке, может стать «легким» на 4-метровой с тем же самым мотором. Более того, одна и та же лодка с разной нагрузкой может потребовать винтов с разными параметрами. Излишне «легкий» винт, приводивший к «перекруту» двигателя, когда вы катались на лодке с напарником и парой бутербродов, скорей всего окажется оптимальным, когда на той же лодке вы пойдете в поход в компании друзей с детьми, собаками, палатками, шашлыком и пятью корзинами снеди. Этим объясняется практика иметь на судне несколько винтов (как минимум, два – «легкий» и «тяжелый»).

Еще один существенный параметр винта – дисковое отношение, т.е. отношение площади лопастей к площади круга, очерченного концами лопастей. Чем выше обороты гребного вала и скорость лодки – тем большим дисковым отношением должен обладать гребной винт. Однако, для владельцев скоростных лодок с подвесными моторами и угловыми колонками дисковое отношение – параметр скорее теоретический, поскольку все фабричные винты производятся с заранее заданным и не подлежащим изменению дисковым отношением. Иное дело – обладатели относительно тихоходных судов с прямовальными движительными установками. Для них предлагаются гребные винты с различным дисковым отношением. Обычно для чисто водоизмещающего режима плавания выбираются винты с дисковым отношением не более 0,4-0,5. Суда, движущиеся на границе водоизмещающего режима или в переходном режиме («полуглиссирование») нуждаются в винте с лопастями большей площади (дисковое отношение 0,6-0,8).

Большинство представленных на рынке винтов – трехлопастные, но встречаются также двух- и четырехлопастные варианты. Двухлопастные винты обладают минимальным сопротивлением и, соответственно, самым высоким КПД, однако они не лучшим образом работают на высокой частоте вращения и вызывают значительную вибрацию при близком расположении лопастей относительно днища судна.

Обычно двухлопастные винты применяют на маломощных подвесных моторах и на тихоходных мотоботах и парусных яхтах. Трехлопастные винты – наиболее универсальны. Четырехлопастные по сравнению с ними обеспечивают чуть больший упор, более уверенный вывод груженой лодки на глиссирование, возможность глиссирования с меньшей скоростью, меньший уровень вибрации. Но за все это приходится платить большим сопротивлением. Четырехлопастный винт в любом случае будет чуть более «тяжелым», чем трехлопастный с аналогичными значениями шага, диаметра и дискового отношения. При замене трехлопастного винта на четырехлопастный обороты двигателя снизятся примерно на 100 об/мин.

Вечной дилеммой для владельцев подвесных моторов и двигателей с угловыми колонками является выбор материала винта. Самым распространенным вариантом является алюминиевый сплав. Кроме того, предлагаются винты из нержавеющей стали и пластика. Поскольку нержавеющая сталь прочнее алюминия, изготовленный из нее гребной винт имеет более тонкие лопасти с острыми кромками, испытывающими меньшее сопротивление при движении в воде. Меньше сопротивление – больше эффективность. Винт из нержавеющей стали обеспечит лодке чуть большую скорость при той же мощности двигателя. Он более ремонтопригоден, чем винт из алюминия. Пожалуй, у винта из «нержавейки» есть лишь один недостаток – он весьма недешев. Пластиковые винты, появившиеся на нашем рынке около 10 лет назад, находят сторонников в первую очередь из-за приемлемой стоимости и высокой ремонтопригодности благодаря разборной конструкции со сменными лопастями. По части скоростных характеристик они не могут тягаться с «нержавейкой», но алюминиевым во многих случаях не уступают. Кроме того, пластик имеет некоторое преимущество при контакте винта с препятствием благодаря большей упругости пластиковых лопастей.