3. Робота гребного гвинта при реверсі

Реверсом називається зміна напряму руху корабля на зворотне. Він здійснюється зміною напрямку сили упору за рахунок зміни напрямку обертання ГФК.

Рисунок 3. Характер обтікання елемента лопаті гвинта

У процесі реверса гребний гвинт проходить характерні режими роботи, які були розглянуті: режим нульового упору, режим нульового моменту та турбінний режим. У початковий період (якщо двигун відключений) гвинт обертається в напрямку переднього ходу, але при частоті обертання, що знижується, п і окружної швидкості 2 ∙ π ∙n ∙ r (рис. 3, а). При цьому осьова швидкість V_p практично зберігає свою величину за рахунок руху корабля по інерції. У міру зменшення швидкості 2 ∙ π ∙n ∙ r кут атаки на лопатах змінює знак і в деякий момент часу наступає режим вільного обертання гвинта (рис. 3, б).

При підключенні двигуна, переведеного на задній хід, гвинт виявляється застопореним (n = 0) при наявності осьової швидкості V_p колишнього напрямку (рис. 3, в). Потім з початком роботи двигуна на задній хід, гвинт починає обертатися в протилежну сторону. Оскільки корабель по інерції ще рухається вперед, те якийсь час гвинт обертаючись у напрямку заднього ходу, продовжує переміщатися вперед, Далі рух корабля по інерції припиняється під дією негативного упору й він зупиняється. Цьому моменту відповідає робота гвинта у швартовному режимі заднього ходу (рис. 3, г). Надалі під дією негативного упору корабель починає рухатися назад. Зі швидкістю, що збільшується, досягаючи сталого заднього ходу (рис. 3, д).

Для аналізу навантаження двигунів при реверсі можуть бути використані реверсивні діаграми гребних гвинтів по упору та моменту, які будуються за результатами їх модельних випробувань. Такі діаграми являють собою залежності

и

де Р_п._х, М_п._х і n_п.х – упор, момент і частота обертання гвинта на заданому передньому ході, а Р, М и п - поточні значення цих параметрів при реверсі (рис. 4). На діаграмах характерні режими роботи гвинта при реверсі показані точками: 1 - робота гвинта на режимі переднього ходу в момент відключення гребного вала від двигуна; 2 - режим нульового упору (моменту); 3 - режим негативного упору (моменту) при обертанні гвинта на передній хід; 4 - режим найбільшого негативного упору (моменту); 5 - режим заднього ходу. Ділянка діаграми 1-2 відповідає обертанню гребного вала по інерції, якщо двигун при зупинці відключається від нього, ділянка 2-5 - режиму вільного обертання гвинта і ділянка 5-6 - розгону корабля на задньому ходу.

Рисунок 4. Реверсивна діаграма гребного гвинта по упору та моменту.

На задньому ходу частота обертання п < 0,6 п _п.х и ККД гвинта η_р на 40 ÷ 60% нижче, ніж на передньому ходу.

Параметрами, які при реверсі характеризують маневреність енергетичної установки й корабля в цілому, є:

- тривалість перемикання двигуна на задній хід;

- час вільного обертання гребного вала після відключення двигуна;

- час і шлях, прохідний кораблем до повної зупинки;

- час розвитку заданих частоти обертання та швидкості ходу корабля у зворотному напрямку.

Ці параметри, які залежать від реверсивних якостей двигуна, гідродинамічних характеристик гребного гвинта і корпуса корабля, визначаються, як правило, у натурних умовах.

Висновок:

Параметри руху на передньому ходу та при реверсі корабля залежать від реверсивних якостей двигуна, гідродинамічних характеристик гребного гвинта і корпуса корабля.