5.2. Элементы гребного винта.

Гребные винты фиксированного шага (ВФШ) изготовляют цельными и они состоят из следующих основных элементов:

Ступицы, которая представляет собой втулку, насаживаемую на конус гребного вала;

Лопастей,радиально расположенных на ступице в количестве от 2 -х до 6 -и;

Нижняя часть лопасти, соединяющаяся с втулкой называется корнем лопастей, а верхняя часть – вершиной или концом. Передняя поверхность лопасти, обращенная в сторону корпуса судна имеет выпуклую форму и называется засасывающей, а задняя поверхность лопасти имеет вогнутую или плоскую форму и называется нагнетающей ,а пересечение этих двух плоскостей образуют кромку лопасти. (Рис 5.9.). В зависимости от типа винта применяют сегментные, авиационные и клиновидные сечения лопасти. Сечения лопастей сегментных и авиационных профилей бывают плоско-выпуклыми, двояко-выпуклыми и выпукло-вогнутыми .

Рис. 5.9. Конструктивные элементы гребного винта (а) и

формы контуров лопастей гребных винтов (б)

/ — лопасть; 2 — засасывающая поверхность; 3 —

ступица; 4 — нагнета тельная поверхность; 5 —

выходящая кромка; 6 — входящая кромка; 7 — край

лопасти; 8 — корень лопасти. / — симметричный;

//— саблевидный; /// — ледокольный; IV —усеченный

.

При вращении винта поток жидкости на выпуклой засасывающей поверхности лопасти ускоряется , понижая давление (разрежение), а на нагнетающей вогнутой поверхности поток замедляется, создавая повышенное давление . В результате разности давлений создается гидродинамическая сила R, проекция которой на ось гребного винта образует упор винта Р , направленный в сторону движения судна, т.е. против силы сопротивления воды .

При равенстве сил сопротивления и упора винта R =Р – судно движется с постоянной скоростью Vp .

Исследования показали, что около 70 процентов гидродинамической силы создается за счет разрежения на засасывающей стороне лопасти. Эта сила воспринимается лопастями винта, которые через ступицу и гребной вал передают ее судну.

Поскольку лопасти имеют винтообразную поверхность, то при вращении винта вода не только отбрасывается назад, но и закручивается в сторону вращения лопастей. На закручивание потока и преодоление сопротивления вращению винта в воде затрачивается часть мощности, подводимой к винту от ГД, поэтому отношение мощности, затраченной на создание упора винта ко всей мощности, затраченной на его вращение называется к.п.д. винта и колеблется в диапазоне 0,5 ± 0,7. Для мал оборотных винтов он ближе к верхнему пределу.

5.3.Характеристики гребного винта.

При изучении работы гребных винтов используется их геометрические, кинематические и динамические характеристики.

1.Геометрическими характеристиками гребного винта являются:

-диаметр гребного винта -- D

-шаг гребного винта –H --это путь, пройденный винтом за 1 оборот в твердой среде;

- шаговое отношение – это отношение шага винта к диаметру H/D

- сумма площади спрямленных лопастей – Az;

- Z --число лопастей;

- площадь спрямленной лопасти – A;

- дисковое отношение – это отношение суммарной площади спрямленных лопастей к площади диска винта ,

где – площадь диска винта;

-диаметр ступицы –;

-отношение диаметра ступицы к диаметру винта = .