5.8.Совместная работа винта, двигателя и корпуса судна.

5.9.1. Взаимодействие винта , двигателя и корпуса.

Гребной винт, двигатель и корпус судна связаны между собой валопроводом (рис 5.14.) как кинематически, так и динамически, поэтому их работу нужно рассматривать в комплексе.

Кинематическая связь между винтом и двигателем составляет: nв=nдв. При этом динамическая связь будет составлять: Мв= ηв∙Мдв.

Где ηв - КПД валопровода. Ориентировочно, при кормовом расположении машинного отделения КПД валопровода составляет ηв= 0,96-0,99, а при среднем расположении машинного отделения ηв= 0,95-0,98.

Кинематическая связь между винтом и корпусом судна составляет vp=vs∙(l-w).При этом динамическая связь будет составлять: i₁∙P∙(l-t)=R.

Рис 5.14. Судовой валопровод.

1-ГД; 2-маховик; 3-упорный вал; 4-упорный подшипник; 5-переборочный сальник; 6-опорный подшипник; 7-коридор гребного вала; 8-промежуточный валопровод; 9-полумуфта; 10-дейдвудное устройство; 11-гребной винт.

При установившемся режиме движения судна все записанные условия связей выполняются, но если какая-либо из величин, входящих в условия, изменяется, то вся система перестраивается на новый режим, при котором условия опять будут выполняться.

Действительно, пусть, например, возник встречный ветер, и сопротивление R выросло, тогда нарушится кинематическая связь между гребным винтом и корпусом судна, при этом избыток сопротивления будет подтормаживать судно и его скорость уменьшится, а значит, уменьшится поступь винта и момент на нем возрастет. Это приведет к падению числа оборотов двигателя и через некоторое время работа всего комплекса опять установится, но уже при иных значениях характеризующих его величин.

Здесь важным вопросом является соответствие гребного винта двигателю. Для простоты рассмотрим случай прямой передачи мощности двигателя на гребной винт.

Существенное различие между характеристиками двигателя и гребного винта состоит в том, что мощность, развиваемая двигателем при постоянной подаче топлива, зависит от частоты вращения n, а потребляемая винтом мощность зависит от поступи λр.

Это приводит к тому, что если при какой-то поступи λ0 и номинальной частоте вращения n0 винт потребляет полную мощность двигателя N0, то при меньшей скорости винта судна, а следовательно и меньшей поступи λр<λ0, коэффициент момента увеличивается, момент на винте возрастает и двигатель снизит частоту вращения, пока момент на винте не сравняется с моментом двигателя. Такой винт, у которого при n=n0 момент больше, чем развивает двигатель, называется гидродинамически тяжелым винтом , и на оборот, если при n=n0 момент на винте меньше, чем на двигателе, такой винт называется гидродинамически легким, в этом случае двигатель стал бы увеличивать частоту вращения, что недопустимо , поэтому регулятор автоматически уменьшит подачу топлива, чтобы момент двигателя сравнялся с моментом на винте при допустимой частоте вращения двигателя.

Улучшение гидродинамических качеств таких винтов можно получить

путем проведения операций «облегчения» или «утяжеления».

Корректировка лопастей винта с целью «облегчения» может быть произведена путем обрубки концов лопастей по радиусу, либо путем подрезки выходящих кромок лопастей.

Корректировка винта с целью «утяжеления» проводится реже , т. к. эта операция значительно сложнее и возможна только при наличии запаса прочности у лопастей.

Наиболее часто «утяжеление» выполняют подрубкой входящих кромок лопастей и иногда путем придания изгиба (вогнутости) сечениям лопасти.

Корректировка винтов с целью улучшения их работы производится только специалистами на судоремонтных предприятиях.