Что надо знать о гребном винте?
Как работает гребной винт? Гребной винт (рисунок 1) преобразует вращение вала двигателя
в упор — силу, толкающую судно вперед. При вращении винта на поверхностях его лопастей,
обращенных вперед — в сторону движения судна (засасывающих), создается разрежение, а на обращенных
назад (нагнетающих) — повышенное давление воды. В результате разности давлений на лопастях возникает
сила Y (ее называют подъемной). Разложив силу на составляющие — одну, направленную в сторону движения
судна, а вторую перпендикулярно к нему, получим силу Р, создающую упор гребного винта, и силу Т,
образующую крутящий момент, который преодолевается двигателем.
Рисунок 1. Диаграмма сил и скоростей лопастей пропеллера (правое вращение)
Упор в большой степени зависит от угла атаки α профиля лопасти. Оптимальное значение α, для быстроходных
катерных винтов 4-8°. Если α больше оптимальной величины, то мощность двигателя непроизводительно затрачивается
на преодоление большого крутящего момента; если же угол атаки мал, подъемная сила и, следовательно, упор Р будут
невелики, мощность двигателя окажется недоиспользованной.
На схеме, иллюстрирующей характер взаимодействия лопасти и воды, α можно представить как угол между направлением
вектора скорости набегающего на лопасть потока W и нагнетающей поверхностью. Вектор скорости потока W образован
геометрическим сложением векторов скорости поступательного перемещения va винта вместе с судном и скорости
вращения vr, т. скорости перемещения лопасти в плоскости, перпендикулярной оси винта.
Винтовая поверхность лопасти. На рисунке 1 показаны силы и скорости, действующие в каком-то одном
определенном поперечном сечении лопасти, расположенном на каком-то определенном радиусе r гребного винта. Окружная скорость вращения vr зависит от радиуса, на котором сечение
расположено (vr — 2πrn, где n — частота вращения винта, об/с). Скорость же поступательного движения
винта va остается постоянной для любого сечения лопасти. Таким образом, чей больше r, т. чем ближе
расположен рассматриваемый участок к концу лопасти, тем больше окружная скорость vr, а следовательно,
и суммарная скорость W.
Так как сторона va в треугольнике рассматриваемых скоростей остается постоянной, то по мере удаления
сечения лопасти от центра необходимо разворачивать лопасти под большим углом к оси винта, чтобы α сохранял
оптимальную неличину, т. оставался одинаковым для всех сечений. Таким образом, получается винтовая поверхность
с постоянным шагом Н. Напомним, что шагом винта называется перемещение любой точки лопасти вдоль оси за один
полный оборот винта.
Представить сложную винтовую поверхность лопасти помогает рисунок 2. Лопасть при работе винта как бы скользит по
направляющим угольникам, имеющим на каждом радиусе разную длину основания, по одинаковую высоту — шаг Н, и поднимается
за один оборот на величину Н. Произведение же шага на частоту вращения (H*n) представляет собой теоретическую
скорость перемещения винта вдоль оси.
На рис. 2 показана спиральная поверхность лопасти (a) и углы наклона ступеней.
Скорость судна, скорость винта и скольжение. При движении корпус судна увлекает за собой воду,
создавая попутный поток, поэтому действительная скорость встречи винта с водой va всегда
несколько меньше, чем фактическая скорость судна V. У быстроходных глиссирующих мотолодок разница
невелика — всего 2-5%, так как их корпус скользит по воде и почти не «тянет» ее за собой. У катеров, идущих со
средней скоростью хода эта разница составляет 5-8%, а у тихоходных водоизменшющих глубокосидящих катеров
достигает 15-20%. Сравним теперь теоретическую скорость винта H*n со скоростью его фактического
перемещения va относительно потока воды (рисунок 3). Пусть это будет «Казанка», идущая под
мотором «Вихрь» со скоростью 42 км/ч = (11,7 м/с). Скорость натекания воды да винт окажется на 5% меньше:
.
Гребной винт «Вихря» имеет шаг H0. 3 м и частоту вращения n=2800/60. 7 об/с. Предполагаемая максимальная скорость винта составляет:
H*n=0. 3*46. 7=14 м/с.
Таким образом, мы понимаем разницу.
.
Эта величина, называемая скольжением, и обуславливает работу лопасти винта под углом
атаки α к потоку воды, имеющему скорость W. Отношение скольжения к теоретической скорости винта в процентах
называется относительным скольжением. В нашем примере оно равно
Максимальной величины (100%) скольжение достигает при работе винта на судне, пришвартованном к берегу. Наименьшее скольжение (8-15%) имеют винты легких гоночных мотолодок на полном ходу; у винтов глиссирующих прогулочных
мотолодок и катеров скольжение достигает 15-25%, у тяжелых водоизмещающих катеров 20-40%, а у парусных яхт,
имеющих вспомогательный двигатель, 50-70%.
Отношение скорости лодки к осевой скорости гребного винта, показанное на рисунке 3.
Коэффициент полезного действия. Эффективность работы гребного винта оценивается величиной его КПД,
т. отношения полезно используемой мощности к затрачиваемой мощности двигателя. Полезная мощность или ежесекундное
количество работы, используемой непосредственно для движения судна вперед, равно произведению сопротивления
воды R движению судна на его скорость V (Nп=RV кгсм/с).
Мощность, затрачиваемую на вращение гребного винта, можно выразить в виде зависимости Nз от крутящего
момента М и частоты вращения n
Nz=nM кгс/с*2*.
Эта формула может быть использована для расчета эффективности:
Следовательно, корпус судна замедляет поток воды за счет попутного течения. Это учитывается коэффициентом потока попутной воды w:
va=V(1-w) м/с.
Приведенные ниже данные позволяют легко рассчитать значения w.
При учете взаимного влияния корпуса и гребного винта полезная мощность равна.
И по следующей формуле определяется общая эффективность движения судна, двигателя и винтомоторного комплекса:
Здесь ηp — КПД винта; ηk — коэффициент влияния корпуса;
ηM — КПД валопровода и реверс-редукторной передачи.
Максимальная величина КПД гребного винта может достигать 70-80%, однако на практике довольно трудно выбрать
оптимальные величины основных параметров, от которых зависит КПД: диаметра и частоты вращения. Поэтому на малых
судах КПД реальных винтов может оказаться много ниже, составлять всего 45%.
Оптимальный КПД гребного винта находится в диапазоне от 10% до 30% относительного скольжения. Когда тяга гребного винта в режиме швартовки равна нулю, КПД гребного винта также равен нулю.
Коэффициент влияния корпуса нередко оказывается больше единицы (1. 1-1. 15), а потери в валопроводе оцениваются
величиной ηM=0. 9÷0.
Диаметр и шаг винта. Элементы гребного винта для конкретного судна можно рассчитать,
лишь располагая кривой сопротивления воды движению данного судна, внешней характеристикой двигателя и расчетными
диаграммами, полученными по результатам модельных испытаний гребных винтов, имеющих определенные параметры и форму
лопастей. Для предварительного определения диаметра винта можно воспользоваться формулой
где N — мощность, подводимая к винту, с учетом потерь в редукторе и валопроводе, л. ;
n — частота вращения гребного вала, об/с; va — скорость встречи винта с водой,
определенная с учетом коэффициента попутного потока w.
Диаметр гребных винтов, полученный как по приближенной формуле, так и с помощью точных расчетов,
обычно увеличивают примерно на 5% с тем, чтобы получить заведомо тяжелый винт и добиться его согласованности
с двигателем при последующих испытаниях судна. Для «облегчения» винта его постепенно подрезают по диаметру
до получения номинальных оборотов двигателя при расчетной скорости.
Шаг винта можно ориентировочно определить, зная величину относительного скольжения s для данного типа судна
и ожидаемую скорость лодки:
Оптимальная величина скольжения для винтов, имеющих шаговое отношение H/D<1. 2 составляет s=0. 14÷0. 16;
для винтов имеющих H/D>1. 2, s=0. 12÷0. При выборе шагового отношения H/D можно руководствоваться следующими
рекомендациями. Для легких быстроходных лодок требуются винты с большим шагом или шаговым отношением H/D, для тяжелых
и тихоходных — с меньшим. При обычно применяемых двигателях с номинальной частотой вращения 1500-5000 об/мин оптимальное
шаговое отношение H/D составляет: для гоночных мотолодок и глиссеров — 0. 9÷1. 5; легких прогулочных
катеров — 0. 8÷1. 2; водоизмещающих катеров — 0. 6÷3-1. 0 и очень тяжелых тихоходных
катеров — 0,55÷0. Следует иметь в виду, что эта значения справедливы, если гребной вал делает
примерно 1000 об/мин из расчета на каждые 15 км/ч скорости лодки; при иной частоте вращения вала необходимо
применять редуктор.
Легкий или тяжелый гребной винт. Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых
зависит степень использования мощности двигателя, а следовательно, и возможность достижения наибольшей скорости хода
судна.
Каждый двигатель имеет свою так называемую внешнюю характеристику — зависимость снимаемой с вала мощности
от частоты вращения коленчатого вала при полностью открытом дросселе карбюратора. Такая характеристика для подвесного
мотора «Вихрь», например, показана на рисунке 4 (кривая 1). Максимум мощности в 21. 5 л. двигатель развивает
при 5000 об/мин.
Рисунок 4: Внешние характеристики двигателя Vortex и пропеллера.
Мощность, которая поглощается на данной лодке гребным винтом в зависимости от частоты вращения мотора,
показана на рисунке 4 не одной, а тремя кривыми — винтовыми характеристиками 2, З и 4, каждая из
которых соответствует определенному гребному винту, т. винту определенного шага и диаметра.
При увеличении и шага, и диаметра винта выше оптимальных значений лопасти захватывают и отбрасывают назад слишком
большое количество воды: упор при этом возрастает, но одновременно увеличивается и потребный крутящий момент на гребном
валу. Винтовая характеристика 2 такого винта пересекается с внешней характеристикой двигателя 1 в точке A. Это означает,
что двигатель уже достиг предельного — максимального значения крутящего момента и не в состоянии проворачивать гребной
винт с большой частотой вращения, т. не развивает номинальную частоту вращения и соответствующую ей номинальную
мощность. В данном случае положение точки А показывает, что двигатель отдает всего 12 л. мощности вместо 22 л. Такой гребной винт называется гидродинамически тяжелым.
Наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), и упор и потребный крутящий момент будут меньше, поэтому
двнгатель не только легко разовьет, но и превысит значение номинальной частоты вращения коленвала. Режим его работы будет характеризоваться точкой С. И в этом случае мощность двигателя будет использоваться не
полностью, а работа на слишком высоких оборотах сопряжена с опасно большим износом деталей. При этом надо подчеркнуть,
что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт
называется гидродинамически легким.
Для каждого конкретного сочетания судна и двигателя существует оптимальный гребной винт. Для рассматриваемого примера такой оптимальный винт имеет характеристику 3, которая пересекается с внешней
характеристикой двигателя в точке В, соответствующей его максимальной мощности.
Рисунок 5 иллюстрирует важность правильного подбора винта на примере мотолодки «Крым» с подвесным мотором «Вихрь». При использовании штатного винта мотора с шагом 300 мм мотолодка с 2 чел. на борту развивает скорость 37 км/ч. С полной нагрузкой 4 чел. скорость лодки снижается до 22 км/ч. При замене винта другим с шагом 264 мм скорость с полной нагрузкой повышается до 32 км/ч. Оптимальные же результаты достигаются с гребным винтом, имеющим шаговое отношение H/D = 1. 0 (шаг и диаметр
равны 240 мм): максимальная скорость повышается до 40-42 км/ч, скорость с полной нагрузкой — до 38 км/ч. Несложно сделать вывод и о существенной экономии горючего, которую можно получить с винтом уменьшенного шага. Если со штатным винтом при нагрузке 400 кг расходуется 400 г горючего на каждый пройденный километр пути,
то при установке винта с шагом 240 мм расход горючего составит 237 г/км.
Рисунок 5. Зависимость скорости мотолодки «Крым» от нагрузки и шага гребного винта
мотора «Вихрь» мощностью 14. 8 кВт (20 л
На следующем рисунке представлен теоретический чертеж для изготовления «грузовых» гребных винтов для моторов
семейства «Вихрь» с шагом 240 и 264 мм. Эти винты имеют саблевидные лопасти со значительным наклоном к оси винта. Профиль поперечного сечения лопасти — переменный. У концов лопастей использован сегментный профиль,
к ступице он постепенно переходит в авиационный, Для повышения КПД шаг винтов принят переменным по
радиусу (данные для построения шаговых угольников приведены на рисунке 6 и в таблице 1.
Изображение 6. Построение ступенчатых углов (a) и изменение шага кромкообрезных кривых лезвия.
У подвесных моторов изменение шага гребного винта — практически единственная возможность согласовать работу
винта с двигателем, так как размеры корпуса редуктора ограничивают максимальный диаметр винта, который может
быть установлен на моторе. В некоторой степени винт можно «облегчить», если его подрезать по диаметру, однако
оптимальным вариантом является применение сменных винтов с различным шаговым отношением.
Численные рекомендации для наиболее популярных моторов мощностью 14-18 кВт (20-25 л. ) могут быть следующие. Штатные винты, имеющие H=280÷300 мм, дают оптимальные результаты на сравнительно плоскодонных лодках с массой
корпуса до 150 кг и нагрузкой 1-2 чел. На еще более легкой лодке массой до 100 кг можно получить прирост скорости
за счет увеличения H на 8-12%.
На более тяжелых глиссирующих корпусах, на лодках, имеющих большую килеватость днища и при большой
нагрузке (4-5 чел. ), шаг винта может быть уменьшен на 10-15 % (до 240-220 мм), но использовать такой винт при поездке
без пассажиров с малой нагрузкой не рекомендуется: двигатель будет «перекручивать обороты» и быстро выйдет из строя.
При установке подвесного мотора на тихоходной водоизмещающей шлюпке рекомендуется применять трех- и четырех
лопастные винты с соотношением H/D не менее 0. 7; при этом ширину лопасти и профиль ее поперечного сечения
сохраняют такими же, как и на штатном винте мотора.
При замене согласованного с корпусом и двигателем гребного винта другим, с близкими величинами D и H (расхождение
должно быть не более 10%), требуется, чтобы сумма этих величин для старого и нового винтов была равна.
Кавитация и особенности геометрии гребных винтов малых судов. Высокие скорости движения
мотолодок и катеров и частота вращения винтов становятся причиной кавитации — вскипания воды и образований
в области разрежения на засасывающей стороне лопасти. В начальной стадии кавитации эти пузырьки невелики и на работе
винта практически не сказываются. Однако когда эти пузырьки лопаются, создаются огромные местные давления,
отчего поверхность лопасти выкрашивается. При длительной работе кавитирующего винта такие эрозионные разрушения
могут быть настолько значительными, что эффективность винта снизится.
При дальнейшем повышении скорости наступает вторая стадия кавитации. Сплошная полость — каверна, захватывает всю
лопасть и даже может замыкаться за ее пределами. Развиваемый винтом упор падает из-за резкого увеличения лобового
сопротивления и искажения формы лопастей.
Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти,
несмотря на дальнейшее повышение частоты вращения. Гребной винт при этом издает специфический шум, иа корпус
передается вибрация, лодка движется скачками.
Степень разрежения на лопасти, а следовательно, и момент наступления кавитации зависят прежде всего от скорости
потока, набегающего на лопасть. Напомним, что эта скорость является геометрической суммой окружной
скорости vr=π*D*n к поступательной va. Замечено, что на катерных гребных винтах кавитация
вступает во вторую стадию, когда окружная скорость на конце лопасти достигает значения 3500 м/мин. Это означает, например, что гребной винт диаметром 300 мм будет иметь при этом частоту вращения
Аналогично, винт диаметром 0. 4 м — 2800 об/мин.
Момент наступления кавитации зависит не только от частоты вращения, но и от ряда других параметров. Так, чем меньше площадь лопастей, больше толщина их профиля и ближе к ватерлинии расположен винт,
тем при меньшей частоте вращения, т. раньше наступает кавитация. Появлению кавитации способствует также большой угол
наклона гребного вала, дефекты лопастей — изгиб, некачественная поверхность.
В качестве характеристики винта принимается рабочая, или спрямленная, площадь лопастей. При ее вычислении
принимается ширина лопасти, замеренная на нагнетающей поверхности по длине дуги окружности на данном радиусе,
проведенном из центра винта. В характеристике винта указывается обычно не сама спрямленная площадь лопастей А,
а ее отношение к площади Ad сплошного диска такого же, как винт, диаметра, т. A/Ad. На винтах заводского
изготовления величина дискового отношения выбита на ступице.
Для винтов, работающих в докавитационном режиме, дисковое отношение принимают в пределах 0. 3-0. У сильно нагруженных винтов на быстроходных катерах с мощными высокосборотнымн двигателями A/Ad увеличивается
до 0. 6-1. Большое дисковое отношение необходимо и при изготовлении винтов из материалов с низкой прочностью,
например, из силумина или стеклопластика. В этом случае предпочтительнее сделать лопасти шире,
чем увеличить их толщину.
Гребные винты катеров имеют обычно большую частоту вращения, поэтому вследствие больших центробежных скоростей
происходит перетекание воды по лопастям в радиальном направлении, что отрицательно сказывается на КПД винта. Для уменьшения этого эффекта лопастям придают значительный наклон в корму — от 10 до 15°.
В большинстве случаев лопастям винтов придается небольшая саблевидность — линия середин сечений лопасти выполняется
криволинейной с выпуклостью, направленной по ходу вращения винта. Такие винты благодаря более плавному входу лопастей
в воду отличаются меньшей вибрацией лопастей, в меньшей степени подвержены кавитации и имеют повышенную прочность
входящих кромок.
Наибольшее распространение среди винтов малых судов получил сегментный плоско-выпуклый профиль. Лопасти винтов быстроходных мотолодок и катеров, рассчитанных на скорость свыше 40 км/ч, приходится выполнять
возможно более тонкими с тем, чтобы предотвратить кавитацию. Для повышения эффективности в этих случаях целесообразен
выпукло-вогнутый профиль («луночка»). Стрелка вогнутости профиля принимается равной около 2% хорды сечения,
а относительная толщина сегментного профиля (отношение толщины t к хорде b на расчетном радиусе винта,
равном 0. 6R) принимается обычно в пределах t/b=0. 04÷0. Ординаты профилей лопастей некавитирующих винтов
приведены в таблице 2.
ПРИМЕЧАНИЕ: x/b — относительный абсциссы отвходящей кромки ГВ, % хорды сечения лопасти;
Yн — относительная ордината нагнетающей поверхности лопасти, % макс. стрелки вогнутости ƒ;
Yз — относительная ордината засасывающей поверхности лопасти, % макс. расчётной толщины профиля t
Суперкавитирующие гребные винты гоночных судов имеют клиновидный профиль с тупой кромкой.
Двухлопастной гребной винт обладает более высоким КПД, чем трехлопастной, однако при большом дисковом отношении
весьма трудно обеспечить необходимую прочность лопасти такого винта. Поэтому наибольшее распространение на малых
судах получили трехлопастные винты. Винты с двумя лопастями применяют на гоночных судах, где винт оказывается слабо
нагруженным, и на парусно-моторных яхтах, где двигатель играет вспомогательную роль. В последнем случае имеет
значение возможность устанавливать винт в вертикальном положении в гидродинамическом следе ахтерштевня для уменьшения
его сопротивления при плавании под парусами.
Четырех- и пятилопастные винты применяют очень редко, в основном на крупных моторных яхтах для уменьшения шума и
вибрации корпуса.
Гребной винт лучше всего работает, когда его ось расположена горизонтально. У винта, установленного с наклоном и в
связи с этим обтекаемого «косым» потоком, коэффициент полезного действия всегда будет ниже; это падение КПД сказывается
при угле наклона гребного вала к горизонту больше 10°.
Гребной винт-мультипитч
Задачу согласования элементов гребного винта с сопротивлением мотолодки при изменении ее нагрузки помогает решить
винт изменяемого шага типа «мультипитч».
На рисунке представлена схема устройства такого винта, выпускаемого Черноморским судостроительным заводом. Ступица винта изготовлена из нержавеющей стали и коррозионно-стойкого алюминиевого сплава;
лопасти изготавливают литьем под давлением из полиамидных смол. Все три лопасти взаимозаменяемы и имеют на комле жестко
закрепленные пальцы 2, которые проходят в отверстия в торце носовой части ступицы 6 и входят в пазы поводка 4. При повороте лопасти вокруг ее оси происходит синхронный разворот всех лопастей в сторону увеличения или уменьшения
шага винта. На поводке нанесена шкала, причем среднее деление ее соответствует конструктивному шагу, равному 240 мм. Пределы изменения шага составляют 200-320 мм, дисковое отношение винта — 0.
Закрепление лопастей в выбранном положении осуществляется гайкой 3. Втулка 5 имеет внутренний диаметр,
равный диаметру гребного вала мотора «Вихрь». От осевого перемещения по втулке винт фиксируется гайкой 3 и
стопорным винтом 8.
Винт имеет диаметр 240 мм и массу не более 0. 71 кг (винт новой конструкции — целиком из полиамидных
смол — весит 0. 45 кг). Для изменения шага достаточно 3-5 мин, причем снимать винт с мотора не требуется,
так же как и специально подходить к берегу. Конструкция защищена авторским свидетельством №454146.
Совмещая в себе как бы несколько сменных гребных винтов разного шага, мультипитч не лишен недостатков. Например, КПД винта при всех значениях шага, кроме конструктивного, оказывается меньше КПД винтов фиксированного шага,
рассчитанных специально на эти промежуточные режимы. Это объясняется тем, что для изменения геометрического шага
винта (уменьшения или увеличения его) в мультипитче, как и в винте регулируемого шага, вся лопасть поворачивается на
какой-то угол. Так как этот угол постоянен для всей лопасти, значение геометрического шага на различных радиусах лопасти
изменяется не на одинаковую величину и распределение шага по радиусу лопасти искажается. Например, при повороте лопасти
в сторону уменьшения шага на постоянный угол шаг сечений у конца лопасти уменьшается в значительно большей степени,
чем у комля. При достаточно большом повороте лопасти концевые сечения даже могут получить отрицательный угол
атаки — создавать упор заднего хода при неизменном направлении вращения гребного вала. Кроме того, при развороте лопасти
профиль поперечного сечения ее уже не ложится на спрямленную винтовую линию, а приобретает S-образную форму, что также
приводит к искажению кромочного шага.
Тем не менее, возможность плавного изменения шага в зависимости от нагрузки лодки позволяет получить наиболее
оптимальный и экономичный режим работы подвесного мотора. При установке шага важно иметь возможность проконтролировать
частоту вращения коленчатого вала двигателя во избежание его перегрузки при чрезмерном уменьшении шага.
Кольцевая профилированная насадка
Кроме снижения частоты вращения гребного винта, заметный эффект в таких случаях дает применение кольцевой
направляющей насадки (рисунок 7), представляющей собой замкнутое кольцо с плоско-выпуклым профилем. Площадь входного
отверстия насадки больше, чем выходного; винт устанавливается в наиболее узком сечении и с минимальным зазором между
краем лопасти и внутренней поверхностью насадки; обычно зазор не превышает 0. 01 D винта. При работе винта засасываемый
им поток вследствие уменьшения проходного сечения насадки увеличивает скорость, которая в диске винта получает
максимальное значение. Благодаря этому уменьшается скольжение винта, повышается его поступь. Вследствие малого зазора
между краем лопасти и насадкой уменьшается перетекание воды через край, что также повышает КПД винта.
Рисунок 7. Кольцевая профилированная насадка: а — расположение гребного винта;
б — размеры и профиль насадки.
Насадка поддерживается компактным, но прочным основанием. Каждый элемент насадки имеет подъемную силу, направленную вперед. Эти элементы работают вместе для создания дополнительной остановки.
Очевидно, что применение комплекса винт-насадка сопровождается повышением пропульсивных качеств судна до тех пор,
пока потери мощности на преодоление сопротивления насадки не превысят увеличение упора винта, достигнутое с ее помощью. Для оценки эффективности насадки можно воспользоваться диаграммой, представленной на рисунке 8. По ней можно установить,
на сколько повысится ηн-КПД комплекса винт-насадка по сравнению с КПД η открытого винта. Кривые построены для оптимального диаметра винта в зависимости от коэффициента K’n,
вычисляемого по заданным значениям скорости, частоты вращения винта и мощности, подводимой к винту:
где va — скорость воды в диске винта с учетом попутного потока, м/с; n — частота вращения винта, об/с;
p — массовая плотность воды (102 кгс2/м4); Ne — мощность, подводимая к винту,
с учетом потерь в редукторе и валопроводе, л.
Рисунок 8. Увеличение КПД и изменение элементов гребного винта при установке насадки в зависимости
от величины коэффициента K’n
Подсчитав значение К’n, можно по графику, представленному на рисунке 8, найти относительную
поступь λ. и шаговое отношение винта H/D, а затем определить диаметр винта
и шаг для винта без насадки и с насадкой. Если речь идет об уже эксплуатируемом катере, то с помощью этого графика
можно сравнить существующий винт с элементами винта, имеющего оптимальный диаметр.
Благодаря применению насадки удается повысить скорость катера на 5-8% (и даже до 25% на тихоходной лодке с
двигателем, имеющим большую частоту вращения). При скоростях около 20 км/ч установка насадки нецелесообразна. На быстроходных лодках с увеличением скорости винт становится менее нагруженным, а сопротивление насадки возрастает.
Насадка является хорошей защитой гребного винта от повреждений, благодаря постоянному заполнению водой не
позволяет ему обнажаться при килевой качке. Иногда направляющие насадки выполняют поворачивающимися относительно
вертикальной оси, в результате отпадает необходимость устанавливать руль.
Применение насадок целесообразно и на подвесных моторах, устанавливаемых на тихоходных судах водоизмещающего типа. На 25-30-сильном подвесном моторе целесообразно использовать насадку на судне водоизмещением более 700 кг (например,
на катерах, переделанных из военно-морских ялов, и парусно-моторных яхтах). На моторах мощностью 8-12 л. насадка
полезна уже при водоизмещении более 400 кг.
Рекомендуемые размеры насадки и ее профили показаны на рисунке 7. Длина насадки принимается обычно в
пределах Lн (0. 50÷0. 70) D диаметра винта. Минимальный диаметр насадки (место, где устанавливается
гребной винт) располагается на расстоянии А=(0. 35÷0. 40) D от входящей кромки насадки. Наибольшая толщина
профиля δ=(0. 10÷0. 15) Lн.
Насадку можно выточить из предварительно согнутой в обечайку толстой алюминиевой полосы или выклеить ее из
стеклопластика на болване. Все поверхности насадки следует тщательно отполировать для снижения потерь на трение. На подвесном моторе насадку прикрепляют к антикавитационной плите, для чего снаружи насадки делают «лыску»,
образующую плоскость. Внизу кольцо крепят к шпоре мотора.
Справочник по лодкам, моторам и катерам. Редактором выступил Г. Новак.
Подбор и доработка гребного винта
Иногда создается впечатление, что для отечественных водномоторников этот показатель является чуть ли не определяющим,
способным полностью затмить все прочие качества мотолодки или катера. По крайней мере, именно «скоростная» тема подвергается в определенных кругах наиболее живому обсуждению,
а после редакционных тестов нам с завидным постоянством задают один и тот же вопрос: «Ну, сколько едет?»
Что ж, в стремлении двигаться побыстрей нет ничего дурного. На достижение этой цели направлена значительная часть усилий конструкторов и судостроителей,
но многое зависит и от нас самих, конечных потребителей. Наиболее важный фактор в деле достижения максимальной скорости — это грамотный подбор гребного винта. На эту животрепещущую тему мы и побеседовали с нашим постоянным консультантом, одним из сильнейших спортивных винтовиков страны Александром Беляевским.
По словам Александра, только за счет этого на серийной прогулочной лодке со стандартным мотором можно добиться до 10% прироста «максималки». Впрочем, одним лишь подбором готовых винтов, как правило, не обойтись — фанату скорости, поставившему себе цель выжать из лодки и мотора все возможное,
надо быть готовым к тому, что винт придется подвергнуть некоторой доработке. Вообще-то дело это не из простых,
особенно когда речь идет о гонках или установлении рекордов — недаром даже именитые гонщики прибегают при этом к услугам специалистов,
но на»потребительском» уровне неплохих результатов можно добиться и «малой кровью», когда каких-либо особых знаний и навыков,
а также специального оборудования не понадобится — необходимо лишь умение держать в руках напильник.
Но давайте сначала пройдемся по нескольким теоретическим моментам, чтобы более четко понять, а почему мы должны это делать или нет.
Три кита
Как правило, большинству даже начинающих водномоторников известна разница между «тяжелым» и «легким» гребными винтами
(о тех, кто при этом применяет метод взвешивания в руках, речь в данном случае не идет). Понятно также, что сами по себе винты не могут относиться к той или иной категории — употребляются эти понятия только применительно к конкретному комплекту «лодка плюс мотор»
с определенной нагрузкой. «Тяжелый» не позволяет мотору развить рабочие обороты, а с «легким» стрелка тахометра уходит за пределы шкалы.
В обоих случаях двигатель работает в неоптимальном режиме и не выдает всей заложенной в него мощности. Многие возлагают ответственность за это исключительно на такой показатель, как шаг винта (рис. 1), определяемый углом наклона его лопастей относительно ступицы. (Рискуя навлечь на себя гнев истинных «технарей», все же определим его для простоты дела как расстояние, которое прошел бы винт за один полный оборот, будь он не в воде,
а в твердых ответных направляющих — наподобие болта, ввертываемого в гайку).
Рис. 1 Шаг винта можно условно представить как расстояние, котороe он пройдёт за один оборот в неподвижном и жестком резьбовом канале (а). Многие спрашивают, не изменяется ли шаг по длине лопасти, ведь каждая из них тоже «закручивается винтом». Нет, подавляющее большинство винтов для подвесных моторов
имеют один и тот же шаг что у ступицы, что на концах лопастей. Разница углов объясняется разницей диаметров и, соответственно, длин окружностей. Вот, например,
под какими углами располагается на разных диаметрах лопасть у гребного винта шагом 400 мм и диаметром 420 мм (б). Кстати, именно так и делаются угольники для контроля
винта на шаговой плите. Винты с переменным по длине лопасти шагом можно встретить только у спортсменов, и достигается это, как правило, рихтовкой. На рисунке (в)
показано построение контрольных угольников для того же винта, шаг которого начиная с диаметра 200 мм либо увеличен до 45° мм (красные линии),
либо уменьшен до 35° мм (синие линии).
При «недокоррекции» винт имеет меньший шаг (легче), а при «перекоррекции» — наоборот, что значительно помогает восстановить нормальное число оборотов двигателя. На первый взгляд, цель достигнута, поскольку прикладывается 100% мощности и скорости. Но не все так просто, и рано или поздно резервы скорости будут исчерпаны.
Для того чтобы понять причину, вновь обратимся к параллели с болтом и гайкой. Если, скажем, использовать электрический гайковерт,
то болт с более крупным шагом нарезки будет завернут на место раньше такого же, но с мелкой резьбой. Причем быстрее определенного предела выполнить эту работу не выйдет,
поскольку скорость продвижения болта ограничена двумя неизменными показателями — частотой вращения патрона и шагом резьбы.
Все сказанное можно в какой-то мере отнести и к гребному винту, установленному на лодке — за тем лишь исключением,
что работает он в воде и по причине проскальзывания перемещается при каждом обороте не на заложенную величину шага, а на меньшее расстояние. И даже если этим «отставанием», которое вызывается не только особенностями среды, но и рядом других факторов, пренебречь, у него тоже есть свой скоростной «потолок»,
зависящий от частоты вращения и шага.
Определить его можно при помощи такой простейшей формулы, как VT=0. 001524nhk, где VT — «идеальная» скорость в километрах в
час, h — шаг винта в дюймах, n — рабочая частота вращения коленвала в оборотах в минуту и k — передаточное отношение понижающего редуктора,
обычно отображаемое в виде дроби, например, 12:37. Так, с двухтактным «Mercury 50» (редуктор 1:1. 83, рабочая частота вращения 5500 об/мин) и 15-дюймовым винтом мы
бы «успокоились» на 68. 7 км/ч — и то если бы он вращался не в воде, а в жестком резьбовом канале!
(Кстати, мощность мотора в данном случае никакой роли не играет — в основе расчетов лежат только число оборотов и шаг).
Чтобы получить цифру, более-менее близкую к реальной, Александр Беляевский советует уменьшать «теоретический» результат на 20%, и здесь проще использовать
готовую формулу Vn=0. 001219nhk, в которой поправочный коэффициент уже учтен — при тех же условиях получаем 55 км/ч. Конечно, в зависимости от обводов лодки, ее веса и ряда иных факторов разница может оказаться и несколько иной, но в целом с порядком достижимых скоростей мы определились. И если вы рассчитывали на более существенный показатель, остается только увеличивать шаг — заложенную фирмой-изготовителем мотора рабочую частоту вращения коленвала,
при которой достигается наиболее оптимальное соотношение мощности, крутящего момента и ресурса, во-первых, просто не удастся увеличить в существенных пределах,
а во-вторых, такая мера приведет прежде всего к резкому уменьшению ресурса.
Но вот незадача — винт шагом 15 дюймов мы поставили как раз взамен 17-дюймового, который вполне устраивал нас по расчетной скорости (чуть более 60 км/ч),
но на практике оказался чересчур «тяжелым» и не позволял мотору раскрутитьея до положенных оборотов!
Тут сразу вспоминается пословица «нос вытащишь — хвост увязнет», но выход из положения все-таки есть,
если не зацикливаться на значении шага и вспомнить про такие показатели винта, как диаметр и дисковое отношение (рис. Оба они так или иначе определяют такой важный фактор,
как площадь лопастей, от которого, в свою очередь, напрямую зависят создаваемый упор и сопротивление, влияющие на обороты.
Рис. 2 «Легким» или «тяжелым» применительно к конкретной лодке или мотору винт является не только из-за своего шага — большую
роль играют также его диаметр и так называемое дисковое отношение, то есть отношение общей площади лопастей к площади круга, определяемой диаметром. Дисковое отношение влияет и на эффективность винта при разных частотах его вращения. Чем больше, тем лучше приемистость и упор на относительно небольших оборотах,
но платить за это приходится некоторым снижением максимальной скорости.
В общем, «тяжелым» или «легким» винт может оказаться не только из-за своего шага — влияние оказывают все три «кита» в равной степени. Можно упомянуть еще и так называемый «отброс» — угол отклонения лопастей относительно гребного вала (рис. 3),
но на нашем начальном уровне этот тонкий момент вполне можно опустить.
Рис. 3 Этот угол установки лопасти специалисты именуют «отброс». С его помощью тоже можно сделать винт более «тяжелым» или «легким»,
но откорректировать его, как и шаг, в домашних условиях достаточно сложно.
И если откорректировать шаг или отброс достаточно сложно (кроме хороших профессиональных навыков и опыта требуется специальное оборудование),
то уменьшить площадь лопастей за счет диаметра или дискового отношения с технологической точки зрения проще простого. Именно по такому пути Александр Беляевский и советует пойти при настройке «потребительской» лодки на максимальную скорость.
Коротка у стула ножка.
Подпилю ее немножко. Чтобы не уподобиться герою популярного стишка, действовать необходимо по принципу «семь раз отмерь, один раз отрежь». Спешка и стремление получить вожделенный результат с первой попытки чреваты риском погубить дорогостоящий винт или в лучшем случае получить слишком «легкий» вариант,
пригодный разве что для использования с большой нагрузкой.
Кстати, в идеале стоит иметь на борту как минимум два гребных винта — «скоростной» для экипажа из одного-двух человек без багажа и «грузовой» на те случаи,
когда выходить на воду приходится с полным комплектом пассажиров и большим количеством вещей. Надо сказать, что второй вариант, несмотря на название,
тоже не остается за флагом борьбы за скорость, и порядок доводки такого винта ничем принципиально не отличается от изложенного ниже.
В ходе подбора и доработки винта нам обязательно понадобится тахометр, а также любой прибор для измерения скорости — приемник GPS или спидометр,
работающий по принципу манометра. Не секрет, что последние нередко врут, но, по крайней мере, изменения скорости в ту или иную сторону засечь с их помощью можно.
Таким образом, процесс происходит примерно следующим образом.
Первым делом при помощи формулы h=Vп/0. 001219nk, представляющей собой преобразованный вариант уже упомянутой зависимости
с учетом 20-процентной «скидки», примерно определим, с винтом какого шага можно достичь интересующую скорость. Здесь советуем реально смотреть на вещи и не задавать высот,
взять которые заведомо не удастся. В наиболее распространенном диапазоне скоростей 50-60 км/ч лучше теоретически закладывать прибавку примерно в 10-15 км/ч,
не более (причем далеко не факт, что получите ее на практике, особенно если вам повезло и проданный в комплекте с мотором винт и без того максимально соответствует лодке). В качестве «стартового ориентира» используйте информацию о максимальных скоростях, достигнутых на аналогичных лодках, а также собственные результаты,
полученные с имеющимся винтом.
Имейте в виду, что даже при всех скрытых возможностях пропульсивной установки, позволяющих наращивать скорость, в роли «ограничителя» может выступить сама лодка. У каждого корпуса есть свои скоростные пределы, превышение которых может быть чревато серьезными проблемами с управляемостью,
и если с имеющимся винтом на максимальном режиме наблюдается, к примеру, продольная и поперечная раскачка с зарыскиваниями,
«разгонять» лодку дальше просто опасно — неприятные симптомы могут выйти на угрожающий уровень.
В первом приближении подыскать винт необходимого шага для той или иной модели мотора лучше всего при помощи специальных таблиц,
в которых указаны весовые и размерные показатели лодок — их публикуют практически все фирмы-производители подвесных моторов и гребных винтов. В принципе, приведенные в них рекомендации более-менее соответствуют действительности, хотя доверять указанным показателям скорости можно далеко не всегда — нередко они
слишком близки к «идеальным» расчетным цифрам. Хорошо, если перед покупкой у вас есть возможность испытать сразу несколько вариантов, отличающихся по шагу и диаметру. Некоторые торговые фирмы специально держат комплект «тестовых» винтов на подобные случаи, но такая практика, увы, не столь широко распространена.
Поскольку вы нацелены на максимальную скорость, винт-основа потребуется максимально большого шага, и вполне естественно, что он окажется для вашей лодки тяжеловат,
тем более что и диаметр с учетом последующей обработки рекомендуется выбирать самый большой из имеющихся. Но, тем не менее, при
выборе соблюдайте два простых правила. Во-первых, он должен в любом случае выводить лодку на глиссирование — пусть «туго» и с минимальной нагрузкой, а во-вторых,
на полном газу «недобор» оборотов по сравнению с рекомендуемым производителем режимом не должен превышать 1000 об/мин. В противном случае есть риск, что доработки,
которые придется осуществить в незапланированных масштабах, не принесут желаемого результата.
Ну а дальше, собственно, остается удалить с винта то, что мешает мотору раскрутиться до положенных оборотов. Уменьшать площадь лопастей можно двумя способами. При первом подрезаются их кромки, отчего лопасти превращаются в узкие «ножи» (рис. Такой способ, к которому часто прибегают гонщики,
Александр Беляевский для «потребительских» винтов не рекомендует, поскольку уменьшение дискового отношения сопряжено с рядом тонкостей. В частности, возможно заметное снижение приемистости и упора на промежуточных и разгонных режимах (наибольшая тяга при относительно невысоких оборотах
обеспечивается как раз при большом дисковом отношении, и именно поэтому, например, при буксировке воднолыжников и парашютистов наиболее эффективны винты с
широкими «лопухами» или четырехлопастные).
Рис. 4 Чтобы сделать этот гоночный винт, изменили не диаметр, а дисковое отношение — за счёт значительной подрезки выходных кромок. Площадь лопастей уменьшена по сравнению с исходным вариантом практически наполовину. Применять такой метод, «разгоняя» прогулочные лодки, не рекомендуется
из-за уменьшения упора на переходных режимах.
Проще и надежнее уменьшить площадь лезвия за счет изменения диаметра.
Главное, как уже говорилось, действовать без спешки, постепенно, и не лениться проводить промежуточные испытания. По словам Александра Беляевского,
уменьшение длины каждой из лопастей на 8-10 мм вызывает рост частоты вращения коленва-ла примерно на 250-300 об/мин. От
размера самого винта это соотношение, как правило, не зависит, но постоянный контроль полученных результатов не повредит.
Разметку достаточно сделать только на одной из лопастей, лучше всего в три приема -вначале провести линию,
более-менее соответствующую окружности уменьшенного диаметра (высокая точность тут не обязательна), потом «отхватить» небольшой участок входной кромки и завершить
новую конфигурацию лопасти небольшим скруглением на конце выходной (рис. Саму же выходную кромку, обычно снабженную отгибом-интерцептором, не трогайте ни под каким
видом, предупреждает наш консультант!
Рис. 5 Предварительная разметка лопасти при уменьшении диаметра винта. Особая точность тут не требуется — просто попытайтесь
повторить в уменьшенном виде существующую конфигурацию.
Далее лопасть-образец обрабатывается по контуру напильником (для быстроты черновую обработку можно сделать на наждачном круге),
после чего ее очертания легко перенести на остальные при помощи простейшего бумажного шаблона. Александр делает это так: бумажная заготовка подгоняется к ступице (рис. 6),
обжимается по контуру и обрезается ножницами по полученному «слепку» (рис. Кстати, если руки слегка испачканы машинным маслом или алюминиевой пудрой,
оставшейся после опиливания, контур получается более отчетливым.
Рис. 6 Бумажный шаблон сначала нужно приложить к передней части автомобиля.
Рис. Изготовление бумажной формы (рис. 6) — самый простой способ перенести контуры лезвия на шаблон.
После того, как по бумажному шаблону опилены остальные лопасти, винт можно установить на лодку и проконтролировать обороты на полном газу. Если по-прежнему наблюдается «недокрут», лопасти придется еще немного подрезать, а когда частота вращения в норме, их можно обработать вчистую,
немного завалив острые кромки на концах и придав входным обтекаемую форму со стороны нерабочих поверхностей лопастей (рис. До этого этапа у нас остается
возможность «малой кровью» подкорректировать в сторону увеличения и шаг — если подпилить рабочие поверхности лопастей так, как показано на рис. При аккуратной работе плоским напильником контроль на шаговой плите (рис. 10) может и не понадобиться, поскольку соответствующие кромки лопасти сами по себе служат
надежными ориентирами.
Рис. 10 При доработке винта за счёт диаметра и дискового отношения шаговая плита не нужна, но если вы планируете расширить и
усложнить свои эксперименты с винтами, это приспособление вам пригодится. Саму плиту можно заказать токарю или фрезировщику, но есть и иной способ — например,
выпилить необходимые кольца или сегменты электролобзиком и наклеить их на твёрдую основу. Такой метод, кстати, обеспечивает и строго одинковую
глубину канавок. При установке валика тоже необходима высокая точность, поскольку от него зависит параллельность плиты и плоскости вращения винта (для
центровки обычно используют распорные конусные втулки). Опирать винт ступицей непосредственно на плиту не рекомендуется. Щаговые угольники должны
располагаться в канавках строго перпендикулярно плите, поэтому их фиксируют пластилином.
Многие спрашивают, надо ли удалять литьевые выступы в корневой части лопастей у ступицы (рис. 11). По словам Александра Беляевского,
это лишь напрасная трата сил и времени, поскольку расположены они в нерабочей зоне и на общее сопротивление влияния практически не оказывают. Полировка «потребительского» алюминиевого винта до блеска специальными пастами — тоже предрассудок. После обработки его достаточно ошкурить и по возможности покрасить водостойкой эмалью.
Рис. 10 Удалять литьевые выступы у ступицы нет смысла — они находятся в нерабочей зоне и практически не оказывают влияяния на
общее сопративление. Полировка алюминиевого винта желаемой прибавки скорости тоже не даст.
Приступая к работам по «выжиманию скорости», не забывайте о том, что на этот показатель помимо характеристик гребного винта оказывают влияние и другие факторы. Прежде всего это относится к сопротивлению подводной части мотора, напрямую зависящему от того, насколько глубоко она погружена в воду. Кстати, пользуясь случаем, развенчаем распространенный миф о суперкавитирующих и полупогруженных винтах. Многие убеждены,
что они хороши сами по себе и бьют обычные по всем параметрам, но на скоростных лодках, прежде всего гоночных, их используют, что называется,
не от хорошей жизни — просто только с их помощью подводную часть подвесного мотора или угловую колонку удается поднять как можно выше из воды, уменьшая сопротивление.
В общем, перед тем, как дорабатывать винт, поэкспериментируйте с высотой установки мотора (как правило, транцевые крепления лодки переместить сложно,
и действовать приходится в пределах, ограниченных шагом крепежных отверстий в подвеске мотора). Имейте в виду,
что критичной зоной с точки зрения сопротивления является антикавитационная плита, которая должна располагаться либо выше,
либо ниже среза транца, но ни в коем случае не совпадать с ним. (На легких лодках наш консультант советует любителям скорости устанавливать мотор так,
чтобы она оказывалась на 2-3 см выше днища, хотя бывают и исключения). И хотя с точки зрения скорости, чем выше — тем лучше, здесь тоже стоит знать меру:
при излишне поднятом моторе будьте готовы к целому ряду неприятных явлений,
начиная от подхватов воздуха винтом в поворотах и заканчивая его быстрым разрушением под воздействием кавитации. Кроме того, это может вызвать и эффект,
противоположный ожидаемому — из-за уменьшения длины рычага, образуемого колонкой, лодка может вяло реагировать на триммер и «рыть носом»,
в то время как наивысшая скорость обычно достигается при максимальном кормовом дифференте, когда лодка идет «на пятке».
Вкратце резюмируя основные положения нашей очередной консультации, повторимся: главное — это разумный и взвешенный подход,
требующий постановки реальных задач и их последовательного решения. Быстрота, к которой мы стремимся на воде, в процессе работы способна только навредить. При этом полной гарантии успеха дать невозможно -в процесс вовлечено слишком много разнообразных факторов,
полностью оценить которые вряд ли удастся даже владельцу конкретной лодки и мотора. Однако, как показывает опыт, взяв изложенные советы за основу,
заметно улучшить скоростные характеристики мотолодки или катера более чем реально.
От редактора
Многие рекомендации носят чисто практический характер и основаны на многолетнем опыте. Поэтому редакция не стала изменять некоторые
спорные моменты, например, приводимое в статье утверждение о малой эффективности полировки гребного винта.
В № 195 издания «Катера и яхты» были представлены изображения моряков, плывущих на лодках.
Как отполировать гребной винт
Предпочтительно заполнять пропеллер мягкими кругами из войлока, ткани или фетра. На поверхность этих кругов наносятся мелкие абразивы или полировальные пасты. На пропеллерах из алюминия или мягкой стали используются только мягкие абразивы, такие как паста ГОИ. Паста ГОИ предлагается на рынке в тюбиках или комочках, она может быть мелкозернистой или крупнозернистой.
- Светло-зеленая крупнозернистая паста предназначена для удаления с металла слоя в несколько десятых миллиметра. Он используется для удаления следов после обработки поверхностей режущими инструментами.
- Средне-зеленая паста снимает на металле слой в несколько сотых миллиметра. После обработки металла этой пастой с поверхности исчезают даже прожилки.
- Тонкая черная паста с зеленоватым оттенком предназначена для отделки металлических поверхностей, после чего они (поверхности) приобретают зеркальный блеск. Полировка этой пастой снимает с металла слой в несколько тысячных долей миллиметра.
Г ОИ выделяет большее количество марок для классификации пасты на три сорта (группы), при этом каждая марка обозначает средний размер абразива в микронах:
- Грубая паста – № 50, 40, 35, 30, 25, 20;
- Средняя – № 15, 10;
- Тонкая – №7, 4, 1.
Как правило, для полировки гребных винтов на прогулочных судах используется грубая и средняя паста. Только на гоночных лодках, скоростных катерах и скутерах используется тонкая паста. Однако, если вы действительно хотите приложить усилия, необходимые для полировки вашего стального винта до зеркального блеска, вы можете это сделать. Ваш гребной винт — самый лучший.
При полировке винтов в дополнение к стандартным полировальным пастам добавляются вспомогательные материалы, которые охлаждают поверхность винта и ускоряют процесс. К ним относятся минеральное масло, керосин и бензин. Керосин смешивают с 2,5% олеиновой кислоты и 7% канифоли для ускорения обработки стальных поверхностей.
Если у вас нет пасты ГОИ, вместо нее можно использовать «оксид хрома», разбавленный керосином.
Оксид железа (также известный как паста крокуса) можно использовать для полировки латунных и бронзовых пропеллеров. В стоматологии он известен как золотая паста.
Для тонкой полировки используйте порошок «Shine», разбавленный машинным маслом.
Подготовка винта к полировке
Не снимая их, большие винты очищаются от краски. Для удаления старой краски можно использовать паяльную лампу. Металл нагревают круговыми движениями, не допуская покраснения. Пламя нельзя оставлять без присмотра на длительное время.
Краска и окислы могут быть удалены с помощью моек «SD» и «KAD».
Очистка медных и алюминиевых винтов с помощью химических веществ
Если винт не слишком большой, его снимают с вала и погружают в воду на два-три часа. В контейнер вставляют большие винты, которые не помещаются.
После удаления краски обязательно используйте минеральный спирт, ацетон или бензин для обезжиривания поверхности винта.
Вам следует отпарить или сгладить все глубокие царапины, раковины и другие дефекты на пропеллере, которые нельзя устранить полировкой. После этого сгладьте поверхность настолько, насколько это возможно, отшлифовав участок.
Технология полировки гребных винтов
В этом процессе нет никаких сложностей, все выполняется с осторожностью и терпением.
Большие пропеллеры полируются с помощью порошковой машины или стандартной дрели при установке в тисках на оправке.
Лучший способ полировки небольших подвесных гребных винтов — ручной, а для удобства используйте электрический токарный станок.
После протирания винта полировочной пастой и натирания круговыми движениями (можно также «елочкой» или «сеткой»), винт полируется. Процедура полировки закончена, когда с поверхности устранены все опасности и следы механической обработки. Используйте тряпку, смоченную керосином. Нанесите тонкий слой водостойкого лака на элементы винта. При работе с электроинструментами соблюдайте технику безопасности.
Рецепты полировальных составов
В заключение поделимся с вами некоторыми рецептами составов для полировки гребных винтов. Готовый, промышленный вариант можно полностью заменить ими, а также сделать его лучше.
20-30%-ный водный раствор химического каустика, технической карболовой кислоты или едкого кали Нанесите эти вещества на винт, надев резиновые перчатки и тампон. После использования этого раствора краска полностью смывается и высыхает за 10-20 минут. За исключением алюминия и его сплавов, эти реагенты безопасны для всех металлов. Однако алюминиевые винты также могут быть очищены таким способом; просто убедитесь, что поверхность металла безупречна.
Нитроцеллюлозные, глифосатные и другие пятна можно удалить с помощью следующих смесей:
- парафин — 20%, ацетон — 40%, лигроин — 40%;
- парафин — 10%, ацетон — 60%, бензол — 30%.
Краска размягчается после нанесения и оставления на месте примерно на 1,5-2 часа.
Алюминиевые винты очищаются от оксида с помощью раствора буры, 5 граммов аммиака и 1 литра воды. После того как поверхность высохнет на воздухе, ее протирают сухой тряпкой.
Алюминий, его сплавы или их соединения можно тщательно очистить одной тряпкой, используя порошок, приготовленный из 40 г оксида магния и 60 г мела. Просеивание через тонкое полотняное полотенце после тщательного перемешивания и измельчения в сите
Универсальную пасту для чистки металлов можно приготовить по рецепту. В фарфоровой чашке соединяют и растирают следующие ингредиенты: 50 г технического вазелина, 10 г кремнезема, 20 г порошка пемзы и 15 мл смеси мела и песка (по 5 кг каждого).
Для полировки бронзовых и латунных изделий используйте известковую пасту. 71,8% венской извести; 1,5% церезина. 3%, 1,5% — сольдола и 22% — скипидара.
Паста из парафина (20%), стеарина (10%) и микропорошка М50 (67%) используется для полировки стали. Сухие ингредиенты добавляются после варки, а жидкие ингредиенты нагреваются на водяной бане.
В дополнение к механическому существует химический метод полировки гребных винтов. Раствор лучше всего действует при температуре от 100 до 110 градусов Цельсия. Важно помнить, что при этом методе выделяются крайне ядовитые пары. Время погружения подбирается оптически для каждого металла, обычно оно составляет от 30 секунд до 5 минут. В результате для химической полировки требуется вытяжной шкаф или открытый воздух! Я могу отполировать алюминиевые винты тем же химическим раствором, который хорошо действует на другие металлы.