Рыбы-роботы осваивают океан

yokt81yhhm39t_zgfgrkk6l_yknjxnpaoukorllt9clofvrn3hd7xjz-xuxtpsor6xfwqn3fye55srn3l8flwdfr3e5tzq6apgdniqtwtveiwzp98psocqcoxyfcdrwfk90tzje3-s0 Статьи
Содержание
  1. КонструкцияПравить
  2. Разновидности винтовПравить
  3. Расчет винтаПравить
  4. Изготовление гребных винтовПравить
  5. Преимущества и недостаткиПравить
  6. ИсторияПравить
  7. Большой автономный траулер морозильный типа «Пулковский меридиан»
  8. Судовая энергетическая установкаПравить
  9. Гребные винты для лодок
  10. Наличие в магазинах
  11. Шаг
  12. Как выбрать гребной винт?
  13. Характеристики гребных винтов
  14. Грузовые и скоростные винты
  15. Количество лопастей
  16. Материал
  17. Как определить вращение винта
  18. Производители
  19. Куда и зачем?
  20. Особенность конструкции
  21. Тишина и покой — это про C-POD
  22. Еще немного о конструкции
  23. Как устроен и работает циклоротор
  24. Чем циклороторы хороши для аэромобилей
  25. Проблемы и недостатки циклороторов
  26. Как подобрать винт на лодочный мотор?
  27. Расчет винтового шага
  28. Параметры винта
  29. Величина шага.
  30. Геометрия лопасти
  31. Алюминий или сталь?
  32. Число лопастей винта.
  33. Выбор оптимальной модели.
  34. Ремонт винта лодочного мотора
  35. Как определить шаг винта лодочного мотора
  36. Как измерить шаг винта лодочного мотора
  37. Диаметр винта.
  38. Подбор гребного винта для лодочного мотора.
  39. Как правильно подобрать винт.
  40. Преимущества винтов из стали.
  41. Недостатки винтов из стали.
  42. Преимущества алюминиевых винтов.
  43. Недостатки винтов из алюминия.
  44. Принципы подбора винтов для лодок.
  45. Какой винт лучше 3 или 4 лопастной?
  46. Какой шаг винта скоростной и грузовой?
  47. Чем больше шаг винта?
  48. Чем отличается ВРШ от Вфш?

КонструкцияПравить

Любой современный гребной винт — лопастной и состоит из ступицы и лопастей, установленных на ступице радиально, на одинаковом расстоянии друг от друга, повёрнутых на одинаковый угол относительно плоскости вращения и представляющих собой крылья среднего или малого удлинения.

Гребной винт насаживается на гребной вал, приводимый во вращение судовым двигателем. При вращении гребного винта каждая лопасть захватывает массу воды и отбрасывает её назад, сообщая ей заданный момент импульса, — сила реакции этой отбрасываемой воды передаёт импульс лопастям винта, лопасти, в свою очередь, — гребному валу посредством ступицы, и гребной вал, далее, — корпусу судна посредством главного упорного подшипника.

Диаметр винта — диаметр окружности, описываемой концами лопастей при вращении винта — современных винтов колеблется от десятков сантиметров до 5 метров (такие крупные винты характерны для крупных океанских судов).

Скорость вращения гребного винта выгодно выбирать в пределах 200—300 об. /мин или ниже — на крупных судах. Кроме того, при низкой скорости вращения существенно ниже механический износ нагруженных деталей двигателя, что весьма существенно при их больших габаритах и высокой стоимости.

Гребной винт лучше всего работает, когда его ось вращения 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 большем чем 10°.

Ось гребного винта на глиссерах расположена сравнительно близко к поверхности воды, поэтому нередки случаи засасывания воздуха к лопастям винта (поверхностная аэрация) или оголения всего винта при ходе на волне. В этих случаях упор винта резко падает, а частота вращения двигателя может превысить допустимый максимум. Для уменьшения влияния аэрации шаг винта делается переменным по радиусу — начиная от сечения лопасти на r = (0,63—0,7)R по направлению к ступице шаг уменьшается на 15—20 %.

Для передачи большой мощности часто применяют двух- и трёхвальные установки, а некоторые большие корабли (например, авианосцы, линкоры) оснащаются четырьмя симметрично расположенными гребными винтами.

Гребные винты морских ледоколов арктического класса всегда имеют повышенную прочность, так как их вторая функция — дробление льда при движении ледокола задним ходом.

Разновидности винтовПравить

Гребные винты различаются по:

  • шагу — расстоянию, которое проходит винт за один оборот без учёта скольжения;
  • диаметру — окружности, описываемой наиболее удалёнными от центра концами лопастей;
  • дисковому отношению — отношению суммарной площади лопастей к площади круга с радиусом равным радиусу винта;
  • количеству лопастей — от 2 до 7 (изредка больше, но наиболее часто 3—4 лопасти);
  • конструкционному материалу — углеродистая или легированная (например, нержавеющая) сталь, алюминиевые сплавы, пластики, бронзы, титановые сплавы;
  • конструкции ступицы (резиновый демпфер, сменная втулка, сменные лопасти);
  • прохождению выхлопа — выхлоп через ступицу или под антикавитационной плитой;
  • диаметру ступицы;
  • количеству шлицов втулки.

В зависимости от наличия или отсутствия механизма управления углом атаки лопастей винта винты разделяют на винты «с регулируемым шагом» и винты «с фиксированным шагом» соответственно. Винты с фиксированным шагом применяются на любительских, маломерных судах, а также морских судах, которые редко меняют режим движения во время плавания, и на судах, требующих повышенной прочности гребного винта (в частности на ледоколах). Винты с регулируемым шагом применяются на судах, часто меняющих режим движения: буксирах, траулерах, многих речных судах.

В зависимости от направления вращения гребные винты бывают правого и левого вращения. Если смотреть с кормы, то винт, вращающийся по часовой стрелке называется «винтом правого вращения», а вращающийся против часовой, соответственно, «винтом левого вращения». В простейшем случае используется одиночный винт правого вращения, установленный вдоль горизонтальной оси симметрии судна. На больших судах для улучшения манёвренности и надёжности применяются два, три или даже четыре винта взаимно противоположного вращения.

Суперкавитирующие винты со специальным покрытием и особой формой лопастей предназначены для постоянной работы в условиях кавитации. Применяются на быстроходных судах.

Расчет винтаПравить

Из-за проскальзывания винта в жидкой среде реальные данные будут отличаться от идеально расчетных. Это пытаются учитывать, например уменьшением диаметра на некий коэффициент. В то же время математические зависимости диаметра(D) и шага (H) винта от мощности (N) и частоты оборотов (n) винта в жидкости с плотностью (ρ) дают представление о имеющихся зависимостях. Если пренебречь текучестью среды, то винт можно представить как бесконечный клин, вдавливаемый между судном и средой, ещё более наглядно — между причалом и кормой. Гребной винт преобразует силы так же как наклонная плоскость.

За один оборот идеальный винт перемещает объём воды массой: π*ρ*D2*H/4

Скорость струи в метрах в секунду: v=H*n

Тяга или упор винта в ньютонах: F=v*dm/dt=π*ρ*D2*H2*n2/4

Затрачиваемая мощность в ваттах: N=π*ρ*D2*H3*n3/8

Диаметр винта в метрах: D= ((8*H)/(π*ρ*H3*n3))

Шаг винта в метрах: H=1/n* ((8*N)/(π*ρ*D2))

Обороты в секунду: n=1/H* ((8*N)/(π*ρ**D2))

Изготовление гребных винтовПравить

Типовой способ формовки гребных винтов по однолопастной модели на стенде. На фото гребной винт диаметром 2 метра.

Самые большие гребные винты достигают высоты трёхэтажного здания, а их изготовление требует уникальных навыков. Во времена, когда был создан винтовой пароход «Great Britain», на изготовление форм гребного винта уходило до 10 дней.

Отливка гребного винта диаметром 3. 2 метра (масса винта около 9 тонн), изготовленная из бронзы и вынутая из литейной формы.

Преимущества и недостаткиПравить

Работает как движитель только при неизменной или возрастающей скорости вращения, в остальных случаях — как активный тормоз.

В сравнении с гребным колесом у гребного винта выше КПД и гребной винт очень компактен и лёгок. Но повреждённое гребное колесо может быть легко отремонтировано, гребные винты же чаще всего неремонтопригодны, и повреждённый гребной винт заменяют новым. Также гребной винт наиболее уязвим в сравнении со всеми другими судовыми движителями и наиболее опасен для морской фауны и упавших за борт людей. Вместе с тем, гребные колёса обеспечивают бо́льшую тягу с места (что удобно для буксиров, а также позволяло им иметь меньшую осадку). Однако при волнении они очень быстро оголяются (колесо одного борта вхолостую вертится в воздухе, тогда как колесо противоположного полностью погружается под воду, до предела нагружая ведущую тяговую машину), что делает их практически непригодными для мореходных кораблей (вплоть до 1840-х годов их использовали, по большому счёту, лишь ввиду отсутствия альтернативы, а также вспомогательной роли парового двигателя на парусно-паровых кораблях тех лет).

Особенно преимущества винтового движителя перед колёсным несомненны для военных кораблей — снималась проблема расположения артиллерии: батарея вновь могла занимать всё пространство борта. Также исчезала и очень уязвимая цель для неприятельского огня, — гребной винт находится под водой.

Отдельным классом рассматривается гребной винт водометного движителя. Главное отличие тут в том, что водомет имеет сужающееся сопло, которое увеличивает скорость струи до скоростей, которые свободный гребной винт без кавитации создать не может. Сам же винт в водомёте работает в стационарных условиях, близком к идеальном, на которые не влияет поток воды снаружи.

ИсторияПравить

Водоподъёмный винт, изобретение которого приписывается Архимеду, вполне подходил и для обратной работы — отталкивания самого винта от водяной массы. Идея применения гребного винта как движителя была высказана ещё в 1752 году Даниилом Бернулли и, позднее, Джеймсом Уаттом. Тем не менее, всеобщее признание гребной винт снискал не сразу. Хотя сам принцип действия гребного винта никогда не был секретом, но только в 1836 году английский изобретатель Френсис Смит (англ. Francis Pettit Smith) сделал решающий шаг, оставив от длинной спирали Архимедова винта только один виток. Бытует история о том, что «модернизация» произошла в результате случайного события: на паровом катере Смита у деревянного винта при ударе о подводный риф отломилась часть, оставив единственный виток, после чего катер заметно прибавил в скорости хода. Смит установил гребной винт на небольшой пароход водоизмещением 6 тонн. Удачные опыты Смита привели к образованию компании, на средства которой был построен винтовой пароход «Архимед». При водоизмещении всего в 240 т «Архимед» был оснащён двумя ходовыми паровыми машинами мощностью по 45 л. каждая и единственным винтом диаметром чуть более 2 метров (первоначальный винт Смита представлял собой часть винтовой поверхности прямоугольного образования, соответствующую одному целому шагу).

Гребной винт на одной из первых подлодок

Одновременно со Смитом и независимо от него разрабатывал применение гребного винта как движителя известный изобретатель и кораблестроитель швед Джон Эрикссон. В том же 1836 году он предложил другую форму гребного винта, представлявшую собой гребное колесо с лопастями, поставленными под углом. Он построил винтовой пароход «Стоктон» (мощности ходовых паровых машин — 70 л. с) и в 1839 году сделал на нём переход в Америку, где его идея была встречена настолько заинтересованно, что уже в 1842 году был заложен первый винтовой фрегат США «Принстон» (водоизмещение 954 т, мощность машин 400 л. , дававших ему ход до 14 узлов) с винтом конструкции Эриксона. На испытаниях корабль развил ранее невиданную 14-узловую скорость. А при попытке «стравить» его с колёсным «Грейт Вестерн» винтовой фрегат потащил своего соперника, несмотря на меньшее водоизмещение и меньшую мощность двигателей. Также «Принстон» отметился в истории кораблестроения тем, что нёс самые крупнокалиберные орудия для своего времени — на поворотных платформах на нём впервые установили 12-дюймовые орудия.

В середине XIX века началась массовая переделка парусников в винтовые корабли. В отличие от колёсных пароходов, переделка в которые требовала очень объёмных и продолжительных работ, модернизация парусников в винтовые пароходы оказалась значительно более простой. Деревянный корпус разрезали примерно пополам и делали деревянную же вставку с машинным отделением, мощность которого для крупных фрегатов составляла 400—800 л. При этом весовая нагрузка только улучшалась, — тяжёлые котлы и машины располагались в основном под ватерлинией и исчезала необходимость в приёме балласта, количество которого на парусниках иногда достигало сотен тонн. Винт размещали в специальном колодце в корме и снабжали его подъёмным механизмом, поскольку при ходе под парусами он только мешал движению, создавая дополнительное сопротивление. Аналогично поступали и с дымовой трубой, — чтобы она не мешала оперировать парусами, её делали телескопической (по типу подзорной трубы). Проблем с вооружением практически не возникало, — оно оставалось на своём месте.

Гриффитс после долгих опытных изысканий над гребными винтами предложил винт, с прогрессивным шагом, относительно большего диаметра муфтою и лопастями, имеющими наибольшую ширину посередине; конец лопасти отогнут вперед приблизительно на 1/25 d, так что образующая её рабочей поверхности есть не прямая линия, как у обыкновенного винта, а кривая. Работа такого винта оказалась весьма плавною и почти не сопровождается ударами и сотрясениями кормы.

  • В последнем случае имеет значение возможность устанавливать винт в вертикальном положении в гидродинамическом следе ахтерштевня для уменьшения его сопротивления при плавании под парусами.
  • Выбор гребного винта Архивная копия от 3 ноября 2014 на Wayback Machine // vlboat.ru.
  • Движители кораблей и судов Архивная копия от 20 сентября 2012 на Wayback Machine // korabley.net, 6.04.2010.
  • К.П. Лебедев и Н.Н. Соколов. Технология производства гребных винтов / отв. редактор А.Е. Вол, редактор Г.А. Миняева, тех. редактор А.М. Усова, корректор Е.В. Линник. — Л.: СУДПРОМГИЗ, 1951. — С. 119—150. — 372 с.
  • Консорциум во главе с Damen изготовил первый гребной винт с помощью 3D-печати, Судостроение.инфо (12 сентября 2017). Архивировано 14 декабря 2021 года. Дата обращения 14 декабря 2021.
  • Корабелка продемонстрировала 3D-печатный гребной винт, 3D Today (19 сентября 2019). Архивировано 14 декабря 2021 года. Дата обращения 14 декабря 2021.
  • Д/ф Гигантские гребные винты Архивная копия от 2 апреля 2015 на Wayback Machine («Как это делается?», Discovery Channel).
  • Материал для изготовления винта Архивная копия от 3 ноября 2014 на Wayback Machine // vlboat.ru.
  • ПРОПУЛЬСИВНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГРЕБЛИ. Архивная копия от 5 сентября 2015 на Wayback Machine

Большой автономный траулер морозильный типа «Пулковский меридиан»

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 апреля 2015 года; проверки требует 31 правка.

Большой автономный морозильный траулер проекта 1288 типа «Пулковский меридиан»» — крупнотоннажное рыбопромысловое судно (траулер), предназначенное для промысла рыбы пелагическими и донными тралами, а также самостоятельной обработки, замораживания и хранения улова, производства из него готовой продукции в виде консервов, выработки технического и медицинского жира, переработка производственных отходов и прилова на муку. Основные объекты промысла траулера — минтай и треска, сельдь, хек, скумбрия, ставрида, сардина, макрурус, морской окунь и прочие стайные пелагические и донные виды рыб.

Проект траулера был разработан ленинградским ЦКБ «Восток» в конце 1960 — начале 1970-х годов, строительство велось в период с 1974 по 1993 год на Черноморском судостроительном заводе в Николаеве. Всего было построено 113 судов этого проекта. Также, в 2008 году на судоверфи COSCO (КНР) было удлинено три судна этого типа, на 20 метров, что позволило увеличить длину до 125,22метра и тоннаж до 6144тонн. Которые в последующем имели обозначение БАТ-М-У Проект «Семиозерное»

Судовая энергетическая установкаПравить

В качестве главной энергетической установки принят дизель-редукторный агрегат, состоящий из двух среднеоборотных (515 об/мин) дизелей мощностью по 2580 кВт (3500 л. В разные годы использовались различные марки главных двигателей в составе ДРА — 6Л525II ПВ, 6ЧН40/46 ОМ4, 6РС2-5, а также дизеля производства Wartsila, Semt Pielstik, Caterpillar и др. Мощность с двух двигателей через зубчатый редуктор Valraet Renk ASL 2X155X1 передается на гребной винт и на два валогенератора.

Для обеспечения судна электроэнергией на нём установлены два валогенератора переменного тока, мощностью по 1500 кВт и три вспомогательных дизель-генератора мощностью по 200 кВт. В качестве основного, на судне принят переменный трехфазный ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц.

Предусмотрена утилизация тепла охлаждающей воды дизелей в опреснительных установках и тепла выхлопных газов в утилизационном котле. Для снабжения потребителей пресной водой используются два опреснителя производительностью по 25 т/сут.

В качестве движителя используется четырёхлопастной винт регулируемого шага, установленный в неподвижной насадке.

БАТМ «Павел Батов», рисунок.

Гребные винты для лодок

  • Шаг 6 дюймов
  • Шаг 11 дюймов
  • Алюминиевые
  • Правого вращения

Наличие в магазинах

  • CARVER
  • GL Marine
  • TOYAMA

Шаг

  • 13-1/2
  • 13-1/4
  • 13-1/5
  • 13-3/4
  • 14-1/2
  • 14-1/4
  • 14-1/8
  • 14-3/4
  • 15-1/2
  • 15-1/4
  • 15-1/8
  • 15-3/4
  • 15-3/8
  • 15-5/8

Что улучшить в фильтрах?

  • Детские и спортивные площадки
  • Детские спортивные комплексы и шведские стенки
  • Мототехника
  • Оптические приборы
  • Охота и рыбалка (10065)
  • Пляжные аксессуары
  • Садовая мебель
  • Спорт
  • Спорт в помещении
  • Спортивная защита

Как выбрать гребной винт?

Какой винт купить алюминиевый или стальной? Вопросы, которые интересуют начинающих владельцев водомоторной техники. Более опытные водники знают: нет волшебного рецепта, все зависит от условий, в которых эксплуатируется судно. Желательно, приобрести несколько лодочных винтов под разные задачи:

  • Быстрый выход на глиссирование
  • Увеличение скорости
  • Увеличение грузоподъемности
  • Экономия расхода топлива
  • Увеличение рабочего ресурса мотора
  • Достижение номинальных оборотов двигателя

Если вы решили самостоятельно подобрать и купить винт для лодочного мотора, советуем вам запастись тахометром и любым прибором для измерения скорости, а также ознакомиться с теоретической частью.

Характеристики гребных винтов

Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых зависит эффективность использования мощности двигателя и, конечно, скорость.

Шаг — расстояние в дюймах или в миллиметрах (мм), которое проходит винт за один оборот, без учета проскальзывания.

Проскальзывание — это разница расстояния между указанным и реальным шагом за один оборот. От проскальзывания зависит КПД лодочного винта: чем ниже проскальзывание, тем выше КПД. Коэффициент проскальзывания не должен превышать 18%.

Диаметр винта — диаметр окружности, описываемой крайними точками его лопастей.

От величины шага и диаметра зависит скорость плавсредства и количество оборотов совершаемых двигателем, Для правильной работы мотора важно, чтобы он работал в допустимом диапазоне частот (указанных в паспорте). Чем выше значения диаметра и шага, тем больше нагрузка и тем меньше оборотов будет совершать двигатель. При одинаковом диаметре винта, увеличение шага на 1 дюйм (25,4 мм) снижает обороты двигателя на 200-250ед. И наоборот, при уменьшении шага обороты будут расти.

Грузовые и скоростные винты

Часто водники хотят купить грузовой гребной винт или наоборот, скоростной. Эти понятия, на самом деле, очень условные.

Грузовые — винты с больше тягой, у которых снижен шаг и/или увеличен диаметр по отношению к установленному ранее (обороты двигателя увеличатся)

Скоростные — винты у которых увеличен шаг и/или уменьшен диаметр по отношению к установленному ранее (обороты двигателя уменьшатся)

Количество лопастей

Для маломерных судов, наиболее распространенными являются двух-, трех- и четырехлопастные гребные винты.

Двухлопастные — подойдут для небольших и мало загруженных лодок, когда стоит задача развить максимальную скорость (например в водомоторном спорте).

Трехлопастные — эффективны в широком диапазоне условий эксплуатации, позволяют развивать неплохую скорость, менее шумные чем 2х-лопастные собратья.

Четырехлопастные — менее эффективны с позиции максимальной скорости, но в то же время обладают лучшей управляемостью, эффективнее во время волнения, передают еще меньше вибраций на корпус лодки.

Следует помнить, что добавление одной лопасти, без изменения шага, добавляет примерно такую же нагрузку, как и увеличение шага на 1 дюйм, снижая обороты двигателя на 200-250ед.

Материал

Современные гребные винты изготавливаются из различных материалов: алюминий и его сплавы, нержавеющая и углеродистая сталь, пластик, сплавы титана, бронза. Винты из разных материалов имеют свои преимущества и недостатки.

Винты из пластика (композитные) применяются на маломощных подвесных моторах (2-5 л. ), в тех ситуациях, когда не требуется достижение каких-то выдающихся показателей. Главные преимущества пластикового винта цена и стойкость к коррозии. К недостаткам можно отнести полную неремонтопригодность и низкий КПД. Также у них достаточно толстый профиль лопасти, что в свою очередь приводит к увеличению расхода топлива.

Винты из алюминия достаточно распространены из-за несколько лучшей ремонтопригодности, невысокой стоимости при достаточно неплохих гидродинамических характеристиках. Как и в случае с младшим собратом — пластиковым винтом, при не сильных ударах или встрече с препятствием само судно и двигатель останутся целы, что избавит от дорогостоящего ремонта. Для каменистых рек или мелководья лучше купить алюминиевый гребной винт.

Винты из нержавеющей стали, при правильном подборе, показывают отличные результаты практически по всем параметрам: КПД и экономичности в потреблении топлива, управляемости плавсредства, максимальной и крейсерской скорости, времени выхода на глиссирование, отличаются высокой ремонтопригодностью. При небольших повреждениях для ремонта достаточно молотка и напильника. В экстренных ситуацих можно воспользоваться камнем, но для таких случаев мы настоятельно рекомендуем купить запасной лодочный винт. При более серьезных повреждениях, возможно наварить металл и обточить по форме неповрежденной лопасти. К недостаткам относится цена — стальной винт дороже чем алюминиевый (хотя этот недостаток нивелируется экономией на топливе и ремонте).

Как определить вращение винта

Перед тем, как купить винт для плм обратите внимание на направление вращения: оно должно совпадать с направлением вращения вала мотора. Если винт установлен, то (при взгляде с кормы в нос):

Правого вращения — вращается по часовой стрелке.

Левого вращения — против часовой стрелки.

Либо расположите лодочный винт на ровной поверхности, одной из лопастей на себя. Посмотрите на конец этой лопасти, если ее правая кромка выше — это винт правого вращения, если ниже — левого.

Производители

Качество продукции напрямую зависит от производителя. Лучшими традиционно считаются оригинальные винты для лодочных моторов, поставляемые для моторов и колонок собственного производства, такими знаменитыми брендами, как Yamaha, Suzuki, Mercury (Mercruiser), Honda, Tohatsu, Volvo Penta, Jonson/Evinrude. Все потому, что большинство производителей водомоторной техники (хотя и не все) проектируют винты самостоятельно. Характеристики таких винтов в большей степени согласованы с передаточными отношениями и гидродинамическими формами колонок и редукторов плм. Неоригинальные лодочные винты выпускаются сторонними производителями (например Solas, Michigan Wheel Corp. ), при этом по качеству они очень близки к «оригиналу». В то же время можно наткнуться и на совершенно неизвестных китайских производителей, штампующих дешевые копии оригинальных винтов. Ни о каком качестве, конечно, в этом случае говорить не стоит.

Куда и зачем?

Candela C-POD будет устанавливаться на прогулочные катера будущего. В особенности на фирменные катера с подводными крыльями. Кстати, это будет инновационный тип водного транспорта. Крылья и электричество — попытки были и раньше, но именно эта уникальна.

Рыбы-роботы осваивают океан

Уникальность заключается в конструкции. Кстати, лодочные двигатели, передающие тягу на гребной винт через сложный набор валов и подшипников используют шестерни. Candela C-POD полностью избавляется от шестерен.

Особенность конструкции

Запатентованный компанией C-Pod состоит из двух электродвигателей. Каждый из них приводит в движение пропеллер, вращающийся в противоположных направлениях, чтобы обеспечить общую мощность 50 кВт (67 л.

Два сверхкомпактных, но мощных электродвигателя установлены под водой в торпедоподобном гнезде. Они непосредственно приводят в движение гребные винты.

Рыбы-роботы осваивают океан

Кстати, каждый двигатель соединен напрямую с гребным винтом, что сводит к минимуму потери при трении. Пропеллеры с противоположным вращением обеспечивают высокую эффективность гребного винта.

«Инженерная задача заключалась в том, чтобы сделать электродвигатели достаточно компактными, — говорит Густав Хассельског, основатель и генеральный директор Candela. «Находясь под водой, они должны иметь очень маленький диаметр, чтобы вызывать минимальное сопротивление».

Поместив двигатели под воду, Candela также решила проблему, с которой сталкиваются все электродвигатели: нагрев. Инженеры Candela C-POD спроектировали компактный привод с прямым и эффективным охлаждением потоком морской воды, что позволило повысить рабочие температуры и получить больше мощности от двигателей.

«Первое препятствие в создании очень маленького, но мощного двигателя — это тепло», — говорит Хассельског. «Вы можете взять любой двигатель и дать ему в три раза больше электроэнергии, чем он рассчитан. И он будет работать. Но всего несколько секунд.

Рыбы-роботы осваивают океан

Candela C-POD обеспечивает практически неограниченную охлаждающую способность — нам просто нужно передать тепло от двигателя в окружающий поток воды ».

Тишина и покой — это про C-POD

Еще одно преимущество — тишина. Candela C-POD не имеет шестерен и поэтому работает совершенно тихо даже на 30 узлах. Помимо этого Candela C-POD обладает очень небольшим количеством движущихся частей. Несмотря на это, этот двигатель проработает несколько тысяч часов без какого-либо обслуживания.

Рыбы-роботы осваивают океан

Создание более эффективного двигателя напрямую ведет к огромному увеличению дальности полета.

Еще немного о конструкции

C-Pod был создан с целью “обеспечивать почти неограниченный срок службы», когда благодаря длительному интервалу технического обслуживания. Кстати, этот интервал составляет 3000 часов.

Рыбы-роботы осваивают океан

Помимо этого, добавьте отсутствие необходимости замены масла или другого серьезного ремонта. Однако, двигатели охлаждаются непосредственно в воде. Для обычного моряка-любителя это приводит к многолетнему использованию без обслуживания.

Технические характеристики C-Pod следующие:

Вес 26 кг

Пропеллеры: пропеллеры, вращающиеся в разных направлениях.

Срок службы без обслуживания 3000+ часов

Как устроен и работает циклоротор

Циклоидный ротор или пропеллер Фойта-Шнайдера — это «воздухоплавательная версия» гребного колеса старых пароходов с расположенными по кругу лопастями. Но если у гребного колеса лопасти жёстко зафиксированы, то лопасти циклоротора немного поворачиваются вокруг своей оси, причём на каждом обороте ротора.

Положение лопастей циклоротора при вертикальном взлёте Изображение Wikimedia

Для вертикального взлёта циклоротор задирает передний край каждой лопасти, когда она проходит верхнюю точку оборота, и опускает этот край в нижней точке. Таким образом, лопасть циклоротора дважды за оборот разрезает воздух под углом и отталкивается от него — так же, как режет воздух лопасть обычного вертолётного винта. Обе точки расположены на вертикальной линии, так что циклоротор отталкивается от воздуха в вертикальном направлении, создавая подъёмную силу.

После взлёта циклоротор начинает задирать и опускать край каждой лопасти с некоторым запозданием, смещая точки с вертикальной линии на диагональную. Это меняет направление тяги — теперь циклоротор отталкивается от воздуха не вертикально вверх, а по диагонали. Если пароход медленно гребёт своими колёсами по воде горизонтально вперёд, то циклокоптер гребёт роторами по воздуху вперёд и вверх, причём очень быстро, поскольку плотность воздуха в 770 раз меньше, чем плотность воды.

Вращение циклоротора при полёте вперёд, синей стрелкой показано направление тяги Изображение Wikimedia

Концепция простая, но реализовать её оказалось крайне сложно. Прототипы летательных аппаратов на некотором подобии циклороторов начали безуспешно испытывать ещё в начале прошлого века. В 1924 году шведский инженер Страндгрен запатентовал первый полноценный циклокоптер с вертикальным взлётом и посадкой. После девяти лет подробных расчётов и экспериментов инженер построил финальный прототип, который ездил по земле, но не взлетал.

В последующие десятилетия изобретатели в США и Европе патентовали и строили разные варианты циклокоптеров, ни один из которых не поднялся в воздух. Только в 2007 году инженеры Сеульского национального университета убедились, что концепция всё же работает — их циклокоптер с четырьмя роторами вертикально взлетал, устойчиво держался в воздухе и благополучно садился.

В 2011 году достижение корейских инженеров повторили сотрудники Мэрилендского университета. Появились и другие рабочие прототипы, но все они были небольших размеров. Российский «Циклокар» считается первым в истории большим летающим циклокоптером, пригодным для создания полноценного воздушного транспорта.

Чем циклороторы хороши для аэромобилей

Главное преимущество циклокоптеров — их схожесть с вертолётами. Они взлетают и садятся вертикально, а для горизонтального полёта им не нужны крылья. Более того, «Циклокар» на испытаниях успешно садился на площадки с наклоном до 30° и причаливал к вертикальным поверхностям. Всё это важно для воздушных такси и прочих аэромобилей, которые будут курсировать в плотно застроенных городах. Обычные летающие автомобили с крыльями и горизонтальным взлётом слабо годятся для такого сценария.

Смена направления тяги циклоротора при изменении наклона лопастей Изображение Wikimedia

Циклоротор переходит от вертикального взлёта к горизонтальному полёту регулировкой наклона лопастей — но таким же образом он может направить тягу в любую сторону, причём независимо от соседних циклороторов. Это обеспечивает циклокоптеру сверхманёвременность, которая недостижима для вертолётов — он способен буквально крутиться на месте в любом направлении.

Регулировка наклона лопастей циклоротора меняет не только направление тяги, но и её силу — если наклонить лопасть на больший угол, то она будет сильнее отталкиваться от воздуха. Все эти изменения тяги у циклокоптеров происходят почти мгновенно и не требуют повышать или понижать обороты двигателя, в отличие от других винтовых летательных аппаратов.

Прототип «Циклокара» в 2020 году Фото Фонда перспективных исследований

Отсутствие задержек и надобности менять обороты дают возможность использовать на циклокоптерах традиционные двигатели на ископаемом топливе, которые не нуждаются в массивных аккумуляторах. Например, бензиновый роторно-поршневой двигатель планируют ставить на «Циклокар», чтобы он мог пролететь до 500 километров — у платформы CycloTech на электромоторах дальность полёта составляет всего 85 километров.

Наконец, циклороторы относительно компактны и малошумны. Диаметр роторов у платформы CycloTech составляет 1,2 метра, у «Циклокара» — полтора метра, при вместимости от четырёх до шести человек. Самый маленький в мире вертолёт — японский GEN H-4 использует соосные винты диаметром четыре метра и может поднять только одного человека. Циклоротор же за один оборот отталкивается от воздуха в двух точках, что делает его энергоэффективным решением.

Проблемы и недостатки циклороторов

Главная проблема циклоротора — его сложность. Он должен менять наклон каждой своей лопасти при каждом обороте с помощью неких приводов. Вся эта конструкция совершает 1600-3100 оборотов в минуту — то есть, циклоротор вращается в 5-10 раз быстрее вертолётного винта. Здесь не обойтись без очень прочных и лёгких материалов, также желательно использовать минимум деталей и соединений. Хотя «Циклокар» и платформа CycloTech смогли взлететь и удержаться в воздухе, но неизвестно, выдержат ли они полную нагрузку и как долго смогут проработать в режиме эксплуатации.

Циклокоптеры имеют больше проблем с безопасностью: если у вертолётов и традиционных аэротакси винты находятся высоко над головой человека, то циклороторы расположены по бокам и легко доступны. Разработчики «Циклокара» планируют оградить их сеткой, однако вряд ли она защитит от падения мелких предметов в работающий ротор. Также расположенные по бокам циклороторы могут затруднить посадку и высадку людей.

Рендер финального облика «Циклокара» с защитными сетками Изображение Фонда перспективных исследований

Недостатком может обернуться и одно из преимуществ циклороторов — они позволяют использовать экологически грязные двигатели на ископаемом топливе вместо электромоторов. Бензиновые циклокоптеры наверняка будут летать в несколько раз дальше электрических, что может затормозить переход транспорта на силовые установки с нулевыми выбросами.

Как подобрать винт на лодочный мотор?

glavnaya-489-8364404

Неправильный выбор винта повышает риск поломки двигателя лодки. Когда мотор не способен развить заявленную в сопроводительной документации скорость на высоких оборотах, он практически тонет в топливе. Становится высока вероятность деформации подшипников, поршней и других расходников. Все это чревато разрывом в глушителе, заеданием поршня и выводом мотора из строя. В обратной ситуации, когда обороты вала превышают допустимые, лепестковые клапаны разрушаются, при трении деталей образуется стружка, все элементы быстрее изнашиваются. Но всего этого можно избежать, если подойти ответственно к выбору винта для лодки. Конечно, при покупке придется опираться на мнение производителя и данные из каталога, но оптимальный вариант подбирается экспериментальным путем. Винты различаются между собой по следующим параметрам: на каждые 2,54 см (1 дюйм) приходится 150-200 оборотов в минуту. Бывает так, что вы установили новый винт, но он замедляет ход. Решением проблемы станет установка устройства с шагом поменьше, чтобы увеличить скорость.

Расчет винтового шага

Что бы рассчитать шаг винта, необходимо знать несколько параметров:

  • Посмотрите в документах на мотор предельное число оборотов для режима «полный газ». Стандартно это число не больше 5500 об/мин.
  • Теперь разгоните лодку до предельного значения на «полном газу».
  • Если показатели тахометра меньше, чем те, что прописаны в паспорте, зафиксируйте их как предельное число оборотов.

показательзначение (об/мин) обороты двигателя по паспорту5100 — 5300 максимальный показатель5300 результаты опытного заезда4300 несоответствие100

Исходя из данных, что на 1 дюйм приходится примерно 200 оборотов в минуту, можно подсчитать, на сколько дюймов нужно уменьшить шаг:1000 : 200 = 5. Таким образом, уменьшение шага на 5 дюймов должно решить проблемы со скоростью.

Практика показывает, что обойтись одним каким-либо винтом нельзя. Для каждой задачи необходима своя модель. Поэтому настоятельно рекомендуется брать с собой в путешествие запасной винт в полном комплекте.

На начальном этапе новоиспеченный владелец судна полностью полагается на винт, установленный производителем. И только с опытом приходит понимание, что, изменяя параметры веса и мощности, можно добиться оптимальной скорости хода при экономном расходе топлива. Поэтому рано или поздно перед владельцем встает дилемма: как выбрать винт, чтобы улучшить характеристики и не обновлять мотор полностью.

Параметры винта

Сегодня винты различаются по нескольким характеристикам. Самый очевидный элемент — количество лопастей. Обычно их бывает от двух до четырех.

Вторая величина — диаметр. Он легко поддается вычислению. Когда у винта четное количество лопастей, нужно найти расстояние между двумя самыми удаленными от оси точками, расположенными на противоположных плоскостях. Если у винта три лопасти, то следует замерить расстояние от центра втулки до кончика любой лопасти и умножить это число на два.

Величина шага.

shag-vinta-9403037

Это число обозначает, на какое расстояние переместится винт вперед, пройдя полный виток. Как правило, винты сопровождают маркировкой. К примеру, «10х15», что значит, что диаметр изделия составляет 10 дюймов, а его шаг равен 15 дюймам.

diam_pitch-8575290

Центральная ось называется «втулка». При помощи втулки винт отцентровывается по отношению к валу. Существуют модели моторов с выхлопными газами. Винт, рассчитанный на эти модели, имеет обойму, удерживающую лопасти. Лопасти отвечают за создание тяги, выталкивая воду. Таким образом лодка движется вперед.

Геометрия лопасти

По форме лопасти отличаются большим разнообразием. Перечислим варианты, которые больше всего полюбились опытным владельцам судов. «Круглое ухо» или эллиптические — самый популярный тип. Сочетание тяги и скорости здесь подобрано оптимально. Если лопасть отходит прямо от втулки или даже перпендикулярно к ней, то такой гребной винт имеет нулевой гребок. Такая модель приподнимает нос над водой, который никак не хочет подниматься при глиссировании. Если плоскость лопасти наклонена от хвостовой кромки винта, то это, так называемый, сильный гребок. Высота подъема носа прямо пропорционально зависит от градуса наклона лопасти. Серповидные или полусерповидные лопасти имеют прямую выходную кромку. Эта особенность позволяет при небольших оборотах сильно увеличить скорость. Косые винты закручены в сторону вращения. Это оптимальный вариант для рыбалки на заросшем пруду, потому что водоросли не наматываются на винт.

Алюминий или сталь?

Алюминиевые изделия — самый экономичный вариант. Винт отлично подойдет тем, кому не важна высокая скорость, а предпочтительнее плавный ход на глиссере. Алюминий, который используется для лопастей не подвержен коррозии, но при механическом повреждении может выгнуться. Поэтому лопасти делают более толстыми по сравнению со стальными аналогами, что влияет на скорость судна. Нержавеющая сталь в несколько раз прочнее алюминия, поэтому винты изготавливают меньшей толщины без потери прочности. Но если гоночный винт с несъемной втулкой ударится о неровность дна или подводную скалу, инцидент скорее всего приведет к разрыву редуктора. Поэтому все чаще выпускают модели с пластиковой втулкой, которая в случае механического повреждения провернется либо слетит с резьбы.

Число лопастей винта.

Возрастание количества и размера лопастей также увеличивает силу, которая толкает лодку вперед. Но также возрастает и сила сопротивления воды. Поэтому изначально обходились наименьшим числом лопастей — двумя. С приходом новых технологий, материалов изготовления и возможностей создавать многоступенчатое дно лодки, стало допустимым использовать до четырех лопастей. Четырехлопастной винт наделен рядом достоинств: в силу того, что лопасти противопоставлены друг другу, то винт функционирует более ровно, сокращает время разгона, снижает скорость, при которой лодка переходит на глиссирование и позволяет лучше контролировать расход горючего. При этом, скорее всего, максимальная скорость будет снижена. Оптимальный вариант для собственного пользования — три лопасти. Такой винт будет служить долго, при этом вы сэкономите значительную сумму при покупке.

Выбор оптимальной модели.

При выборе винта необходимо точно знать, для какой задачи вы его будете использовать. Модель, которая быстро и эффективно выведет лодку на глиссирование, не сможет создать максимальную тягу. И снова — параметр, который имеет наибольшее значение — количество оборотов мотора. Если ваш мотор набирает максимальные обороты согласно паспортным данным, значит винт подобран идеально. Если фактические показатели тахометра далеки до паспортных значений, необходимо заменить винт, регулируя шаг и диаметр последнего.

Ремонт винта лодочного мотора

Алюминиевые модели нельзя ремонтировать, даже если это простое срезание зазубрин. Дело в том, что для того, чтобы починить что-то, необходимо сперва нагреть материал, но при этом меняется его взаимосвязь молекул и все характеристики. Винты из нержавейки и композита, наоборот, поддаются ремонту. Разработаны также модели со съемными лопастями, которые легко можно заменить на новые. Гребной винт — один из ключевых элементов в работе вашей моторной лодки. На нем нельзя экономить деньги, а покупать стоит модель, подходящую под характеристики мотора, и заточенную на выполнение определенных задач.

Как определить шаг винта лодочного мотора

step_propeller-3729751

Внимательно посмотрите на грань лопасти, и вы заметите, что это не прямая плоскость, а выгнутая по определенному алгоритму. К примеру, если подвижно закрепить горизонтально расположенную деревянную планку на вертикальном упоре, раскрутить ее при этом поднимая с не изменяющейся скоростью вверх, то любая точка планки будет двигаться по винтовой траектории, а их множество образует винтовую поверхность. Конец планки будет двигаться при этом по поверхность цилиндра с радиусом, равным длине планки, образуя направляющую винтовой поверхности. Подобную форму и имеет каждая лопасть гребного винта.

img-2019-02-27-19-21-22-8898798

Если сделать развертку цилиндра на бумаге, то направляющая будет выглядеть, как наклонная прямая. Таким образом, расстояние от точки А до точки В (см рис) и называется шагом винта. А угол V называется шаговым углом.

Вернемся к эксперименту с планкой. Не подлежит сомнению, что, если вращать и поднимать ее с одной и той же скоростью, то каждая точка планки будет подниматься на одну и ту же величину. Но при этом шаговый угол для двух разных точек будет разным. Чем дальше от оси вращения, тем меньше будет угол.

Чтобы замерить шаг винта самостоятельно, можно также воспользоваться цилиндриком с иголкой, листом бумаги и угольником. Установив острие на листе, нужно циркулем прочертить часть окружности с радиусом, равным 0,6 R, где R — наибольший радиус винта. Теперь необходимо в центр прочерченной дуги установить иглу цилиндрика, с каждой стороны лопасти приставляют угольники так, чтобы они пересекали начерченную дугу. Точки пересечения отмечают карандашом, одновременно замеряют, на какой высоте от поверхности листа находятся соответствующие точки на лопасти. Теперь можно убрать винт, он больше не понадобится.

Как измерить шаг винта лодочного мотора

1279767725_pic03-9660998

Диаметр винта.

Вот первое определение: диаметр гребного винта — это диаметр окружности, которую проходит точка на лопасти, максимально удаленная от оси.

Чтобы узнать этот размер, нужно установить деревянный цилиндрик с диаметром, подходящим под посадочное место вала, найти центр цилиндра и установить острый наконечник (иголка от циркуля, обломок гвоздя и т. Далее следует перенести винт на плотную бумагу, воткнуть в нее острие цилиндра.

После необходимо вооружиться металлическим или обычным чертежным угольником. Уперев в лист прямой угол, перенесите проекцию нескольких точек лопасти, наиболее отставленных от оси, на лист. Теперь снимите винт с бумаги и определите, какая из точек находится на самом удаленном от оси расстоянии. Для этого удобно использовать циркуль. Раствор циркуля показывает радиус винта, соответственно, чтобы найти диаметр, необходимо удвоить его значение.

Если вам необходимо замерить диаметр побывавшего в употреблении, то описанную операцию стоит провести для каждой лопасти, потому что возможен неравномерный износ или сколы по краям элементов.

Подбор гребного винта для лодочного мотора.

Для переключения передач недостаточно использовать только редуктор подвесного мотора. Если вы хотите использовать на полную мощность мотор лодки, необходимо внимательно подойти к выбору гребного винта, который позволит достигнуть:

• оптимального выхода на глиссирование;

• максимальных оборотов, которые возможны для данного типа мотора;

• максимально возможной скорости или грузоподъемности (зависит от конкретной цели).

Правильно подобранный винт, позволяет сэкономить топливо, снизить шум, создаваемый мотором, а также способствует увеличению его ресурса.

Как правильно подобрать винт.

d0bad0b0d0ba-d0bfd0bed0b4d0bed0b1d180d0b0d182d18c-d0b3d180d0b5d0b1d0bdd0bed0b9-d0b2d0b8d0bdd182-d0b4d0bbd18f-d0bbd0bed0b4d0bad0b8-7147988

Прежде всего, стоит определить, какая перед вами стоит задача – хотите ли вы увеличить скорость и улучшить выход в глиссер, или же вас интересует возможность большей грузоподъемности для лодки. Одновременно максимально увеличить все эти показатели за счет одного лишь винта не представляется возможным, однако вы можете выбрать такой винт, который позволит удачно сбалансировать все важные показатели. Можно подобрать один винт с оптимальными показателями или же купить несколько винтов и возить их с собой. Однако, как показывает практика, менять винты в процессе не всегда удобно. Существуют также винты, которые способны изменять свой шаг, в зависимости от требований. Но сегодня мы разберем другие варианты винтов, которые отличаются по своим показателям.

Итак, какой винт лучше приобрести – из стали или из алюминия? Давайте разбираться.

Преимущества винтов из стали.

Стальные детали отличаются лучшим КПД, если сравнивать с алюминиевыми – это связано с тем, что стальные лопасти имеют меньшую толщину, а крыльчатка имеет более сложное строение. Винты из стали менее подвержены кавитации, что непосредственным образом сказывается на их скорости – в сравнении с алюминиевыми агрегатами, они развивают большую скорость (примерно на 5-7%).

Стальной винт имеет высокий уровень прочности, поэтому он не стирается и не повреждается при контакте с песчаным дном. Винт не деформируется даже при ударе об дно, он не подвергается коррозийным процессам из-за длительного нахождения в воде.

Недостатки винтов из стали.

Основной минус – высокая стоимость. Винты из стали обойдутся вам несколько дороже, чем их алюминиевые аналоги. Также важный недостаток – при сильном ударе возможно повреждение и деформация редуктора, несмотря на то, что сам винт может остаться без повреждений.

Преимущества алюминиевых винтов.

Винты из алюминия стоят сравнительно недорого, особенно это касается неоригинальных деталей для моторов Suzuki, Yamaha, Honda и многих других. В случае повреждения винты из алюминия можно отремонтировать. Алюминиевый винт весь удар возьмет на себя, зато сохранит более важные и дорогостоящие части двигателя.

Недостатки винтов из алюминия.

По сравнению со сталью, алюминий – более мягкий материал, который при ударе о песчаное дно деформируется, на поверхности винта появляются выщерблены, что мешает набирать скорость и существенно уменьшает КПД. В результате столкновения с небольшими препятствиями лопасти винта могут погнуться.

Принципы подбора винтов для лодок.

d0bad0b0d0ba-d0bfd180d0b0d0b2d0b8d0bbd18cd0bdd0be-d0bfd0bed0b4d0bed0b1d180d0b0d182d18c-d0b2d0b8d0bdd182-d0b4d0bbd18f-d0b3d180d0b5d0b1d0bdd0bed0b9-d0bbd0bed0b4d0bad0b8-3320779

Шаг винта – одна из важнейших технических показателей, которая оказывает влияние на развитие скорости лодки. Шаг винта показывает расстояние, которое способен пройти винт, совершая один полный оборот, измеряется этот показатель в дюймах.

Чем большим будет шаг, тем большим будет упор, создаваемый вращающимися лопастями, а он, в свою очередь, перейдет в энергию движения лодки. Такой показатель, как шаг винта, имеет непосредственное влияние на обороты лодочного мотора. Если шаг мотора меньше, то максимальные обороты будут больше.

Очень важно подобрать винт, чтобы обеспечить максимальные обороты, хорошую скорость и удачный выход на глиссирование. При этом важно, чтобы показатели находились в том диапазоне, который предусмотрен производителем мотора. Таким образом, можно обеспечить оптимальную производительность и избежать преждевременного износа двигателя.

Какой винт лучше 3 или 4 лопастной?

4 -х лопастной винт уменьшает время выхода на глиссирование, может экономить топливо при движении на крейсерском ходе. Но максимально достигаемая скорость судна с 4 -х лопастным винтом меньше по сравнению с 3 -х лопастным винтом того же диаметра и шага

Какой шаг винта скоростной и грузовой?

Чем больше шаг винта , тем более скоростным считается гребной винт. Но чем меньше шаг винта , тем более грузовым считается винт. Винты с большим шагом называются скоростными , а винты с меньшим шагом – грузовыми

Чем больше шаг винта?

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 отличается ВРШ от Вфш?

Отличие в том, что у ВРШ положение лопастей относительно ступицы меняется во время работы, у ВФШ – остаётся постоянным. Винты фиксированного шага используются, как правило, для равномерной работы с большой нагрузкой

Оцените статью
RusPilot.com