Поверхностная кавитация и заглубление винта
Нередки случаи, когда винт,
расположенный близко к рулю, закрепленному на транце, засасывает воздух
с поверхности воды по баллеру руля (рис. 239).
Это явление называется поверхностной кавитацией. Воздух обычно проникает
сначала на край ближайшей к рулю (или к обрезу транца) лопасти, затем
распространяется по ней до ступицы. В таких случаях прорыва воздуха по
рулю (хорошо заметного на циркуляции, когда винт дает «петуха»)
достаточно прикрепить к транцу антикавитационную пластину, служащую
продолжением днища.
С поверхностной кавитацией приходится бороться и на подвесных моторах, и на откидных колонках. Антикавитационная плита, расположенная над гребным винтом, как раз и призвана служить препятствием для прохода воздуха к винту вниз по колонке. Аналогичные плиты или плоские днища желательны также при крейсерской или вельботной корме (с острым ахтерштевнем), если винт недостаточно глубоко погружен в воду.
Считается, что расстояние от оси винта до поверхности воды должно быть не менее диаметра винта.
На серийных прогулочных лодках высота транца делается стандартной с учетом правильного заглубления винта подвесного мотора и взаимодействия его с корпусом лодки. (Обычно антикавитационная плита мотора должна располагаться на 10—15 мм ниже поверхности днища.) Попутно отметим, что излишнее заглубление винта подвесного мотора приводит к значительному увеличению сопротивления движению и повышению брызгообразования.
Какой угол наклона гребного вала допустим
Гребной винт лучше всего работает, когда его ось расположена горизонтально. У винта, установленного с наклоном и в связи с этим обтекаемого «косым» потоком, к. п. д. всегда будет ниже; это падение к. п. д. сказывается при угле наклона гребного вала к горизонту больше 10°.
В смысле происходящего разобраться не сложно: винт, установленный наклонно, дает при работе вертикальную составляющую, а тяга, движущая судно вперед, уменьшается пропорционально косинусу угла наклона. При угле наклона 15° уменьшение тяги составляет около 4%, а вертикальная сила становится равной 26% упора винта.
Наклон гребного вала (в пределах 12—15°) может оказаться и полезным, например, для уменьшения ходового дифферента катера на корму.
При соединении гребного вала с двигателем на прямую надо учитывать также, что система смазки большинства двигателей рассчитана на нормальную работу лишь при угле наклона до 10° к горизонту.
Гребной винт на шлюпке
Простой способ вывести гребной вал из корпуса шлюпки, не приспособленной для установки двигателя, показан на рис. 242.
Кронштейн с резинометаллическим подшипником закрепляют к дейдвуду сбоку на сквозных болтах. Под гайки необходимо проложить металлическую полосу.
Предлагаемый способ удобен тем, что не требует сверлить отверстие в дейдвуде, где обычно проходят основные крепежные болты, а также усиливать дейдвуд металлической коробкой или накладками из твердого дерева. Двигатель нужно установить под углом к диаметральной плоскости шлюпки или немного сместить к одному борту (на работе винта и управляемости шлюпки это практически не сказывается).
Положение гребного вала и ходовой дифферент
Глиссирующие и полуглиссирующие (идущие в переходном режиме) лодки нередко ходят с большим дифферентом на корму, сильно задирая нос. Потери скорости при этом несомненны.
Большое влияние на ходовой дифферент оказывает направление действия упора гребного винта, т. е. положение гребного вала. Чем ниже относительно центра тяжести катера проходит ось гребного вала, тем больше дифферент на корму, и наоборот (рис. 240).
О влиянии вертикальной составляющей упора наклонного гребного винта уже упоминалось.
Аналогичный эффект дает изменение угла наклона подвесного мотора на транце лодки.
Для того чтобы уменьшить дифферент — опустить нос, нужно дать «ноге» мотора наклон вперед (рис. 241, б), а для отрыва носа от воды — назад (рис. 241, а).
Гребной винт в туннеле
Для того чтобы уменьшить
габаритную осадку катера, иногда размещают гребной винт в углублении —
туннеле на днище
(рис. 243). Глубина
туннеля подбирается так, чтобы по возможности углубить винт в корпус.
Лучше, если кормовой срез туннеля будет ниже поверхности воды, — тогда
на заднем ходу воздух не будет поступать к винту. Лопасти же винта могут
выступать над уровнем ватерлинии — на ходу туннель заполняется водой и
винт развивает нормальный упор. Длина туннеля определяется условиями
плавного и с минимальным скосом натекания воды на гребной винт; она
может составлять 4—6Н (Н — глубина туннеля).
В поперечных сечениях туннель в месте установки винта должен быть цилиндрическим, ближе к носовому концу — овальным. Зазор между лопастью и стенкой туннеля обычно делают равным 10—15% диаметра винта. Кромки туннеля в носовой части желательно скруглить, чтобы исключить образование вихрей, нарушающих равномерную работу винта.
На глиссирующих катерах туннели применяют редко, так как они увеличивают сопротивление воды движению и требуют дополнительной затраты мощности двигателя.
