Расчет и характеристики гребного винта

Необходимая мощность главной энергетической установки, обеспечивающая судну движение с заданной скоростью можно определить выражением

=

где n- пропульсивный КПД движителя.

Гребной винт, позволяющий для конкретного сочетания судна и двигателя полностью использовать мощность последнего, называется согласованным.

Следует заметить, что согласованных винтов для конкретного сочетания судна и мотора существует бесконечное множество.

В самом деле, винт с несколько большим диаметром, но несколько меньшим шагом нагрузит двигатель так же, как и винт с меньшим диаметром и большим шагом.

Существует правило: при замене согласованного с корпусом и двигателем гребного винта другим, с близкими величинами D и Н (расхождение допустимо не более 10%), требуется, чтобы сумма этих величин для старого и нового винтов была равна.

Однако из этого множества согласованных винтов только один винт, с конкретными значениями D и Н, будет обладать наибольшим КПД. Такой винт называется оптимальным.

Целью расчёта гребного винта как раз и является нахождение оптимальных величин диаметра и шага.

Коэффициент полезного действия. Эффективность работы гребного винта оценивается величиной его КПД, т. е. отношения полезно используемой мощности к затрачиваемой мощности двигателя.

Не вдаваясь в подробности, отметим, что главным образом КПД некавитирующего винта зависит от относительного скольжения винта, которое в свою очередь определяется соотношением мощности, скорости, диаметра и частоты вращения. 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 %. Максимальной эффективности гребной винт достигает при относительном скольжении 10 - 30 %.

При увеличении скольжения КПД быстро падает: при работе винта в швартовном режиме он становится равным нулю. Подобным же образом КПД уменьшается до нуля, когда вследствие больших оборотов при малом шаге упор винта равен нулю.