Кинематические и гидродинамические характеристики гребного винта

Во время работы гребной винт участвует одновременно в двух движенях: вращается вокруг своей оси и перемещается поступательно вместе с судном вдоль своей оси. Расстояние, которое пройдет винт в водной среде за один оборот называется абсолютной поступью винта h

h = ,

где: h- измеряется в метрах;

- осевая скорость перемещения винта, м/с;

n- частота вращения винта, с.

Отношение абсолютной поступи к диаметру винта называется относительной поступью винта ;

Разность между геометрическим шагом винта Н и его абсолютной называется абсолютным скольжением S;

S = H-h=H-

Отношение абсолютного скольжения к шагу винта называется относительным скольжением винта s;

s == 1 - = 1-

Скольжение и поступь винта являются характеристиками режима работы гребного винта. При работе винта на месте (швартовых) поступь винта равна

А скольжения s=1. С началом движения судна поступь увеличивается, а скольжение до определённых пределов при полной скорости судна для данной частоты вращения винта.

Винт при своём вращении движется поступательно. Для простоты рассмотрим план скоростей для элемента лопасти, вырезанного низ неё на радиусе двумя коническими сечениями, близкими друг к другу.

Скорость вращательного движения элементов лопасти =2prn, а поступательного =nh, причём направление противоположно направлению движения элемента лопасти винта.

Рассмотрим силы, действующие на элемент лопасти, как на элемент крыла. Силу, действующую на элемент лопасти. Можно разложить на подъёмную силу 𝛥Y и силу лобового сопративления 𝛥X, причём 𝛥Y перпендикулярна к скорости ϖ, которая является результирующей скоростей и , сила 𝛥X параллельна ей.

Каждую из этих сил можно разложить на составляющие, параллельные поступательному движению элемента и перпендикулярные к нему. Подъёмная сила 𝛥Y раскладывается на составляющие 𝛥 и 𝛥, а если сила лобового сопротивления 𝛥Х на 𝛥 и .

Разность составляющих 𝛥𝛥 - это упор, создаваемым элементом винта:

Сумма составляющих 𝛥 и даёт касательную силу, препятствующую вращению элемента лопасти:

𝛥Т = 𝛥+