2Гребные винты

Гребные винты — наиболее распро­страненный движитель современных морских и речных судов. В геометрическом отношении гребной винт представляет собой судовой движитель, в основу образования рабочих деталей кото­рого (лопастей) положена винтовая поверхность, откуда и происхо­дит название движителя рассматриваемого типа. Каждая лопасть работающего гребного винта участвует одновременно в двух дви­жениях: перемещается поступательно вместе с судном и вращается вокруг оси винта.

Судовые гребные винты могут иметь от двух до шести лопастей (чаще их три или четыре), которые располагаются радиально на равных угловых расстояниях друг от друга и укрепляются на ступице, насаженной на конус гребного вала.

Наиболее часто применяются винты, лопасти которых состав­ляют одно целое со ступицей, т. е. винты с неотъемными лопастями (цельные винты). Общий вид четырехлопастного винта 16

этого типа показан па рис. 1-3. Кроме того, применяются винты со съемными лопастями, имеющими фланцы для креп­ления в заданном положении на ступице при помощи шпилек, а также винты регулируемого шага (сокращенно ВРШ), поворот лопастей которых осуществляется специальным механиз­мом и обеспечивает различные режимы работы винта.

В подавляющем большинстве случаев на каждом гребном валу устанавливается только один винт. Очень редко применяются спаренные винты (тандем), которые вращаются в одном и том же или в противопо­ложных направлениях, находясь на одном валу.

Обычно гребные винты являются полностью погруженными движителями. Реже применяются частичнопогруженные винты. Погружение их нижней кромки под ватерлинию составляет до 60% диаметра. В настоящее время они устанавливаются на мелко­сидящих судах с подводными крыльями.

Как правило, на судах устанавливается либо один винт, который размещается в диаметральной плоскости па гребном валу, прохо­дящем через отверстие в кормовом дейдвуде (рис. 1-4), либо два винта, расположенные симметрично по бортам и поддерживаемые выкружками гребных валов или кронштейнами. Значительно реже встречаются суда с тремя или четырьмя винтами (рис. 1-5).

Для изготовления гребных винтов используются сталь, чугун, латунь и пластмассы.

В большинстве случаев применяются так называемые откры­тые гребные винты (при отсутствии тоннелей или направляющих насадок), размещение которых за кормой! судна показано на рис. 1-4 и 1-5.

толкачах, а также грузовых и некоторых пассажирских судах с ограниченной осадкой (при обычных и тоннельных обводах кор­пуса).

Для изготовления направляющих насадок используется листо­вая сталь, из которой сваривается как обшивка насадки, так и ее набор (продольный и поперечный). Насадки для мелких судов иногда штампуются из пластмассы.

Широкое распространение гребных винтов в качестве движи­телей для судов всех типов обусловлено существенными преиму­ществ ами^винтов по сравнению с другими судовыми движителями. Гребные винты имеют достаточно высокий к. п. д. (до 0,70—0,75),

малый вес и умеренные габари­ты, сравнительно низкую стоимость изготовления. Они просты в обслуживании и надежны в дей­ствии п]ш различных условиях

эксплуатации судна, позволяют

использовать легкие быстроход­ные двигатели, удобны для разме­щения на судах с различными кормовыми обводами.

Рис. 1-8. Расположение крыльча-того движителя на корпусе судна

Крыльчатые движители. Крыльчатый движитель представляет собой вращающийся вокруг вертикальной оси диск (ро­тор), который установлен в плоской части днища судна таким обра­зом, что в воде остаются только рабочие детали движителя—крыло­образные поворотные лопасти, находящиеся на равных угло­вых расстояниях по окружности диска (рис. 1-8). Движители этого типа обычно имеют четыре—восемь лопастей, которые могут пово­рачиваться вокруг своих продольных осей специальным меха­низмом, расположенным внутри корпуса судна и соединенным с ва­лом главного двигателя конической передачей. Так как все части движителя, приводящие в действие его лопасти, размещаются вну­три корпуса судна, то можно ликвидировать гидравлические потери от тех конструктивных деталей, которые непосредственно не уча­ствуют в создании упора движителя.

В настоящее время применяются только крыльчатые движи­тели, у которых за один оборот их диска лопасти совершают вокруг своих осей полный поворот (движители системы Фойт-Шнейдера). Каждая лопасть крыльчатого движителя при его работе участ­вует одновременно в трех движениях: перемещается поступательно вместе с судном, вращается по окружности диска движителя и по-ворачивается (колеблется) около своей вертикальной оси.

Конструктивные особенности этого движителя, в отличие от гребного винта, позволяют создавать силу упора в любом направ­лении, вследствие чего судно можно поворачивать без помощи руля при любой скорости хода (вплоть до нуля) и без реверсирования

главных двигателей. Изменение углов установки лопастей позво­ляет регулировать величину упора и обеспечить таким образом все маневренные режимы движения судна на переднем и заднем ходу без изменения направления и скорости вращения диска, т. е. при использовании нереверсивных двигателей и постоянном числе оборотов. Работой крыльчатого движителя управляют непосред­ственно с ходового мостика судна, что обеспечивает быстроту и надежность маневрирования судна.

Таким образом, крыльчатый движитель не только объединяет в одном агрегате функции движителя и руля, но и легко приспосаб­ливается к нереверсивному двигателю при любых режимах работы судна. Поэтому крыльчатые движители целесообразно применять на тех судах, у которых важную роль играют маневренные каче­ства, а режимы работы движителей изменяются в широких преде­лах (портовые буксиры, плавучие краны, паромы и т. п.). Крыльча­тые движители па таких судах устанавливаются не только в кор­мовой, по и в носовой оконечности. При установке двух или более движителей судно может также перемещаться лагом.

На судах других типов крыльчатые движители в настоящее время пс находят широкого применения, так как они несколько уступают по эффективности гребным винтам (к. п. д. до 0,50— 0,58), имеют относительно большой вес, сложную кинематику, зна­чительную стоимость проектирования и изготовления, требуют специальных кормовых обводов судна (с плоским днищем, подре­зом дейдвуда), более подвержены кавитации и т. п.