Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Модели судов представляют собой копии настоящих кораблей, но уменьщенные в 200, 100, 50, а иногда в 25 и 10 раз по сравнению с ш действительными размерами. Однако поведение моделей на воде почти ничем не отличается от поведения больших судов. Как плавающее сооружение и модель и настоящее судно- должны отвечать определенным требованиям: обладать пловучестью, остойчивостью, непотопляемостью, ходкостью, поворотливостью, устойчивостью на курсе, иметь соответствующий период качки; действующие на судно, погруженное в воду, силы веса и силы давления воды не должны изменять его форму; следовательно, судно должно иметь еще и необходимую прочность.

Для того чтобы правильно рассчитать, а затем и построить корабль, нужно- сделать мно-жество- самых раэно-о-бразных чертежей; для крупного корабля их ко'личество составит несколько десятков тысяч, считая и чертежи о-борудования. Среди всех этих чертежей имеется один, самый главный, он определяет форму корпуса судна, очертание носа и кормы, линию палубы — это теоретический чертеж.

Но прежде чем приступить к созданию теоретического чертежа, необходимо установить главные размерений моде.ди — ее длину, ширину, высоту борта, осадку и водоизмещение. Это нетрудно сделать с по мощью таблицы (см. приложение № 8), где приведены главные размеры гражданских и военных судов и их соотношения.

Когда известны главные размерений, можно- приступить к вычерчиванию по ним обводов корпуса.

Для того чтобы лучше представить себе, что такое теоретический чертеж, рассеките мысленно- корпус модели судна тремя взаимнопер-пендикулярными плоскостями.

Вертикалвная плоскость, секущая корпус модели посередине вдоль, делит корпус на две симметричные части и называется диаметралыной плоскостью. Если смотреть на модель с кормы в сторону носа, то будем иметь справа правый борт, слева — левый борг.

Если рассечь корпус модели рядом плоскостей, параллельных диаметральной плоскости, то получим несколько кривых линий — батоксов Совокупность этих линий, нанесенных на чертеж, носит название бока.

Горизонтальная плоскость, по- которую, модель погружена в воду, делит корпус на подводную и надводную части. Она называется плоскостью грузовой ватерлинии.

Если рассечь корпус модели плоскостями, параллельнььми грузовой ватерлинии, ТО' получим несколько кривых, называемых ватерлиниями. Симметричные половинки этих линий, нанесенные на чертеж, называются полуширотой.

Вертикальная плоскость, проходящая через самое полное сечение корпуса модели и отделяющая переднюю, носовую, часть от задней.

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтамГлава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рш:. 76. Основные сечения корпуса модели судна и контурные очертания: / — диаметральная плоскость; 2—плоскость мидель- шпангоута; 5 — плоскость грузовой ватерлинии.

кормовой, называется плоскостью мидель-шпангоута. Рассекая корпус модели параллельно плоскости миделя, получим линии шпангоутов. Эти линии, нанесенные на чертеж, носят наименование «корпус». Совмещая проекции всех линий на три основные плоскости, получим теоретический чертеж корабля, состоящий из корпуса, бока и полушироты.

Так как корпус модели судна состоит из двух симметричных частей, батоксы одинаковы как для правой, так и для левой частей: то^ же относится к ватерлиниям и к шпангоутам. Поэтому на теоретическом чертеже вычерчиваются только^ половинки шпангоутов и ватерлиний и батоксы одной половины судна.

На чертеже корпуса принято обозначать справа ветви носовых шпангоутов, слева — ветви кормовых шпангоутов.

Теоретические шпангоуты обычно нумеруют от носового шпангоута, которому присваивается № О, последним является кормовой шпангоут. Мидель — средний шпангоут—обозначается знаком— М. Для получения плавных очертаний и высокой точности расчетов число шпангоутов на теоретическом чертеже бывает равным 20, для небольших моделей можно ограничиваться 10 шпангоутами. Расстояние между шпангоутами называется теоретической шпацией.

Число батоксов на теоретическом чертеже ограничивается 2—3 на каждый борт, и они нумеруются римскими цифрами I, II, III, считая от диаметральной плоскости. Число ватерлиний может быть произвольным — от 5 и больше. Расстояние от основной линии до грузовой ватер линии делится на равные части, и ватерлинии считаются от основной линии по порядку, начиная с нулевой.

В зависимости от расположения батоксов, шпангоутов и ватерлиний теоретического чертежа на той или иной проекции в двух случаях 01т проектируются прямыми и в одном — кривыми.

Линии

Проекции

Бок

Корпус

Полуширота

   

Кривые

Прямые

Прямые

   

Прямые

Прямые

Кривые

   

Прямые

Кривые

Прямые

По плавности батоксов, ватерлиний и шпангоутов можно судить о характере теоретического чертежа. Согласование всех линий теоретического чертежа на любой проекции показывает точность выполнения чертежа.

.На теоретическом чертеже показываются вое контурные линии корпуса судна: форштевень — носовая оконечность; ахтерштевень—кормовая оконечность; бортовые линии главной палубы, полубака, полуюта; резкие переломы и изменения поверхности корпуса судна как в подводной, так и в надводной части.

Теоретические линии сечений корпуса: батоксы, ватерлинии, шпангоуты вычерчивают через равные промежутки, что облегчает построение теоретического чертежа и выполнение расчетов. Правильно выполненный чертеж должен быть согласованным, то-есть пересечение двух каких-либо линий на одной проекции должно соответствовать пересечению этих же линий на двух других проекциях. Например, пересечение 1-го батокса с 1-й, 2-й ватерлиниями на боку должно отвечать такому же пересечению этих линий на полушироте. Правильно выполненный теоретический чертеж обеспечивает постройку модели, обладающей необходимыми мореходными качествами: остойчивостью, ходкостью.

Когда модель построена, необходимо испытать ее, посмотреть, как будет вести себя модель на воде.

Начнем с определения основных размеров. Длина модели измеряется в диаметральной плоскости. Наибольшая длина — это расстояние между двумя самыми отдаленными точками — на носу и на корме. Длину по ватерлинии найдем по расстоянию между крайними точками в носу и корме в плоскости грузовой ватерлинии. Длину между носовым и кормовым перпендикулярами измеряют по грузовой ватерлинии от передней кромки форштевня до оси баллер а руля.

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтамГлава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 78. Обозначения главных размеров модели судна.

Наибольшая ширина модели — в самом широком месте и по грузовой ватерлинии на середине модели.

Осадка модели определяется в средней части от основной линии до грузовой ватерлинии. Если модель имеет одинаковую осадку носом и кормой, то говорят: «модель сидит на ровный киль». Если модель имеет большую осадку носом, говорят: «модель имеет дифферент на нос», а в случае большей осадки кормой — «дифферент на корму». Расчетная осадка получается как среднее арифметическое из осадки носом и кормой. Так, если осадка носом 3 см, а кормой 5 см, то средняя осадка ^ 3 + 5 . будет =4 см.

В том случае, когда модель имеет выступающие части, например киль у яхты, то осадку ее в этом случае называют углублением и определяют по выступающим частям: от крайней кромки киля до грузовой ватерлинии.

Высота борта измеряется на середине модели от основной линии до линии верхней палубы. Высотою надводного борта называют разность между высотой борта и осадкой.

Размеры модели судна и различные их соотношения оказывают существенное влияние на мореходные качества: пловучесть, остойчивость, качку, ходкость, управляемость, поворотливость. Об этом будет рассказано ниже.

Основные размеры модели судна по отношению к размерам настоящего судна должны соответствовать масштабу:

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

где /, Ь, t, h — соответственно длина, ширина, осадка, высота борта моделей судна,

L, В, Т, Н — аналогичные размеры судна.

Если модель построена в масштабе -[щ-, то и все ее размеры —

длина, ширина, осадка, высота борта —■ должны составлять сот)ао часть соответствующих размеров настоящего судна.

Отступление от этого требования для моделей допускается в пределах + 5 процентов. Так, если длина модели 1 ООО мм, то она не должна быть меньше 950 мм и больше 1 050 мм.

Когда установлены размеры модели судна: длина, ширина и осадка, то нетрудно определить водоизмещение.

Погрузившись в воду на определенную глубину — осадку, модель вытесняет несколько литров воды. По закону Архимеда, «тело, более легкое, чем жидкость, будучи в ней помешено, погружается настолько, что вес вытесненной жидкости равен весу тела».

Модель, погруженная в воду, испытывает со всех сторон давление. Равнодействующая всех сил давления воды составляет вертикальную силу, иапраівленную снизу вверх; называется эта сила силой пловучести. Сила пловучести равна водоизмещению модели, то-есть весу вытесненной его воды.

Взвесив модель на весах, мы можем определить ее водоизмещение. Имея мелкие гирьки, можно это сделать с большой точностью. Зная основные размерения модели: длину, ширину и осадку, легко определить общий коэффициент полноты корпуса модели, обозначаемый греческой буквой о. Этот коэффициент представляет собой отношение объема подводной части модели к объему пара.11лелепипеда, построенного по длине (L), ширине (В) и осадке (Т). Вот несложная формула, пользуясь которой вы можете найти этот коэффициент:

S = _^ LBT

Здесь буквой V обозначено объемное водоизмещение модели в L — длина модели в см; В — ширина

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 79. Силы, действующие на погруженный в воду корпус модели, находящийся в прямом положении.

в см; Т — осадка в см. В зависимости от класса модели коэффициент полноты корпуса для различных типов судов может колебаться в весьма широких пределах ■— от 0,13 до 0,9.

При увеличении размеров модели судна — длины, ширины, осадки и общего коэффициента полноты корпуса — возрастают вес и сила пловучести.

Водоизмещение модели судна должно соответствовать водоизмещению настоящего судна. Эта зависимость выражается следующим равенством:

где D„ — водоизмещение модели в кг; De ■— водоизмещение судна в кг;

—масштаб: отношение линейных размеров модели к линейным размерам судна.

Допустим, нужно определить, каким должно быть водоизмещение модели грузового парохода водоизмещением 5 тысяч т, построенной в масштабе 1 : 100.

ПодстаіЕив цифры в формулу, получим:

D =5 000 000 / J-V'= 5 кг. \lOQJ

Отклонение от полученного таким образом расчетного водоизмещения может быть до 15 процентов за счет увеличения осадки при сохранении нормального надводного борта для моделей судов іюдобного типа.

Может случиться, что модель, спущенная на воду, перевернулась. Кораблестроитель сказал бы: «Модель перевернулась потому, что не имела положительной остойчивости — способности плавать в пря.мом положении».

Какие же силы повлекли за собой опрокидывание модели?

Одной из сил, действующих на модель, является сила веса модели. Равнодействующая сил веса всех частей модели приложена в некоторой точке, называемой центром тяжести (ЦТ). Сила веса направлена вниз, и модель своим весом вытесняет определенное количество воды, равное весу самой модели. Вытесненная вода давит на подводную часть модели.

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

стремясь вытолкнуть ее из воды. Модель как бы все время взвешивает сама себя. Точка приложения равнодействующих всех сил, действующих на подводную часть модели, приложена в центре величины (ЦВ) — центре тяжести вытесненного корпусом объема воды. Для того чтобы модель плавала без крена, нужно, чтобы ЦТ и ЦВ лежали на одной вертикали.

Зная эти две теоретические точки, имеющиеся в нашей модели, рассмотрим теперь, как действуют на модель, находящуюся в наклонном положении, сила веса и сила поддержания.

Если с модели не снимают и не передвигают грузов, то центр тяжести при крене остается в прежнем положении относительно самой модели.

Что же касается центра тяжести подводной части, то-есть центра величины, то он при крене перемещается. Если из центра величины провести прямую, пересекающую диаметральную плоскость, то в точке пересечения будем иметь так называемый метацентр — средний центр, характеризующий состояние остойчивости модели.

При малых углах крена до 10—12° можно считать, что метацентр находится на одном месте.

Расстояние от метацентра до центра величины называется мета-центрическим радиусом. Это воображаемый рычаг, которым раскачивается модель. Расстояние между метацентром и центром тяжести носит название метацентрической высоты.

Метацентрическая высота есть мера начальной остойчивости модели, кренящейся на небольшие углы.

Для того чтобы модель, плавая, всегда находилась в равновесий, нужно, чтобы метацентрическая высота была положительной, то-есть чтобы метацентр лежал выше центра тяжести (рис. 81).

Величину начальной остойчивости модели нетрудно определить с помощью опыта.

В диаметральной плоскости у носовой надстройки поставьте мачту высотою 250—300 мм, прикрепите к самому верху нитку с привязанным грузиком. На палубе прикрепите рейку с миллиметровыми делениями. Затем по палубе прочертите карандашом линию диаметральной плоско-

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 81. Силы, действующие" на корпус' модели в наклоненном поло51..ении: /— остойчивое положение; II — иеостойчивое подожеиие; III — безразличное.

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

ста и «а нее положите груз 200—250 г. Переместив груз к борту на определенное расстояние, например на 50 мм, заметьте отсчет по рейке. Теперь, пользуясь формулой, вычислите мета центрическую высоту:

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 82. Опытное креноваиие модели судна.

где р — вес Груза в г;

I — расстояние, на которое перемещен груз, в мм; — отсчет по рейке в мм; О — водоизмещение модели в г; И — длина нитки отвеса в мм.

Метацентрическая высота для моделей во столько раз по своим размерам меньше, чем у настоящих судов, во сколько раз модель меньше судна.

Так, например, если метацентрическая высота модели, построенной в імасштабе 1 : 100, равна 12 мм, то для настоящего судна метацентрическая высота будет равна 1,2 м.

Чтобы улучшить остойчивость модели судна, надо понизить центр тяжести модели, положить на дно балласт — металлическую пластину, которую обязательно нужно закрепить. С увеличением ширины и осадки ■модели судна остойчивость также улучшится. Остойчивость зависит также от высоты надводного борта.

Качка модели судна, то-есть качание ее с борта на борт — бортовая качка — или с носа на корму—килевая качка, незначительно изменяется в зависимости от размеров модели и практически не влияет на ходовые качества.

Непотопляемость модели судна — способность оставаться на плаву и сохранять мореходные качества при частичном затоплении корпуса модели — неотъемлемое качество плавающей модели судна. От размеров модели непотопляемость не зависит, нужно только сделать корпус водонепроницаемым и на всякий случай поставить не менее двух водонепроницаемых переборок — одну в носу, другую ближе к корме, разделив корпус примерно на три равные части.

Если все описанные ранее мореходные качества модели судна — пловучесть, остойчивость, качка, непотопляемость — имеют большое значение, то ходкость, способность модели судна итти с предельной скоростью, является главным критерием, характеризующим построенную самоходную модель.

На ходкость модели судна оказывают большое влияние главные элементы и их соотношения.

Изменение обшего коэффициента полноты водоизмещения при неизменных длине, ширине и осадке ведет либо к увеличению объема подводной части, либо к его уменьшению. Соответственно сопротивление воды движению модели увеличивается или уменьшается. Значит, для того чтобы скорость модели была большей при одинаковых прочих условиях, надо стремиться к разумному уменьшению коэффициента общей полноты водоизмещения.

Итак, с уменьшением водоизмещения модели судна сопротивление будет меньше, а следовательно, возрастет и скорость модели.

Другим фактором, влияющим на скорость модели, является ее длина, которую следует принимать наибольшей для данного класса или типа модели судна. Увеличение же ширины, наоборот, отрицательно влияет на ходкость модели, так как в этом случае увеличивается волнообразование, а с ним и сопротивление воды движению модели. Особенно это нужно учитывать при постройке моделей быстроходных судов; для тихоходных судов увеличение ширины не сказывается так значительно на ходкости.

Увеличение осадки модели судна создает благоприятные условия для работы гребных винтов, что обеспечивает более равномерный подток воды к винтам и увеличивает коэффициент полезного действия силовой установки — гребного винта и двигателя.

Форма корпуса модели судна, определяемая ее теоретическим чертежом, образование носа, кормы, очертание ватерлинии, батоксов я шпангоутов существенно влияют на сопротивление воды движению модели и тем самым на получение высокой скорости.

Образование носовой оконечности модели должно быть острым, ватерлинии в носу для быстроходных моделей делаются прямыми или слегка выпуклыми. Такие ватерлинии уменьшают образование волн и тем самым освобождают энергию двигателей для преодоления сопротивления воды движению всей модели. Угол заострения носовых ватерлиний в подводной части корпуса модели судна должен быть не более 10°.

В зависимости от типа и назначения судна применяются различные образования носовой оконечности и различные очертания форштевня:

1) вертикальный с закруглением в подводной части на гражданских судах — морских и речных;

2) наклоненный с подрезом в подводной части; эти формы применяются в гражданском флоте;

3) наклоненный под углом 60—70° к горизонту — на быстроходных судах гражданского и военного флота;

4) клиперского образования — применяются в военном кораблестроении;

5) ледокольного образования — форштевень вначале идет вертикально, затем имеет уклон 20—25° к горизонту; применяется на ледоколах и ледокольных судах;

6) іклиперсікий HOC с бушпритом, применяется на парусных судах.

Кормовой оконечности нужно придать такую форму, чтобы обеспечивался плавный сход струй, обтекающих модель, отсутствовали завихрения и был хороший подток воды к гребным винтам.

Как показывают опыты, вода обтекает кормовую оконечность по направлению батоксов, следовательно, для постройки быстроходной модели надо выбирать такой теоретический чертеж, в котором батоксы были бы пологими, а не крутыми. Крутые батоксы в корме способствуют подъему воды и появлению вихреобразования.

Кормовая оконечность в зависимости от типа и назначения судна может иметь также различную форму:

1) Корма с подзором применяется на гражданских судах.

2) Крейсерская корма — подзор утоплен в воду — применяется как на гражданских, так и на военных судах.

3) Транцевая корма — подзор срезан поперечной плоскостью, образующей транец. Применяется на быстроходных военных кораблях и катерах.

Форма шпангоутов не оказывает большого влияния на ходкость .модели судна. Для тихоходных моделей рекомендуется применять V-об-разную форму шпангоутов в носу и в корме. Для быстроходных судов применяются в носу I/-образные шпангоуты, они обеспечивают получение острых ватерлиний и уменьшение сопротивления воды.

Итак, чтобы обеспечить модели необходимую скорость, надо уметь правильно выбрать форму корпуса. Бывает так, что две одинаковые модели с одинаковыми двигателями имеют разную скорость; происходит это потому, что модель с более высокими ходовыми показателями имеет лучшую форму корпуса и оконечностей, что обеспечивает хорошую обтекаемость и меньшее сопротивление при движении модели, а следовательно, и большую скорость хода.

Скорость хода современного океанского пассажирского судна — 30 морских миль в час, или, как говорят моряки, 30 узлов, что немного больше 55 км/час. Для достижения такой скорости требуется громадная мощность механизмов, в сотни тысяч лошадиных сил. Модели судов, построенные юными кораблестроителями, в зависимости от класса корабля и установленных на нем механизмов показывают различные скорости. Как же определить, соответствует ли полученная скорость модели судна скорости настоящего судна? Сделать это нетрудно.

Предположим, наша модель сделана в масштабе 1 : 100, следовательно, все ее размеры в 100 раз меньше настоящего судна, но, как показывают опыты, скорость модели не будет меньше в 100 раз, а будет меньше в такое число раз, которое, будучи помноженным само на себя, дало бы масштаб модели, то-есть 100. Б нашем примере скорость модели, соответствующая настоящему судну, будет в 10 раз меньше:

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтамГлава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Если это выражение представить в виде формулы, получим:

" Умгде —искомая скорость модели; — известная скорость судна;

М — отношение длины корабля к длине модели.

Так как моделисты измеряют скорость моделей в метрах в секунду, то для этого следует в правую часть формулы добавить постоянный множитель 0,515, и в окончатетьном виде формула для подсчета скорости модели будет выглядеть так:

V

V =-^ . 0,515 м/сек.

Ум

Для .ранее приведенного примера скорость модели будет около 1,5 м/сек.

Другим очень важным качеством модели судна является устойчивость на курсе, то-есть способность модели судна сохранять на заданной дистанции направление своего движения. Чтобы получить высокую оценку на соревновании, модель должна не отклоняться от принятого курса и точно пройти створные знаки. Устойчивость модели при движении в воде зависит от относительной длины модели; чем больше отношение длины модели к ее ширине, чем большая часть диаметральной плоско-■сти модели судна находится под водой, тем устойчивее модель при ее движении по заданному направлению.

Дифферент модели на корму тоже улучшает ее устойчивость на курсе. , Поворотливость модели судна, способность ее изменять курс — одио из важных мореходных качеств, особенно для самоуправляемых •моделей. Управление моделью осушествляется с помошью рулей, в зависимости от класса и типа судна применяются различные типы рулей: обыкновенные рули, плошадь пера у которых расположена в корму от оси вращения; балансирнце,- площадь пера которых разделяется осью "^вращения на две неравные-насти: большая располагается в корму, мень-їная — в нос (полубалансирные рули отличаются от балансирных тем, "что балансирная плошадь пера руля идет не по всей высоте руля); подвесные рули, не имеющие опоры на ахтерштевне.

Для настоящих судов площадь пера руля 5" составляет определенную долю от погруженной площади, определяемой произведением длины судна по грузовую ватерлинию на осадку 1 X Т.

. . Тип судна ——у

Речные колесные суда............. до 0,10

Речные винтовые суда............. 0,020 — 0,10

Шлюпки, яхты . . . .'............. 0,015 — 0,025

' Морские буксиры............... 0,025 — 0,040

Военные корабли............... 0,023 — 0,033

Грузовые и пассажирские морские суда .... 0,010 — 0,020

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 85. Очертание рулей:

./ — обыкновенный; 2 — балансирный; 3 — подвесной; 4 — полубалансирньїй.

По условиям соревиоваиий само-• ходных моделей судов разрешается увеличивать площадь рулей до 1/25 произведения длины модели судна по грузовую ватерлинию на осадку {Ь\Т см). Так, если длина модели 125 см, осадка 4 см, то площадь пера руля может быть '/25-^=20 см'-'.

Кривая, описываемая движущейся моделью судна при повороте под действием руля, называется циркуляцией. Когда движение модели установится, то циркуляция образует окружность. Мерой поворотливости модели судна является отношение диаметра цирку-, ляции к длине модели судна.

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 86. Измерение диаметра циркуляции.

в зависимости от типа и иазиачеиия судна отношение диаметра циркуляции к длине судна для разных судов колеблется в сравнительно широких пределах. Морской двухвинтовой буксир с работающими гребными винтами в «раздрай», то-есть когда один гребной винт вращается на полный ход вперед, другой — на полный назад, разворачивается почти на месте и диаметр циркуляции почти равен длине судна. Для крупных нефтеналивных судов диаметр циркуляции составляет 7 длин судна.

В таблице приведены данные о поворотливости для основных типов судов:

Тип судна

Отношение диаметра •>

циркуляции к длине

 

судна

 

2—3

 

2

Суда каботажного плавания ....

3—4

 

4—5

 

4—5

 

4—5 в

 

ё-7

Пассажирские океанские суда . . .

5—6

 

7

Диаметр циркуляции зависит от формы и площади руля, угла перекладки и скорости хода. Чем больше площадь руля и угол перекладки, тем меньше диаметр циркуляции.

При каждой определенной скорости диаметр циркуляции судна и модели всегда имеет соответствующее значение.

Чем меньше диаметр циркуляции модели судна, тем оно поворотливее.

Устойчивость на курсе и поворотливость как бы противопоставляют себя друг другу: чем лучше устойчивость на курсе, тем хуже поворотливость, и наоборот. Задача моделиста заключается в том, чтобы между двумя этими качествами найти такое соотношение, при котором управляемость модели была бы наилучшей.

Заканчивая главу об основных сведениях по теории корабля, нельзя, не сказать несколько слов о гребных винтах — основном типе движителя для моделей судов.

Гребной винт обычно устанавливается в корме судна. Он предназначается для преобразования энергии судовых двигателей в реактивную энергию воды.

Иногда действие гребного винта пытаются сравнивать с действием шурупа, ввинчиваемого в дерево.

Это неправильное представление о работе гребных винтов.

При вращении лопасти гребного винта отбрасывают воду, и реакция

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 87. Гребные винты: • .

/ — двухлопастный; 2, 3 ~ трехлопастные; 4 — четырехлопастный. /

ЭТОЙ массы воды передается на гребной вал и упорный подшипник, а если его нет, то на двигатель, закрепленный, в корпусе модели. Эта сила — упор, преодолевая сопротивление воды, движет судно с определенной скоростью.

Гребной винт — это часть винтовой поверхности, разделенная на две, три или четыре лопасти, укрепленные по радиусу на ступице винта. В зависимости от назначения винта и условий его работы на судне бывают широколопастные и узколопастные гребные винты (рис. 87).

Гребной винт имеет следующие характеристики:

Диаметр окружности, описываемой крайними точками лопастей, называется диаметром гребного винта — О.

Крайняя точка лопасти, вращаясь как бы в твердой гайке, за один полный оборот вокруг оси проходит определенный путь. Этот отрезок пути называется геометрическим шагом гребного винта — Я.

Площадь круга, образуемая крайней точкой лопасти гребного винта за один полный оборот вокруг оси, называется площадью диска винта — А.

Отношение спрямленной площади всех лопастей к площади диска

А

винта называют дисковым отношением -т-.

Свободный конец лопасти называется краем, часть лопасти в месте ее соединения со ступицей — корнем.

Засасывающая плоскость лопасти винта обращена в нос модели судна, нагнетающая — в корму. Если на модели установлено два гребных винта, то один должен быть правого вращения — по часовой стрелке, другой левого -— против часовой стрелки. Эту особенность гребных винтов принято определять по направлению удаляющейся модели.

Двух- и трехлопастные винты следует применять для моделей судов с высокооборотными двигателями без редукторов: резиномоторами, дви-

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 88. Основные геометрические характеристики и конструктивные элементыгребного винта:

о — диаметр; а — диск; и ~ шаг; / — край лопасти; 2 — корень лопасти; 3 — ступица; 4 — обтекатель.

гателями внутреннего сгорания, паровыми турбинами и электромоторами с числом оборотов 3 ООО—4 ООО в минуту. Диаметр гребного винта нужіно выбирать в пределах от 0,5—0,7 Т — осадки модели.

А

Дисковое отношение рекомендуется брать как можно больше,

усуприближаясь к 0,9. Шаговое отношение -^у можно принимать равным

0,9—1,0 ап'А установок с механическими двигателями и до 1,1 при установке резиновых двигателей. Диаметр ступицы допускается в пределах до 0,2 В — диаметра гребного винта.

Если установить зубчатую передачу, можно снизить число оборотов гребных винтов примерно вдвое — это существенно улучшит ходовые качества модели.

Форму лопасти можно выбрать, сделав небольшой расчет.

Средняя ширина лопасти вычисляется по формуле:

= А ■ '

где л — диаметр гребного винта;

Z — число лопастей;

А .

--дисковое отношение. - ...

А& •

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

г MM ср

5

10

15

20

25

X

0,32

0,41

0,64

0,83

1

3

         

V \ -~х

0,88

0,84

0,71

0,55

0

Br MM

7,0

8,6

11,8

11,4

0

ср

     
Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтамГлава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 91. Расположение гребных винтов на модели и допускаемые расстояния междувинтами и корпусом модели.

Для того чтобы лучше использовать правильно подобранный гребной винт для модели судна, нужно так расположить его, чтобы обеспечить хороший подток воды.

На модели можно установить один, два, три, четыре гребных винта, а иногда и больше. Нельзя допускать, чтобы диски гребных винтов касались друг друга или пересекались в поперечной плоскости. Расстояние между ними не ДОЛЖНО' быть меньше, чем 0,05—0,08 D, если смотреть со стороны кормы в нос. Зазор между кромкой винта и корпусом не должен быть меньше 0,12—0,18 D (рис. 91).

При изготовлении винтов нужно стремиться к отличной их отделке: чем лучше сделан гребной винт, тем выше его коэффициент полезного действия. Не допускается никаких вмятин, углублений, рисок и других повреждений поверхности гребного винта. Для ступицы гребного винта следует сделать обтекатель, который является как бы продолжением ступицы, что также улучшает работу гребного винта, уменьшая вредные вихреобразования в кормовой части модели.

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Рис. 93. Схема определения шага построенного гребного винта.

Чтобы гребной винт хорошо работал, его необходимо уравновесить — отбалансировать относительно своей оси. Для этого гребной винт надевают на тонкую игачку и ставят на ножи, как показано на рисунке 92. Отбалансированный винт должен иметь безразличное равновесие; если какая-нибудь сторона перевешивает, то необходимо удалить немного металла с нее или, наоборот, на противоположную сторону напаять немного олова.

Когда гребной винт изготовлен, надо обязательно определить его шаг. Делается это следующим образом: на листке чертежной бумаги проводят окружность радиусом, равным 0,7Н — радиуса гребного винта. В центр окружности вставляют иглу с насаженным гребным винтом. Следите за тем, чтобы игла стояла вертика.пьно. Затем с помощью угольника с делениями измеряют расстояние двух крайних точек кромок лопасти так, как это показано на рисунке 93. Одновременно засеките пересечение проекции точек на окружности. Убрав винт, проведите из центра окружности радиусы и определите по транспортиру угол в градусах.

Получив такие данные, нетрудно определить шаг гребного винта с помощью простой формулы:

а — ь

Н=-- 360° мм.

агде Н — шаг изготовленного гребного винта в мм,

а — измеренное расстояние до верхней кромки гребного винта, Ь — измеренное расстояние до нижней кромки гребного винта, а — центральный угол, образованный радиусами, проведенньши через проекции точек гребного винта на окружности.

Глава V. Основные сведения по тероии корабля и гребным винтам

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава