Наверно надо немного предыстории
Год: 2000. Номер журнала «Катера и Яхты»: 170
Современные приводы гребных винтов с подсосом воздуха
С недавних пор приводы с подсосом воздуха (surface drives) доминируют на рынке высокоскоростных судов, развивающих более 50 узлов. Однако история их началась примерно сто лет назад. Ведь таким вентилируемым винтом (или ЧПВ) можно считать первый винт, предложенный в качестве движителя на воде. На рубеже веков пароходы на Миссисипи имели гребные винты, лишь нижние лопасти которых были погружены в воду. Та же идея была использована на "морских санях" Хикмана в 30-е годы, но уже по более серьезным соображениям.
Идея довольно проста. Вместо винта, полностью погруженного в воду, используется частично погруженный винт, у которого "работают" только лопасти, находящиеся в нижней части диска, ометаемого лопастями. В первых подобных проектах преимущество усматривалось в уменьшении осадки и в том, что гребной вал находится выше ватерлинии и, следовательно, не требуется герметизировать корпус дейдвудными уплотнениями. Но у современных ЧПВ главным преимуществом считается повышение КПД. Нет составляющей сопротивления от гребного вала и его кронштейнов, отсутствует вихреобразование вокруг ступицы, нет скоса потока, вызванного наклоном оси вала. Лопасти работают в ламинарном потоке, а потому — максимально эффективно. Использование ЧПВ снимает проблему кавитации, которая для полностью погруженного винта становится главной, как только скорость переваливает за 40 узлов (падает скорость, начинает быстро корродировать и разрушаться сам винт).
Ховард Арнесон — знаменитый гонщик и конструктор
Ховард Арнесон — знаменитый гонщик и конструктор Однако у ЧПВ есть и свои проблемы. В результате решения их и было создано множество различных "автономных" приводов, иногда призванных лишь всего-навсего облегчить работу монтажникам.
Современная концепция приводов с подсосом воздуха была возрождена примерно 30 лет назад, когда итальянская фирма "Italcraft" установила ЧПВ на свои серийные суда, а конструктор Ренато (Сонни) Леви начал экспериментировать с ними на высокоскоростных катерах. На первых экспериментальных катерах гребной вал выходил через нижнюю часть транца, а винт крепился в непосредственной близости к нему так, что только нижние лопасти выступали ниже днища и были погружены в воду. Это было простое и эффективное использование идеи ЧПВ, но создавало проблемы с выходом катера на режим глиссирования, поскольку трудно было "отделить" воду от верхних лопастей, чтобы действительно получить режим работы полупогружен-ного винта. К тому же, на заднем ходу упор такого винта резко снижался.
Подача воздуха к входящим кромкам "верхних" лопастей ЧПВ помогла решить первую проблему, а перемещение винта дальше от транца — вторую.
Эффективность приводов с подсосом воздуха можно оценить, например, по результатам испытаний, проведенных компанией "Fountain Powerboats" на катере "Fountain-49". Скорость на максимальных оборотах возросла на 4.4 узла после того, как привод "Mercury" заменили на "Тримакс".
Итальянская фирма "Alfamarine" сообщила о 8-узловом приросте максимальной скорости (45 узлов) на своем 60-футовом катере после замены обычного винторулевого комплекса на привод Арнесона.
"Следует, однако, учитывать, что приводы с подсосом воздуха могут гораздо больше, нежели только увеличивать скорость катера", — утверждают американские специалисты Дэвид Этман и Ричард Тил (главный редактор одного из ведущих журналов в мире ботинга).
Большинство катерников представляют себе новейшие приводы с подсосом воздуха как нечто, пригодное лишь для самых высокоскоростных судов. Однако эти приводы имеют и некоторые другие преимущества, могущие заинтересовать владельцев обычных глиссирующих катеров. Одно из них — повышение эффективности винторулевого комплекса в целом.
Глиссирует катер или нет, винт и вал выступают в корму, а не под днище вниз, что уменьшает габаритную осадку. То, что винты находятся на некотором расстоянии от транца, увеличивает длину рычагов руля управления поворотом и удифферентовки, а главное — снимает ограничения на диаметр винтов. Поскольку винты находятся не под днищем, шум и вибрация, обычно передающиеся корпусу, значительно ниже. Наконец, проектант получает большую свободу при выборе положения двигателя, добиваясь улучшения ходовых качеств катера (обычно это означает — как можно дальше в корму).
В целом современный рынок приводов с подсосом воздуха становится все более оживленным и, поскольку есть уже приводы на 5000 л.с., все более широким. Большая часть продаж подобных приводов приходится на патрульные катера, хотя очень быстро растет и доля прогулочных катеров — быстроходных моторных яхт.
Рынок этот пока еще не устоялся — он фрагментарен, так как большинство разработок принадлежит сравнительно маломощным компаниям, не имеющим достаточно средств для глобального маркетинга. Катеростроители и владельцы катеров не всегда имеют достаточные гарантии необходимого послепродажного сервиса. Выход на этот же рынок крупных компаний по производству коробок передач может существенно изменить ситуацию.
Предполагаемое объединение изготовителей рассчитанного на ЧПВ привода "Тримакс" Фабио Баззи ("FB Desigh") и двухскоростной коробки передач ("ZF Marine") привлекло особое внимание специалистов к установкам с подсосом воздуха как высокоэффективным пропульсивным комплексам, объединяющим достоинства обеих новинок. Этот шаг знаменует собой важную стадию укрупнения фирм (что происходит не только в морской индустрии, но и в любой другой). Главный конкурент "ZF" — компания "Twin Disc" шла по тому же курсу, когда начала производство приводов Арнесона в начале 90-х годов!
Привод Арнесона
Современный привод Арнесона
Современный привод Арнесона Из имеющихся на рынке приводов с подсосом воздуха наиболее популярен привод Арнесона, хотя бы потому, что при его установке отпадает необходимость в руле и соответственно уменьшается сопротивление воды движению. Поворот обеспечивается изменением направления тяги, а не созданием отклоняющего усилия на пере руля, что улучшает управляемость и повышает надежность управления. Привод Арнесона регулируется по вертикали, позволяя рулевому менять ходовую посадку — дифферентовать катер для компенсации нагрузки или волнения. Большая часть привода (включая гидравлические тяги, которые осуществляют эти повороты) находится за бортом, что освобождает дефицитные объемы внутри корпуса.
Каждый привод имеет два гидроцилиндра. Вертикальный (дифферентный) гидроцилиндр позволяет наклонять вал вверх или вниз на 7°, чтобы регулировать заглубление винта, а горизонтальный — вправо-влево на 40° для управления катером по курсу. На катерах длиной от 30 до 200 футов винт обычно находится на расстоянии от 3 до 10 футов от транца.
Другой вариант современного привода Арнесона
Другой вариант современного привода Арнесона Популярность привода Арнесона объясняется и тем, что он был первой по времени подобной системой, ставшей поворотной точкой в использовании ЧПВ.
Привод был разработан и испытан известным спортсменом-водномоторником Ховардом Арнесоном первоначально для чисто гоночных катеров. До его появления на таких судах доминировал привод "Mercury". В нем гребной вал имел два излома под прямым углом, снабженных коническими шестернями с минимально возможным диаметром, поскольку они находились в набегающем на винт потоке воды. Простым подъемом такого привода можно было перевести винт в "полупогруженный" режим, однако по мере роста передаваемой мощности главной проблемой стала надежность.
Привод Арнесона стал наиболее надежным и эффективным средством передачи винту большой мощности....
Тема: Винт незацепляйка на гибридный мотор. (Прочитано 252146 раз)
Похожие темы (5)
Февраля 19, 2016, 14:43:20