Динамические характеристики гребного винта и характерные режимы его работы

Обозначая безразмерные интегралы в выражениях (9.23) через К\ и К₂, за­пишем формулы для упора и момента, развиваемых гребным винтом, в виде:

(9.24)

(9.25)

Мощность, потребляемая гребным винтом, будет:

N_p=< aM = 2n К₂рп³ D⁵. (9.26)

Полезная мощность, производимая винтом, равна Р v_p, поэтому коэффициент по­лезного действия винта будет:

^у (оМ К₂ 2л

В этих формулах К\ называется коэффициентом упора, а К₂ - коэффициен­том момента. Из формул (2.23) и рис.9.10 видно, что К_х и К₂ для данного винта зависят только от поступи Л_р. Графическое представление К\, К₂ и rj_p от Л_р на­зывается кривыми действия винта или его динамическими характеристиками (рис.9.11).

Рассмотрим некоторые характер­ные режимы работы гребного винта. 1) Я_р= 0 - винт вращается, но не пе­ремещается вдоль оси. Этот ре­жим называется режимом работы винта на швартовых. В этом слу­чае К\ и К₂ будут наибольшими, так как углы атаки элементов бу­дут наибольшими. Упор и момент также имеют наибольшие вели­чины, КПД г]_р= 0, т.к. нет пере­мещения винта. С увеличением Л_р углы

атаки лопастей уменьшаются, что при­водит к падению упора и момента и, со­ответственно, К\ и К₂. При некоторой поступи упор винта и К\ обращаются в нуль.

2) К_г= 0; Р= 0; rj_p = 0; К₂> 0. Этот режим

называется режимом нулевого упора. Он наступает, когда подъемная сила на лопасти будет»настолько малой, что только уравновесит отрицательную со­ставляющую упора от лобового сопро­тивления (рис.9.12а). Линейная поступь винта в этом режиме называется шагом нулевого упора #_ь обычно Н\> Н. От­ношение Щ/D есть гидродинамическое шаговое отношение. При еще большей поступи обращается в нуль момент на винте.

3) К₂- 0; £ j< 0 и Р< 0. Это режим нулевого момента. Линейная поступь винта в этом режиме называется шагом нулево­го момента Н₂, обычно Н₂> Щ. Здесь

подъемная сила на лопасти изменила направление на обратное и ее составляющая Т_у уравновешивает состав­ляющую Т_х от лобового сопротивления так, что полная касательная сила Т на лопасти равна нулю (рис.9.12 б).

При еще большей поступи упор и момент будут отрицательными. Это будет работа винта в режиме турбины (например, вертушечный лаг или свободно вра­щающийся гребной винт у многовального судна).