Сделай Сам! make-1.ru
ГЛАВНАЯ Строительство Дома Ремонт Дома Швейные Машины Автомобиль Изделия
Обработка Древесины Обработка Металла Усилители и Антенны Нож своими руками Ремонт обуви Заправить картридж принтера Модели кораблей
Строительство Бани Строительство гаража Малярные работы Ремонт сантехники Строительство бассейнов Мебель Видео

Сделай сам модели кораблей

Инструмент для изготовления модели корабля

Обработка древесины при изготовления модели корабля

Металлы и их обработка при изготовлении модели корабля

Приспособления при изготовлении модели корабля

Теории в построении модели корабля

Главные размерения модели корабля

Формулы при проектировании модели корабля

Теоретический чертеж построения модели корабля

Глиссирующие модели корабля

Форма обводов корпуса глиссирующей модели корабля

Модель корабля на подводных крыльях

Способы постройки корпусов моделей кораблей

Изготовление Надстроек, Рубок и других деталей для моделей кораблей

Окраска моделей Кораблей

Резиномоторы для моделей кораблей

Гиромотор для модели корабля

Электродвигатели для моделей кораблей

Двигатели внутреннего сгорания для моделей кораблей

Управление двигателем на моделях кораблей

Эксплуатация двигателей внутреннего сгорания в моделях кораблей

Рецепты топливной смеси для двигателя модели кораблей

Запуск компрессионных двигателей моделей кораблей

Увеличение мощности двигателей моделей кораблей

Редукторы для моделей кораблей

Гальванические элементы для моделей кораблей

Кислотные аккумуляторы для моделей кораблей

Щелочные аккумуляторы для моделей кораблей

Серебряно-цинковые аккумуляторы для моделей кораблей

Гребной винт — движитель модели корабля

Элементы и геометрические соотношения гребного винта модели корабля

Примерный расчет гребных винтов для модели корабля

Технология изготовления гребных винтов для модели корабля

Определение шага гребного винта для модели корабля

Подбор гребного винта к модели корабля

Рулевое устройство модели корабля

Гироскоп для стабилизации курса модели корабля

Стабилизация курса модели корабля воздействием гироскопа

Электрическое управление рулем с помощью гироскопа в модели корабля

Магнитный стабилизатор курса модели корабля

Простейшие автоматы включения и выключения электродвигателей на моделях кораблей

Управление моделью корабля на расстоянии

Схема передатчика для управления моделью корабля на расстоянии

Семикомандный приемник для модели корабля

Регулировка и запуск моделей кораблей на воде

Регулировка модели кораблей на ходу

Организация соревнований Судомоделистов

Обозначение - Рангоут т его Элементы

Обозначения – Стоячий Такелаж Рангоута

Обозначения – Прямые Паруса

Обозначение – Бегущий Такелаж Рангоута

Обозначение – Косые Паруса

МОДЕЛЬ ЯХТЫ КЛАССА «П»

МОДЕЛЬ БОЛЬШОГО МОРСКОГО ОХОТНИКА

загрузка...
Loading

Гребной винт — движитель модели корабля

Чтобы модель корабля, как и корабль, могла двигаться с заданной скоростью, к ней необходимо приложить усилие, преодолевающее сопротивление воды. Для этого существуют несколько видов движителей: парус, гребное колесо, воздушный винт, крыльчатый и водометный движители.

Но, как показала практика, самым распространенным, надежным, легковесным и простым в изготовлении с относительно высоким коэффициентом полезного действия гребной винт.

О гребном винте и пойдет рассказ

Винт представляет собой цилиндрическую ступицу, на которой радиально, на равных расстояниях расположены лопасти (рис. 133). У современных гребных винтов их бывает от двух до шести. На моделях чаще ставят винты с двумя, тремя и реже с четырьмя лопастями. Часть лопасти, примыкающая к ступице, называют корнем, а наиболее удаленную от оси вращения точку — концом лопасти.

Боковую кромку лопасти, которая входит в поток при вращении винта на передний ход, называют входящей, противоположную ей — выходящей кромкой. Поверхность лопасти винта, обращенную в корму судна, называют нагнетающей, а сторону, обращенную к носу, — засасывающей.

Формы лопастей гребного винта и их расположение на ступице таковы, что при вращении они захватывают воду и отбрасывают ее в сторону, обратную движению судна. В свою очередь, на лопасти винта действует реактивная сила (упор винта), которая и движет судно с определенной скоростью, преодолевая сопротивление воды. Таким образом, гребной винт является преобразователем вращательной энергии гребного вала, связанного с главным двигателем, в поступательное движение судна.

 

Рис. 133. Трехлопастный гребной винт: 1 — корень лопасти; 2—конец лопасти;  3 — входящая кромка; 4 — выходящая  кромка; 5 — нагнетающая поверхность лопасти; 6 — засасывающая поверхность лопасти.

Эффективность работы гребного винта характеризуется величиной его коэффициента полезного действия (к.п.д.), представляющего отношение полезной мощности винта к затрачиваемой мощности двигателя, т. е. к.п.д. (ή) равен:

где N2 — мощность движущей силы винта;

N1 — мощность, подводимая к движителю.

Известно, что к.п.д. гребного винта всегда меньше единицы, так как при его работе возникают различные потери мощности. К этим потерям относятся: потери в валопроводе, редукторе (если он имеется), трении лопастей и ступицы о воду и многие другие.

Винтовые линии и винтовые поверхности. Каждая точка поверхности лопасти движется по винтовой линии. Винтовую линию можно представить себе следующим образом. Предположим, что по поверхности кругового цилиндра (рис. 134) перемещается точка А, совершая одновременно два движения: поступательное параллельно оси и вращательное вокруг оси цилиндра. В результате такого движения точка А вычертит на поверхности кругового цилиндра пространственную кривую АВД, которая и будет винтовой линией. Высоту АД подъема точки А за один оборот, измеренную параллельно оси цилиндра, называют шагом винтовой линии и обозначают буквой Я.

 

Рис. 134. Образование винтовых линий.

Если теперь поверхность цилиндра разрезать по боковой поверхности и развернуть на плоскость, то винтовая линия развернется в гипотенузу плоского прямоугольного треугольника. В этом треугольнике АСЕ, называемом шаговым угольником, катет АЕ равен длине окружности основания цилиндра 2лr, а катет ЕС шагу винтовой линии. Угол θ называют шаговым углом винтовой линии. Тангенс этого угла равен:

Отсюда видно, что величина шагового угла уменьшается с увеличением радиуса и что шаг винтовой линии будет равен:

Если винтовая линия, развернутая на плоскость, превращается в прямую, то ее называют правильной, или линией постоянного шага. Во всех точках такой линии уклон или шаговый угол θ одинаковый, а следовательно, и шаг Н имеет во всех точках постоянное значение. Если же при развертывании винтовой линии на плоскость она превратится в кривую, то такую линию называют неправильной винтовой, или линией переменного шага. Она может быть обращена выпуклостью вниз или вверх (пунктирная кривая, рис. 135). Высоту, равную подъему точки по поверхности цилиндра за один оборот, в данном случае называют средним шагом hср винтовой линии переменного шага.

 

Рис. 135.  Винтовая линия переменного шага.

Рассмотрим теперь, как образуются винтовые поверхности. Предположим, что отрезок прямой линии ab (рис. 136) движется так, что не точка, а один конец его а все время перемещается по оси цилиндра, а другой b — по винтовой линии, нанесенной на цилиндре, то след от такого движения отрезка ab в пространстве образует винтовую поверхность. При движении отрезка ab каждая его точка вычертит винтовую линию.

 

Рис. 136. Образование винтовых поверхностей.

Отрезок линии ab называют образующей винтовой поверхности. Им может быть отрезок как прямой, так и кривой линии с различными наклонами к оси вращения. На рис. 137, А, Б показаны винтовые поверхности в форме лент, полученных с помощью различных образующих и навитых на цилиндр малого радиуса.

Лопасть гребного винта представляет собой часть поверхности такой винтовой ленты. Гребной винт с несколькими лопастями можно представить как бы вырезанным из нескольких винтовых лент, смещенных по окружности на равные расстояния одна от другой. Из внутреннего цилиндра, на который навита лента, образуется ступица гребного винта.

 

Рис. 137. Формы винтовых поверхностей : А — с прямоугольной образующей; Б — с некоторым углом к оси.

На рис. 138 показана развертка винтовой поверхности постоянного шага, которая получена пересечением винтовой поверхности тремя соосными цилиндрами с радиусами r1, r 2 и r3. Как видно из чертежа, шаг h всех трех винтовых линий, образующих винтовую поверхность, является постоянным, т. е. имеет одинаковую величину на любом радиусе. Гребные винты, отвечающие этим требованиям, называются гребными винтами постоянного шага.

В зависимости от того, какого вида винтовая поверхность образует лопасти гребного винта, различают винты постоянного или переменного шага. Сечению лопастей придают различную форму. Поэтому разные точки лопасти при вращении винта движутся по различным винтовым линиям переменного или постоянного шага.

На рис. 139 изображен трехлопастный гребной винт, образованный из трех винтовых лент, смещенных одна относительно другой на 120°. Если рассечь его соосным цилиндром радиуса R и контур сечения лопасти развернуть на плоскость, получится профиль сечения лопасти на данном радиусе. В зависимости от типа и назначения судна применяют винты с различными профилями сечения лопастей. Для моделей чаще всего применяют винты с сегментными, авиационными и клинообразными сечениями лопастей — с острой входящей и тупой выходящей кромками (рис. 140). Наибольшая толщина сечения лопасти у сегментного профиля находится на средине лопасти, а у авиационного на 1/3 от входящей кромки. Все эти профили могут быть как плоско-выпуклыми, так и выпукло-вогнутыми.

 

Рис. 138. Развертка винтовых поверхностей постоянного шага.

Нагнетающая сторона лопасти может иметь форму винтовой поверхности постоянного или переменного шага.

Авиационные профили сечения лопастей эффективней сегментных, так как они создают больший упор и их к.п.д. примерно на 5 % больше.

Двояковыпуклые профили при всех прочих условиях создают еще больший упор, так как кривизна (вогнутость) профиля сечения влияет на гидродинамические характеристики гребного винта подобно увеличению геометрического шага винта. Гребной винт можно делать несколько меньшего диаметра и шага, но создающего равноценный упор по сравнению с гребным винтом плоско-выпуклого сечения несколько большего диаметра и шага.

Вообще для всех моделей, кроме скоростных, вполне подходит плоско-выпуклый профиль сечения кругового сегмента с постоянным шагом, создающий достаточный упор и обеспечивающий необходимую скорость модели.

 

Рис. 139. Образование профиля лопасти.

Для скоростных кордовых моделей в связи с возникновением кавитации 1 на лопастях гребного винта применяют специальный профиль сечения лопасти — двояковыпуклый, клювообразный, с острой, как нож, входящей и тупой выходящей кромками (рис. 140).

Качество подобных профилей сечений значительно хуже, чем обычных авиационных или сегментных профилей, и применять их при отсутствии кавитации бессмысленно. Сегментные профили, особенно с вогнутой нагнетающей поверхностью, меньше подвержены кавитации, чем авиационные, но для работы во второй стадии кавитации сегментные профили лучше авиационных, например, на скоростных радиоуправляемых моделях с двигателем внутреннего сгорания. Радиально переменный шаг гребного винта рекомендуется делать у одновинтовых моделей с сильно наклоненным валом, например у скоростных управляемых моделей.

 

Рис. 140. Различные профили лопастей: А — сегментные; Б — авиационные; В — антикавитирующие; Г, Д, Е — выпукло-вогнутые профили.

Кавитация гребного винта — явление, вызывающее снижение к.п.д. и эрозионное разрушение поверхностей лопастей гребных винтов. Различают две стадии кавитации гребного винта. Первая характерна отсутствием влияния на силы, возникающие на лопастях, но сопровождается эрозионным разрушением их поверхности и на к.п.д. не влияет. Вторая стадия кавитации гребного винта характерна исчезновением эрозии, резким уменьшением упора и  падением  к.п.д.  гребного винта.