Лодка с троллинговым двигателем (История морских гребных винтов)

Судовые гребные винты с менее технической точки зрения эквивалентны автомобильным шинам. Преобразование мощности двигателя в движущую силу лодки также является наиболее часто используемым движителем на лодке.

История пропеллеров

В 1776 году британский волшебник Джеймс Уатт изобрел паровой двигатель, который не только значительно способствовал первой промышленной революции в истории человечества, но и создал прецедент использования механической энергии в качестве морской. Это также заложило техническую основу для того, чтобы Великобритания стала морским гегемоном. Поскольку гребной винт в то время еще не родился, ограниченные фантазией инженеры изобрели гребное колесо по принципу гребного винта. Это лодка с веслами, установленными по обеим сторонам лодки. Поскольку часть колеса подвергается воздействию воды, его называют гребным пароходом. Но у гребных пароходов есть и много недостатков, таких как крайне плохая работоспособность, низкий КПД трансмиссии и так далее при постановке в док.

В 1836 г. британский «Архимед» использовал винтовой движитель, то есть длинный кусок дерева, выполненный наподобие винта. В начале испытаний лодка двигалась вперед со скоростью 4 узла. Позже, из-за того, что лодка столкнулась с препятствием в воде, винт был сломан, и небольшой участок винта остался, но скорость лодки была увеличена до 13 узлов. Эта маленькая авария вдохновила инженеров превратить длинный винт в короткий, а затем превратить короткий винт в форму лопасти, и шаг за шагом путем экспериментов был изобретен пропеллер. Конечно, есть много интерлюдий. Например, уплотнение вала подводного гребного винта, подводная вибрация и другие проблемы. С развитием человеческих технологий гребной винт широко используется на верфях по всему миру благодаря его большим преимуществам.

Знать основные параметры гребного винта

1. Шаг P:

То есть расстояние, на которое пропеллер поворачивается за один оборот в осевом направлении. Это эквивалентно расстоянию, на которое винт делает один оборот в древесине и перемещается в древесине. Но это теоретически, а на практике лопасти гребного винта проскальзывают в воде, что приводит к снижению эффективности. Здесь также затрагивается проблема проскальзывания.

Чем больше шаг лопасти, тем больше угол наклона лопасти относительно поверхности винта. Но относительно определенной скорости есть оптимальный угол тангажа. Лопасти винта фиксированного шага не могут вращаться. Поэтому он наиболее эффективен при проектной скорости. Винты с регулируемым шагом бывают разные. Его лопасти могут вращаться, поэтому можно регулировать шаг. Следовательно, для судов с переменной скоростью использование гребных винтов с регулируемым шагом может значительно повысить эффективность и сэкономить топливо.

2. Диаметр винта D:

То есть диаметр самого внешнего кольца лезвия. В процессе проектирования гребного винта всегда желательно использовать максимально возможный диаметр, чтобы улучшить передаточное усилие гребного винта. Однако на яхтах из-за ограничения осадки и места установки винт слишком большого размера не может быть защищен корпусом и его легко трогать, поэтому он подходит.

3. Опыт. отношение площадей EAR:

Прежде всего, нам нужно знать, что площадь диска относится к площади плоскости, на которой находится диаметр винта, то есть S=π(D/2)². А если сумма площадей, занимаемых всеми лопастями воздушного винта на самолете, равна S2, то EAR=S2/S. Следовательно, чем больше эксп. отношение площади, тем полнее лопасть и тем меньше нагрузка на единицу площади лопасти, что в большей степени способствует предотвращению образования кавитации. Однако увеличение опыта. Соотношение площадей снижает КПД гребного винта. Следовательно, при условии компенсации возникновения кавитации эксп. Соотношение площадей должно быть как можно меньше, чтобы повысить эффективность гребного винта. Большинство пропеллеров имеют exp. коэффициент площади меньше 1, но некоторые винты высокоскоростных кораблей имеют эксп. коэффициент площади более 1.

Типы гребных винтов, обычно используемых на яхтах

Винт фиксированного шага:

винт фиксированного шага. Из-за своей простой конструкции он чаще всего используется на малых и средних яхтах. Лопастей три-четыре. Преимущества: простая конструкция, долговечность, простота обслуживания. Недостатки: Шаг не переменный, поэтому КПД максимален только на определенной скорости. Поэтому лопасти гребного винта обычно имеют большой диаметр и низкую скорость вращения для повышения эффективности. Конечно, складные гребные винты, используемые на парусных лодках, также имеют гребные винты фиксированного шага.

Винт регулируемого шага:

Винт с регулируемым шагом. Он может изменяться в зависимости от скорости и поддерживать высокую эффективность передачи. Максимальная экономия топлива. Но очевидны и его недостатки, сложная конструкция, дорогая стоимость, неудобное обслуживание. Обычно используется на больших яхтах.

Пропеллеры противоположного вращения:

на одном валу установлены два гребных винта с противоположными направлениями. Например, VOLVO, вращающаяся лопатка ZF. С гребным винтом, вращающимся в противоположных направлениях, вращающийся поток воды, создаваемый передним гребным винтом, просто поглощается задним гребным винтом, и в то же время получается часть энергии вращения, что дополнительно повышает эффективность движения. Недостатки: В то же время конструкция сложна, и из-за ограничения тяги в материалах меньше используется в крупных кораблях.

Конечно, есть и другие типы пропеллеров, но применение относительно менее распространено.