где S-общий коэффициент полноты водоизмещения [*]. Для кормовых колес и гребных винтов речных паротеплоходов коэфф. С равен 0,15-1-0,20 [ ]; для винтовых буксиров с возом Шафран принимает С = 0,15.

Величина = l-t может определяться

путем измерения на модели или на судне Р] и.яи же вычислением по формуле Тома Р*], составлепной в предположении движения вполпе погруженного тела в безграничной идеальней лсидкости (т. е. гу=0), при чем выходная скорость струи одинакова по всему сечению струи. В этом случае

Опытные исследования в одном случае показали отклонение значения 1-t, вычисленного по ф-ле Тома, от получаемого в действительности на 1%. Повидимому, t у морских коммерческих одновинтовых судов колеблется от 0,4 до 0,6 С, У двухвинтовых судов

отношение несколько выше, чем у одновинтовых. По бортовым колесам данных относительно t в литературе нет. Значения i]g у одновинтовых судов при благоприятном расположении винта могут достигать 1,5; но обычно с высоким значением rjg связан неудовлетворительный Tjp в виду большого попутного потока РЧ. Значение г] зависит от умелого подбора движителя. У гребных колес повидимому, близко к 1,0; у гребных винтов, в зависимости от условий подтока воды к винтам, значения г] от 0,85 до 1,0; нижний предел, повидимому, умелым расчетом может быть избегнут.

Наиболее распространенными Д. с. являются гребной винт и гребное колесо. Первый дает более легкий вес, чем второй, и, кроме того, работая с большим числом оборотов, позволяет сэкономить и навесе судового двигателя. В силу этого, во всех случаях, когда осадка судна позволяет иметь достаточный диаметр гребного винта, чтобы обеспечить незначительное удельное давление на движитель и, следовательно, высокий кпд, над.тгежит предпочитать установку гребного винта; так же и в случае высоких скоростей судна. Этот вид движителя применяется почти на всех морских судах, где, кроме того, бортовые гребные колеса работают крайне неравномерно во время бортовой качки. На речных судах, с уменьшением осадки и скорости, особенно при больших упорных давлениях, гребные колеса имеют определенное преимущество в смысле кпд, но обычно проигрывают в весе на силу мощности механизмов. Начиная с осадки около 1,5 ж и менее, при умеренных скоростях движения, на речных судах предпочтительнее применять гребные колеса, если этому не мешают другие обстоятельства, напрх-шер, узость фарватера в каналах. Большое значение для развития применения гребных колес молсет иметь применение на речи, судах наделсных в работе передач между двилште-лем и двигателем, к-рые позволяют применять быстроходные двигатели, от чего получается экономия в весе механич. установки.

Гребной винт. Наиболее распространенным среди Д. с. является гребной винт, применяемый обычно для работы в воде. Воздушные винты применяются лишь на быстроходных мелкосидящих плоскодонных судах-глиссерах, имеющих транспортное значение только в исключительных случаях. Расчет этих винтов и их конструкцию см. Воздушный винт. Общие основы геометрии и теория работы одинаковы для гребных винтов, работающих как в воде, так и в воздухе р]. Работая в более плотной среде, судовые гребные винты, при прочих равных условиях, имеют большие упорное давление и вращающий момент, что ставит повышенные требования к прочности и заставляет применять винт с лопастями с большей относительной шириной, чем принято для воздушных винтов. Отношение наибольшей ширины лопасти к диаметру не падает ниже 0,20 и поднимается у буксирных судов до 0,70. Это обстоятельство снижает кпд судового винта по сравнению с воздушным. Наивысший кпд судового гребного винта, работающего изолированно от судна, едва достигает 0,75. Ограничения размера винта, налагаемые осадкой, заставляют, далее, уменьшать диаметр винта, что увеличивает удельную нагрузку на винт и вызывает дальнейшее сниясение кпд. В том же направлении часто действует несоответствие (обычно превышение) числа оборотов двигателя условиям наилучшего использования винта. В силу всех этих обстоятельств на судовом винте редко удается получить кпд, превышающий 0,70. В виду этого графики, применяемые для расчета воздушных винтов, обычно оказываются неприменимыми для расчета судовых винтов. В настоящее время наиболее широко применим расчет судовых винтов по методу механическ. подобия. В лучшем случае наивыгоднейшие элементы гребного винта устанавливаются при испытании модели судна с винтом в опытном бассейне, когда м. б. непосредственно установлен и кпд движителя при работе на судне r]ps и двигательный коэффициент т]. При неимении в распоряжении бассейна пользуются графиками, дающими результаты испытания моделей геометрически подобных гребных винтов в изолированном от судна состоянии Р]. Весьма большим распространением пользуются графики Тейлора Р], построенные для трехлопастных винтов с постоянным шагом. На фиг. 5 представлены для винта с отношением средней ширины лопасти к диаметру, равным 0,3, значения кпд rjp при различных шаговых отношениях = Р, где Н- шаг винта, и относительных скольжениях 3 = 1 - HiLriJ где W-число об/сек., v(l - О-

ris г1

аксиальная скорость винта, испытываемого изолированно от судна, v-скорость судна при работе винта за судном в районе с коэффициентом попутного потока С- По оси абсцисс отложены значения

п , Vn,

а по оси ординат нилшей части графика

откладывают значения коэффициента полезного действия винта rj, в верхней же - значения

D п 1

А--------

[Nsv (1 - С)]

где п, -число об/мин., v-скорость судна в узлах, D-диам. винта в м. Для перехода

2 4 6 8

10 ш И 16 18 го гг 24 гб гз зо Фиг. 6.

к винтам с другим числом лопастей поправка берется по графикам типа фиг. 6; на ней показана кривая поправочных множителей для шага, диаметра и кпд для 4-лопастных винтов, дающих при одинаковых скорости поступательного движения и числе оборотов ту ж мощность, что и 3-лопастиые винты. Подобные же поправки берутся и иа изменение толщины лопастей. Для расчета по методу Тейлора должны быть заданы п Ng sLv (1 - f), определяющие q. По q определяется наивысший возможный кпд и через А и р-соответствующие ему В и Н. Если В выходит за пределы допустимого осадкой и обводами судна, то по допустимому В определяется наибольшее возможное значение А и соответствующие ему Н=рВ и t]p. Весьма полезны графики Шафрана [,0], которые позволяют исходить из заданий не только мощности, но и сопротивления, что особенно важно при расчете буксиров; можно рекомендовать также графики Шми-та При расчете винтов, к-рые должны работать при нескольких режимах, напр. на буксирах порожнем и с разными возами, для достижения наилучших результатов при основном режиме работы приходится лсертвовать качеством винта при прочих режимах. За последние годы для расчета судовых винтов начинает находить применение вихревая теория Р, Винт, давший

наилучшие результаты при испытании в неограниченном потоке, может ухудшить свой

Фиг. 7.

коэфф. полезн. действия при работе в попутном потоке судна, имеющем различ. скорости в разных частях диска винта. Расчет гребного винта с учетом непостоянства попутного потока дает возможность улучшить

кпд гребного винта на судне и уменьшить не только мощность судового двигателя, но и упорное давление [, *]. С увеличением скорости вращения винта, а следовательно и скорости воды, окружающей винт, давление в воде уменьшается и может в отдельных частях поверхности винта понизиться до такой степени, что станет равно давлению водян. пара при даннсй температуре; в этом случае происходит разрыв сплошности воды, и винт начинает работать в смеси воды с водяным паром. Упорное давление винта при этом начинает расти с увеличением числа оборотов гораздо медленнее, чем до появления разрьша сплошности, а затем может и совсем перестать расти, несмотря на увеличение числа оборотов и мощности судового двигателя. Это явление носит название кавитации. Кавитация наступает тем скорее, чем больше удельная нагрузка винта, чем больше толщина лопастей и чем

Фиг. 8.

больше скорость вращения. Вихревая теория дает критерий кавитации, пока недостаточно проверенный экспериментальным путем [V]. Кавитации, сосредоточенной на незначит, части поверхности лопасти, часто нельзя избежать []; для того чтобы она не достигла опасных размеров, рекомендуется при винтах, приводимых в движение паровой машиной, ограничивать упорное давление на проекцию лопастей на плоскость, перпендикулярную к оси, таким образом, чтобы оно не превосходило 7,7 + 8fe т/м-, где h-погружение верхней кромки винта в jm..

В судовой практике применяются 2-, 3- и 4-лопастные винты; кпд уменьшается с увеличением числа лопастей. На одновинтовых судах для обеспечения равномерности вращения применяются 4-лопастные винты. Формы лопастей винта самые разнообразные Р] (фиг. 7, 8 и 9). Винты меньших размеров отливаются за одно целое с муфтой (фиг. 7), более крупные лопасти отливаются отдельно и соединяются с литой муфтой помощью болтов или клиньев (фиг. 8). В примере, приведенном на фиг. 8, обозначено: а-вал гребного винта, Ъ-муфта гребного винта, с-проектированная по-