Пропульсивная установка судна

Корректировка элементов гребного винта для согласования его с главным двигателем

Втом случае, когда нет возможности подобрать двигатель, согласованный с установленным на прототипе судна гребным винтом, возникает необходимость в корректировке элементов ГВ. Согласование ГВ с ГД можно осуществить за счет изменения шага Н и диаметра D винта. Обычно на практике согласование ГВ с ГД производится за счет изменения шага винта при неизменном его диаметре. Этот способ корректировки элементов ГВ может применяться для любого несогласованного с двигателем винта (гидродинамически легкого или тяжелого). Согласования ГВ с ГД за счет изменения диаметра может привести к увеличению вибрации и повышению кавитации, а также значительному уменьшению коэффициента полезного действия винта. Поэтому этот способ корректировки винта, как правило, применяется в качестве временной меры, в основном для согласования с двигателем гидродинамически «тяжелых» винтов путем его «облегчения» — уменьшения диаметра.

Как известно из теории движителей, винтовая характеристика двигателя, работающего на гребной винт, описывается следующей зависимостью:

где k₂ — безразмерный коэффициент момента;

ρ — плотность забортной воды, кг/м³;

п — частота вращения ГВ, с^-1;

D_в — диаметр винта, м.

Рассмотрим возможную методику корректировки ГВ для его согласования с ГД прототипа судна, основные данные которого по корпусу, ГВ и ГД известны. На судне установлен штатный двигатель номинальной мощностью N_e1,, обеспечивающий частоту вращения ГВ, равную п₁ и скорость хода v₁. Но этот двигатель устаревшей модификации и имеет низкую экономичность, в связи с этим его следует заменить на современную модель. По каталогам дизелестроительных фирм выбирается новый двигатель (ближайший по параметрам со штатным) номинальной мощностью N_e2 при частоте вращения вала п ₂. Эти параметры могут несколько отличаться от показателей исходного ГД прототипа судна. В этом случае, чтобы лучше использовать ходовые качества судна, можно прибегнуть к корректировке элементов ГВ для согласования его с ГД путем изменения шага Н или диаметра D_в, оставив остальные его характеристики (число лопастей Z и дисковое отношение θ) неизменными. Для определения шага и диаметра согласованного с ГД винта целесообразно воспользоваться существующими расчетными диаграммами или так называемыми кривыми действия гребного винта, представляющими при известных Z и θ графическое изображение следующей функции: