Лодочный винт: особенности, разновидности, как выбрать, ответы на вопросы

Принцип действия гребного винта

Правильно подобрать гребной винт невозможно, если не иметь полного понимания принципов его работы. В первую очередь, следует понять — именно винт является движителем, обеспечивающим преобразование энергии вращения гребного вала в импульс тяги. При вращении винта его лопасти захватывают некоторые количества воды и выбрасывают их в осевом направлении. Возникает разница давления на передней и задней сторонах лопастей, благодаря которой происходит движение судна. В каком-то смысле, это реактивная струя, толкающая лодку вперед. Однако в физическом процессе косвенно участвует и подъемная сила (аналогичная усилию на крыле самолета), созданная благодаря специфической форме лопастей.

Важным моментом является возможность реверса — если винт будет вращаться в обратную сторону, вектор импульса будет направлен противоположно. Это позволяет использовать лодочные моторы для заднего хода (при необходимости сниматься с мели или аккуратно отходить от причала такая возможность ценится очень высоко.

Импульс, обеспечивающий движение лодки, зависит от нескольких параметров:

• диаметр винта. Это диаметр окружности, образованной внешними краями лопастей при вращении;
• угол наклона лопастей по отношению к плоскости вращения;
• форма лопастей.

Есть еще один важный показатель — шаг винта. Это условная величина, определяющая продвижение объекта при одном полном повороте винта вокруг своей оси в идеально плотной среде. Условность параметра состоит в том, что при движении в воде большая часть импульса теряется из-за низкой вязкости среды. Шаг винта — это, по сути, некий аналог угла наклона лопаток (хоть и измеряется в дюймах). Однако, если учесть сложность формы лопастей, оперировать только углом их поворота становится невозможно. В разных точках лопасти он меняется, и выбрать какое-то основное значение крайне сложно. Поэтому, на практике используется шаг винта как наиболее реальный показатель.

Еще один важный параметр — дисковое отношение. Это частное от деления суммарной площади всех лопастей к площади диска данного винта. Показатель определяет плавность хода — чем он больше, тем мягче идет лодка, а при малых значениях ощущаются частые толчки (словно лодку кто-то долбит перфоратором). В длительной поездке такие ощущения крайне некомфортны и могут довести до полного нежелания продолжать движение. Поэтому выбирать винт надо с учетом всех возможных параметров.

Ни один показатель лодочных винтов не работает самостоятельно, только в сочетании с остальными параметрами. Изменение любого показателя обязательно приводят к полной смене других значений и влияет на режим движения лодки.

Особенности конструкции

Гребной винт состоит из двух основных деталей:

• лопасти;
• втулка-ступица.

Форма и размер лопастей — это основные показатели движителя, определяющие скорость и мощность толкающего импульса. Втулка-ступица выполняет две функции — она обеспечивает надежную фиксацию винта на гребном валу, а также служит каналом для отведения выхлопных газов.

Существует два варианта посадки:

Шпоночная

Шлицевая

Шпоночная посадка использовалась раньше практически на всех винтах. Конструкционная особенность шпоночной посадки состоит в разрушении элемента при возникновении ударной нагрузки на лопасти. Если винт натыкается на препятствие, шпонку срезает — ее прочность сравнительно невелика. Гребной вал при этом нисколько не страдает, как и другие детали мотора.

Однако двигаться на винте со срезанными шпонками невозможно — винт просто проворачивается на валу. Мало того, он часто слетает с него, и мотор оказывается без движителя. Приходится идти на веслах к берегу и как-то ставить другой винт, что в полевых условиях становится непростой задачей.

Сегодня шпоночная посадка используется только на винтах для моторов мощностью до 5 л/с. Шпонка заметно уступила свои позиции шлицевой посадке, более надежной и удобной. На валу изготавливают продольные пазы со шлицами, а посадочное отверстие имеет ответную форму, напоминающую шестеренку. Посадка хорошо фиксируется резьбовым элементом. Недостаток этого варианта — при столкновении с препятствиями удар практически без потерь передается на гребной винт и другие детали ходовой части мотора.

Поэтому сегодня большинство производителей старается избегать жесткого крепления винта на валу, используя демпферные втулки или резиновые уплотнители. Это позволяет снизить вероятность поломки гребного вала или других узлов мотора при столкновении винта с препятствиями.

Разновидности, классификация

Существует множество моделей гребных винтов, которые можно условно разделить на группы по определенным признакам. По количеству лопастей:

• двухлопастные;
• трехлопастные;
• четырехлопастные.

Самыми распространенными являются трехлопастные винты.

Двухлопастные обычно устанавливают на моторы-болотоходы (мотовесло), Четырехлопастные винты встречаются сравнительно редко из-за сложности изготовления и практически полного отсутствия преимущества перед трехлопастными моделями. Есть еще одна специфическая разновидность гребных винтов — импеллеры. Это однолопастные конструкции, имеющие форму архимедова винта. Используются для движения по мелководью — контакт с препятствиями или подводными объектами не выводит их из строя (в отличие от 2-3 лопастных моделей).

По материалу:

• винты из углеродистой стали;
• из алюминиевых сплавов.

Стальные винты прочнее и надежнее, лучше переносят механические воздействия. При этом, их прочность не всегда является положительным показателем — описано множество случаев, когда при столкновении с препятствиями стальной винт передает ударный импульс на гребной вал и другие узлы мотора, разрушая их. Сам он при этом остается сравнительно целым. Ремонт мотора — сложное и дорогое мероприятие, поэтому выгоднее использовать алюминиевые винты. Они ломаются при появлении сильных ударных нагрузок, но детали мотора от этого не страдают.

Гребной винт регулируемого шага

По конструкции лопаток:

• винты фиксированного шага (ВФШ). Лопатки у них установлены неподвижно (как правило, винт является одной монолитной деталью);
• винты регулируемого шага (ВРШ). Это конструкции с возможностью изменения угла поворота лопаток.

В ассортименте специализированных магазинов преобладают винты фиксированного шага. Они гораздо дешевле и проще в обращении. Желающих как-то настраивать лопатки лодочного винта, находясь посередине водоема, крайне мало.

Практически все владельцы предпочитают делать это в более комфортных условиях, а чаще всего просто покупают несколько винтов с разными параметрами и используют их по ситуации. При этом, владелец ВРШ может подобрать положение лопаток, идеально подходящее под особенности мотора и самой лодки, а также обеспечивающее максимальную скорость и грузоподъемность. Конечно, настройка такого винта требует времени и усилий, но результат позволяет получить от лодки максимальные ходовые показатели.

Как выбрать

Для каждого мотора существует свой оригинальный винт, определенный производителем и обладающий оптимальными показателями. Однако винт — это расходник, его нередко теряют или ломают. Поэтому любой владелец лодки рано или поздно сталкивается с необходимостью замены винта, для чего надо подобрать наиболее эффективную модель.

Выбор винта — это довольно сложная задача, требующая знания параметров мотора и понимания своих потребностей. В первую очередь, надо решить, что именно требуется от лодки — максимальная скорость или грузоподъемность. Кроме этого, весьма полезно сделать расчет, хотя бы упрощенный. Для этого существуют специальные формулы. 

На что обратить внимание при выборе:

1. Проверку качества винта следует начинать с измерения частоты вращения гребного вала (с установленным винтом). В паспорте мотора дается технический показатель (допустим, указана частота вращения 6 000 об/мин). Если с установленным винтом частота составляет от 5 800 до 6 000 об/мин, винт практически идеально подходит для данного мотора. Если частота заметно меньше или больше, надо изменять шаг винта — при излишней частоте шаг надо увеличивать, и наоборот.
2. Еще одним важным показателем станет диаметр ступицы и другие посадочные размеры (например, количество шлицов на шлицевом валу, размеры шпонок и т. п.). В любом случае, надо хорошо изучить все параметры своего мотора и знать рекомендации производителя — как правило, в паспорте указываются размеры и другие показатели скоростного и грузового винтов. Это поможет быстро подобрать оптимальную модель винта.
3. Большое значение имеет масса груза в лодке. Если нужна максимальная скорость, загрузку надо снижать практически до нуля и устанавливать винт с большим шагом. Если важно обеспечить максимальную грузоподъемность, надо уменьшить шаг.

В процессе выбора следует использовать несколько разных винтов и постоянно проверять их показатели на ходу. Придется несколько раз переставить винт, что требует времени и усилий. Однако обойтись без подобных мероприятий нельзя — получить оптимальный результат можно только практическим путем.

Универсальных методик выбора винта не существует. Любые расчеты дают лишь приблизительный результат, поскольку учесть все факторы влияния невозможно. Поэтому выбор надо производить с максимальной тщательностью — он делается один раз, а впоследствии просто приобретаются аналогичные по параметрам модели.

Видео: как подобрать гребной винт для лодочного мотора

Вопросы и ответы