.

Вы здесь

«Привет – 22» в опытовом бассейне

«Привет – 22» в опытовом бассейне

28.03.2013 Автор: 0 10809

М. Б. Масеев, Ю. В. Пищулин, Э. Л. Чумаков «Катера и яхты» №4 (68) июль-август 1977г.

 

«Привет – 22» в опытовом бассейне

 

В опытовом бассейне бы­ли продолжены (см. «КЯ» Кг 46, 53) испытания отечественных подвесных моторов. Испытывался серийный мо­тор «Привет-22» Казанского моторо­строительного завода.

На испытательном стенде завода была снята внешняя характеристика мотора, приведенная на рис. 1 (для сравнения там же приведена и внеш­няя характеристика «Нептуна-23»).

Мотор испытывался с пятью вин­тами (табл. 1): двумя штатными, двумя экспериментальными и одним штатным от мотора «Нептун-23» (этот винт, имеющий правое вращение, ис­пытывался в положении реверса мотора «задний ход»). Профили сечений лопастей винтов — плоско-выпуклые несимметричные сегменты с закруглен­ными входящими и выходящими кромками, форма лопасти винтов № 1и № 2 — уширенная к концам, у ос­тальных — саблевидная.

При испытаниях измерялся эффек­тивный упор гребного винта (упор за вычетом сопротивления подводной ча­сти мотора) при постоянных скоро­стях движения буксировочной тележ­ки и полностью открытой дроссельной заслонке, т. е. при максимально до­пустимых оборотах коленчатого вала, которые позволяет развить гребной винт на заданной скорости.

При скоростях движения более 15 км/ч погружение оси винтов от поверхности воды составляло 172 мм, что соответствует высоте транца мо­торных лодок 400 мм. При скоростях до 15 км/ч для ослабления аэрации лопастей винта испытания проводи­лись при погружении 232 мм.

Обработанные результаты испыта­ний представлены на графиках в размерной (рис. 2) и безразмерной величинах (рис. 3). На них также приведены значения Ре и Ке, полу­ченные при дросселировании мотора с винтом № 2 с постоянными оборота­ми 3000 и 4000 об/мин. Коэффициен­ты упора практически ложатся на од­ну общую кривую, построенную как для чисел оборотов при полном газе, так и при дросселировании. Эта зако­номерность может иметь практическое значение при анализе натурных ис­пытаний глиссирующих моторных ло­док. Так, если при испытаниях лодки измерены ее скорость и частота вра­щения винта при дросселировании мотора, можно, подсчитав относитель­ную поступь Хр, найти на рис. 3 со­ответствующую величину Ке и за­тем — эффективный упор винта Ро, который равен буксировочному сопро­тивлению. Таким образом, кривая К может являться тарировочной кривой для определения сопротивления мото­лодки.

Сравнение характеристик мотора «Привет-22», работающего со штат­ными винтами и винтом от «Нептуна-23» (рис. 2), показывает преимуще­ство последнего по эффективному упору на всем диапазоне скоростей до 40 км/ч. Это подтверждают и на­турные испытания; например, лодка «Днепр» с загрузкой 4 человека под мотором «Привет-22» со штатным гребным винтом не могла преодолеть горб сопротивления и выйти на глис­сирование, что можно объяснить не­достаточной величиной эффективного упора на скорости около 20 км/ч.

Одной из причин худшей харак­теристики штатных винтов мотора «Привет-22» является уширенная, лопатообразная форма лопастей по сравнению с саблевидной формой ло­пасти винта мотора «Нептун-23».

Экспериментальные винты для «Привета-22» (№ 4, 5) характери­зуются меньшим шаговым отноше­нием, чем у штатного винта, получае­мым как за счет меньшего шага, так и большего диаметра. Оптимальным можно считать винт № 4 в диапазоне скоростей до 40 км/ч, при котором частота вращения коленчатого вала не превышает допустимых 5000 об/мин. Этот винт, а также винт № 5, который имеет несколько больший эффективный упор до скоростей 25— 30 км/ч и является легким грузовым (V = 35 км/ч при п = 5000 об/мин), значительно превосходят по эффек­тивному упору и пропульсивному к. п. д. штатный винт. Поэтому, при­нимая во внимание, что определяю­щей паспортной характеристикой лод­ки является полная загрузка, а мак­симальная скорость серийных мотолодок, таких, как «Обь», «Казанка-5», «Прогресс», с моторами 22—25 л. с. при использовании винтов № 4 и 5 меньше допустимой, эти винты сле­дует считать основными.

privet1

Из сравнения результатов испыта­ний (рис. 4) видно преимущество гру­зового винта мотора «Привет-22» (№ 5) перед грузовым винтом мотора

privet2

Рис. 1. Внешняя характеристика лодочных моторов «Привет-22» и «Нептун-23».

1—«Привет-22» — левое вращение гребного вала; 2—«Нептун-23» —правое вращение. Ne—эффективная мощность на коленчатом валу.

privet3

Рис. 2. Эффективный упор и пропульсивный к. п. д. гребных винтов, иссле­дованных на моторе «Привет-22». На кривых указан номер винта по табл. 1.

Передаточное отношение редуктора i = 12 : 20. Pе — эффективный упор винта, кгс; п — частота вращения коленчатого вала, об/мин; пе—пропульсивный к,п.д;

Пе=(Ре*v)/75N

где  v—скорость, м/с

N- мощность на гребном валу, л. с.

privet4

Рис. 3. Коэффициенты эффективного упора и момента и пропульсивный к. п. д. гребных винтов, исследован­ных на моторе «Привет-22». На кри­вых указан номер винта по табл. 1.

privet5

- коэффициенты упора и момента

privet6

- относительная поступь

privet7

к. п. д., где п — частота вращения винта, об/с; D — диаметр винта, м; р = 102 кг • с2/м* — массовая плот­ность воды. При определении Кз и те не учитывались механические потери в передаче мощности от ко­ленчатого вала к винту (редуктор и водяной насос). По испытаниям за­вода пмех = 0,935

privet8  

privet9

«Нептун-23» и по величине эффектив­ного упора и по пропульсивному к. п. д., особенно заметное в диапа­зоне скоростей от 25 до 35 км/ч.

Кроме того, предельная скорость прн допустимой частоте вращения (п = 5000 об/мин) с винтом № 5, больше, чем с грузовым винтом «Неп-туна-23» (соответственно 35 и 32 км/ч). Это можно объяснить худшей профилировкой сечений лопасти винта мотора «Нептун-23», имею имеющих тупые выходящие кромки.

На моторе был испытан и винт с D = 0,229 м и Н = 0,254 м (от мотора «Кресчент-25»), показатели которого оказались близкими по эффективному упору винту № 4, но предельная скорость при п = 5000 об/мин несколько ниже (32 против 37 км/ч) из-за меньшего диаметра.

Результаты    испытаний    мотора «Привег-22» в опытовом бассейне со­гласуются с заводскими испытаниями пяти серийных моторных лодок с раз­личной нагрузкой (табл. 2). На ка­ждой лодке поочередно устанавли­вался один и тот же мотор «Привет-22» с тремя различными гребными винтами (№1, 4 и 5). Скорость ло­док измерялась посредством трубки полного напора и манометра, а обо­роты мотора — ручным механическим тахометром. Натурные испытания по­казали, что штатный винт № 1 не позволяет некоторым лодкам (4 чел. на борту) преодолеть горб буксиро­вочного сопротивления, а мотору — развить достаточные обороты для пе­рехода на режим глиссирования.

Наиболее наглядным примером этого могут служить «Нептун-2» и «Днепр». Установка винтов № 4 и 5, обеспечивающих больший эффектив­ный упор, превышающий максималь­ную величину сопротивления лодок на горбе, приводит к резкому увели­чению максимальной скорости при на­грузке 4 человека. Для мотолодки «Нептун-2», например, прирост со­ставляет 13—15 км/ч, для мотолодки «Днепр» — 8—9 км/ч и для мотолод­ки «Казанка-2М» около 7 км/ч. При­чем с нагрузкой в 2 человека (пас­сажир и водитель) даже с винтом № 5. имеющим наименьший шаг, ча­стота вращения коленчатого вала не превышает допустимых. В то же вре­мя штатный винт с такой же загруз­кой не обеспечил использование пас­портной мощности мотора из-за недо­бора оборотов, например, на «Про­грессе» на 1000 об/мин.

Таким образом, штатный винт не годится для достижения возможной максимальной скорости даже при ча­стичной загрузке многих серийных мотолодок широкого потребления. Он не может считаться также и скоростным, так как обладает во всем диа­пазоне скоростей до 40 км/ч мень­шим эффективным упором, чем винты № 4 и № 5 (рис. 4) и, согласно на­турным испытаниям лодок, обеспечи­вает скорость с двумя чел. на борту, на 1—2 км/ч меньшую из-за неудач­ной формы лопасти.

privet10

Анализ многих скоростных испы­таний большинства современных се­рийных мотолодок с установленными на них моторами мощностью до 25 л. с. показывает, что максималь­ная скорость при нагрузке 1—2 человека не превышает 40 км/ч, если обо­роты не выше допускаемых. С учетом

этого, согласно расчету и эксперимен­там, скоростной винт для подвесного мотора «Привет-22» должен иметь не­сколько больший диаметр (D = = 0,25 м) и меньший шаг (Я = = 0,28 м; H/D — 1,12) по сравнению с существующим штатным. Увеличе­ние диаметра винта приводит к уве­личению эффективного упора в диа­пазоне скоростей от 0 до 25 км/ч, что необходимо для облегчения выхода на глиссирование.

Таким образом, оптимальными винтами мотора «Привет-22» для про­мышленных серийных моторных ло­док можно считать 3 винта, имеющих одинаковый диаметр D = 0,25 м и различные шаги 0,230; 0,250 и 0,280 м соответственно для грузового, штат­ного и скоростного.

Несмотря на то, что натурные ис­пытания были проведены на пяти различных по размерениям лодках при различной их загрузке и различ­ной центровке по длине, почти все экспериментальные точки замеров оборотов мотора и скорости движения располагаются близко к кривой, полу­ченной при испытаниях мотора «При­вет-22» в опытовом бассейне с таким же винтом, какой имел мотор при натурных испытаниях. Это указывает на обобщенный характер результатов, полученных при испытаниях моторов в опытовом бассейне, которые можно считать паспортными и пригодными для использования при анализе на­турных испытаний глиссирующих мо­торных лодок.

Буксировочное сопротивление по­груженной части мотора «Привет-22» без винта (рис. 5) меньше, чем у мо­тора «Нептун-23», благодаря меньшей смоченной поверхности и более удач­ным обводам дейдвуда, создающим меньшее брызгообразование на всех скоростях движения.

Для расчета буксировочного со­противления подводной части на ско­ростях до 50—55 км/ч можно пользо­ваться приближенными экстраполяционными формулами, полученными по результатам испытаний моторов:

W = 0,143V2— для «Привета-22» и

W = 0,175 V2 — для «Нептуна-23», где скорость V выражена в м/с.

Boatportal.ru

logo