Вступ

Перетворивши накопичену енергію в будь-якій формі в обертальний рух, виникає питання, як використовувати її для просування човна через воду. Катери з повітряним рушієм використовують повітряні гвинти як засіб руху, але вони є винятком. Щоб зробити рух вперед майже всі інші моторні судна покладаються на прискорюючуся воду.

Кавітація

Кавітація – це термін, який може стати джерелом деякої плутанини. Кавітація відбувається, коли тиск води настільки низький, що вода закипає і утворюється міхур водяної пари. Саме коли ці бульбашки руйнуються, виразну ерозію видно на гвинтах. Те, що часто називають «кавітацією», коли пропелер обертається через те, що повітря всмоктується з поверхні в пропелер, насправді правильно називати вентиляцією.

У тих випадках, коли потужність, що подається на вал, настільки висока, що запобігати утворенню кавітації практично неможливо, можна використовувати «суперкавітуючі» гребні гвинти з лопатями особливої ​​форми. Дані лопаті допускають кавітацію, але без пошкодження лез, дозволяючи бульбашкам лопатися поки вони спускаються вниз за течією від пропелера.

Стандартні вали і пропелери

Стандартний привід вала знайомий більшості людей, які мають якесь відношення до човнів. Двигун веде вал (майже завжди через редуктор), який виступає через корпус за допомогою кормового ущільнення. До цього валу прикріплений пропелер з фіксованим кроком, який потім використовується для просування човна через воду. Якщо вал досить довгий, він буде підтримуватися уздовж своєї довжини, принаймні, однією скобою. Найбільш поширеними типами скоб, які ви побачите, буде скоби форми «P» або «A».

Гребний гвинт регульованого кроку (CPP)

Гвинт регульованого кроку частіше використовується на великих комерційних судах і суперяхтах, ніж на невеликих вітрильних яхтах, і, як випливає з назви, лопаті гвинта можуть управлятися для забезпечення необхідної тяги. Лопаті також можуть бути зафлюгірованними, щоб не створювати тягу або забезпечувати задню тягу, поки вали продовжують обертатися в прямому напрямку. Обладнання, необхідне для роботи гвинта регульованого кроку, є складним і рідко використовується в малих судах.

Autoprop

Компанія Brunton’s Propellers розробила Autoprop як автоматичного пропелера змінного кроку для яхтового ринку. Крок гвинта зміниться, щоб зробити необхідну тягу для обертання валу з урахуванням вимог до потужності. Його часто можна знайти на вітрильних човнах і, особливо на моторних вітрильниках, де можливість регулювання кроку гребного гвинта відповідно до умов особливо корисна.

Складні гвинти

Складні гвинти майже повністю обмежені швидкісним флотом вітрильних яхт. Гвинт зазвичай встановлюється в складеному положенні до тих пір, поки до валу гвинта НЕ буде прикладена достатня потужність, яка змушує відцентрову силу на лопатях долати пружину, яка утримує лопаті в закритому положенні. Складні пропелери зазвичай бувають з двома лопатями, але є кілька версій з трьома лопатями. Вони зазвичай не дуже ефективні при русі човна, особливо в зворотному напрямку, оскільки конструктивні обмеження в забезпеченні гідродинамічної складчастої форми суперечать вимогам для створення ефективного пропелера.

Забортний рушійні агрегат

Транцевий гребний агрегат або забортний рушійні агрегат походять від ідеї приводити в рух підвісний гвинт внутрішнім двигуном. Транцеві гребні агрегати мають різні переваги і недоліки в порівнянні як з внутрішніми двигунами, що приводять в рух звичайні вали, так і з підвісними моторами. Надійність внутрішнього двигуна зазвичай вище, ніж у аналогічного підвісного двигуна. Істотною перевагою є те, що двигун можна встановлювати з горизонтальною віссю, що полегшує конструкцію двигуна. До недоліків, проте, відноситься втрата доступності транця. Вартість не може бути істотним фактором у виборі.

Вітрильний привід

Вітрильний привід – це термін, який використовується для опису пристрою, встановленого на вітрильних човнах, який забезпечує рух. Зазвичай вітрильний привід розташований приблизно на 1/5 довжини корпусу від корми. Залежно від конструкції вітрильний привід може бути «керованим» від штурвала або закріплений безпосередньо перед кермом.

Щоб зменшити опір, викликаний лопатями пропелера, багато вітрильних приводів мають складні лопаті гребного гвинта, які складаються при відключенні харчування. Ці лопаті можуть використовуватися як для руху вперед, так і за кормою, але зазвичай вони не «керовані», на манер описаних вище гребних гвинтів регульованого кроку.

Водометний

Спосіб, яким можна керувати водометним двигуном, різко відрізняється від способів управління двигунами, які оснащені звичайними гребними гвинтами. Іноді водометні установки називають насосно-струминними установками, так як вони саме цим і є. Принцип, за яким вони працюють, той же, що при роботі з віддачею від гвинтівки або, можливо, ближче до поштовху, який відчувається при утриманні пожежного шланга. Прискорюючи воду в кормовій частині човна, на човен діє пряма тяга.

Водометниа установка по суті являє собою насос, який забирає воду, як правило, з водозабору під човном, а потім прискорює і випускає воду через випускний отвір в транці.

Щоб забезпечити рульове управління, використовується направляючий випускний отвір, який дозволяє змінювати напрямок потоку води. Для того щоб човен мав можливість руху заднім ходом, використовується напрямна лопатка або дефлектор, розташований за кормою, який змінює напрямок потоку води. Це означає, що двигуну не потрібна реверсивна коробка передач, і навіть якщо він буде встановлений, він не буде працювати з водоструминним двигуном, оскільки вихід води зазвичай знаходиться над ватерлінією.

Водометний гідропідсилювач встановлюється виключно для забезпечення додаткової тяги, і ні рульовий направляючий отвір, ні напрямна лопатка в цьому випадку не встановлюються. Якщо на човні встановлені три або чотири водометних двигуна, то центральний двигун або форсунки будуть використовуватися тільки в якості гідропідсилювача на високій швидкості.

Подача води через водометний двигун, як правило, повертається під прямим кутом (всмоктування знизу, через насос і через корму). Цей прямий кут може бути підданий кавітації і впливу надмірної корозії.

Носові / кормові підрулючі пристрої

Для полегшення маневрування в обмеженому просторі деякі яхти, катера і кораблі можуть бути оснащені носовими і / або кормовими підрулюючими пристроями. Зазвичай це невеликі гвинти, встановлені на горизонтальній осі під прямим кутом до нормального напрямку руху. У разі носових підрулюючих пристроїв на яхті вони зазвичай поміщаються в трубу, врізану в корпус відразу за кормою. При подачі живлення (електричного або гідравлічного) підрулюючий пристрій в носовій частині змусить ніс розвернутися на лівий або правий борт. Це значно полегшує швартування чи маневрування в невеликих приміщеннях.

Для великих поромів управління може здійснюватися одним важелем. Передні і кормові рухаючі керують головними двигунами. Лівий і правий борт керують носовою або кормовим підрулюючим пристроєм. Комбінація простих рухів може направити паром в потрібному напрямку, при цьому навіть в умовах сильного вітру або вітру потенційні ризики вкрай невисокі.

Гідропривід

Периферійним двигуном є гідравлічний привід. Дизельний двигун використовується для створення тиску в гідравлічній системі. Гідравлічна потужність, в свою чергу, використовується для обертання гвинтів, зазвичай для маневрування. Цей привід зазвичай не зустрічається за межами промислового будівництва, буріння або днопоглиблювальних робіт в промисловості.

Приводи з підсмоктуванням повітря Arneson

Приводи з підсмоктуванням повітря Arneson використовують перетинаючі поверхню води пропелери і, в певному сенсі, вони аналогічні забортним двигунам в тому, що рульове управління забезпечуються самими приводами.

Читати далі – Приклади приводів

Повний список статей циклу – Короткий вступ в яхтовий брокераж