Елементи и геометрични съотношения на витлото на корабния модел
Основните елементи на витлото на модела на кораба са:d— диаметър на витлото;zе броят на лопатките;A- площта на кръга, описан от витлото;Acе общата площ на изправената повърхност на всички лопатки на витлото;dc—диаметър на главината;hz—геометрична стъпка на витлото.
Геометричната стъпка на витлото на корабен модел представлява разстоянието, което витлото би изминало за един пълен оборот в твърда, неподатлива среда, като например гайка (фиг. 141). Напротив, водата е гъвкава среда и се отдръпва при най-малък натиск върху нея.
Следователно витлото във вода пътува по-малко за един оборот, отколкото в гайката, разстоянието, което се нарича действителна стъпка или стъпка на витлото. Разликата между геометричната стъпка и походката се нарича плъзгане. Въпреки това, когато изчисляват стъпката на витлото, те използват не количеството приплъзване, а така нареченото относително приплъзванеS0.
Приблизителни стойности на относителното приплъзване за витла на самоходни модели - от 0,2 до 0,3, за витла на високоскоростни радиоуправляеми модели - от 0,1 до 0,15, за витла на високоскоростни модели с кабел - от 0,15 до 0,20.
Фиг. 141. Стъпка, стъпка и плъзгане на витлото.
При изчисляването на витлата е от особено значение правилният избор на съотношението на стъпката на витлото, което е една от най-важните му хидродинамични характеристики. Съотношението на стъпката на витлото p определя режима на работа на витлото и двигателя и се характеризира с отношението на геометричната стъпка на витлотоhgкъм диаметъра на витлотоd,, т.е.
В зависимост от предназначението на витлото за модела, съотношението на стъпката на витлото се избира в диапазона от 0,4 до 3,0. Колкото по-бърз е моделът искорост на двигателя, трябва да се избере по-голямата стойностp. Например, за витла на самоходни модели със скална скоростpтрябва да бъде в рамките на 0,4-0,7, за високоскоростни радиоуправляеми модели с електродвигатели - 0,6-1,0, за същите модели с двигатели с вътрешно горене - 1,0-1,3, а за винтови високоскоростни модели с кабел достига стойност 2,6-2,9.
Една от характеристиките на витлото, показваща отношението на площта на всички лопатки на витлотоAdкъм площта на кръгаA,, чийто диаметър е равен на диаметъра на витлото, е така нареченото съотношение на диска на витлото или съотношението на площтаAd
С увеличаване на съотношението на диска средната ширина на лопатката на витлото се увеличава. Съотношението на диска варира от 0,2 до 1,2. Ако стойността на съотношението на диска е по-голяма от единица, тогава общата площ на всички лопатки е по-голяма от площта на диска на витлото и лопатките се припокриват една с друга (фиг. 142). Колкото по-ниска е скоростта на двигателя и колкото по-бавна е скоростта на модела, толкова по-голямо трябва да бъде съотношението на диска. Например, ако за витла за самоходни модели съотношението на диска може да бъде в диапазона 0,5–0,8, тогава за витла за високоскоростни модели с кабел то е не повече от 0,2–0,25. С намаляване на съотношението на диска, ефективността витлото ceteris paribus при високоскоростни модели се увеличава.
Фиг. 142.Витла с дисково отношение по-голямо от едно.
Относителен диаметър на главината, т.е. съотношение на диаметъра на главината към диаметъра на винта
трябва да бъде не повече от 0,5-0,2.
С увеличаване на диаметъра на главината, акцентът и ефективността винтовете се намаляват чрез увеличаване на триенето на главината върху водата. Дължината на главината трябва да бъде такава, че страничната проекция на лопатките да е напълно поставена върху главината. На местата, където са закрепени ръбовете на остриетататрябва да бъдат направени закръглени, осигурявайки плавен преход от острието към главината.
Съотношението на диаметъра на витлотоdкъм тягатаTза самоходни модели с мащабна скорост трябва да бъде избрано в рамките на 0,5—0,6. За радиоуправляеми високоскоростни модели това съотношение съответства на 1,2-1,4. Чрез стойностите на тези съотношения е възможно приблизително да се определи диаметърът на винта за посочените модели: d = (0,5-0,6)T
По-малки стойности на тези съотношения се вземат за нискоскоростни модели, а по-големи за високоскоростни модели. Например за витлото на пътнически кораб може да се вземе
и за витла на крайцер, разрушител - 0,6. Диаметрите на витлото за високоскоростни модели с кабел могат да бъдат препоръчани, както следва: за модел с двигател с вътрешно горене с обем на цилиндъра 2,5 cm 3 от 40 до 50 mm, с двигател 5 cm 3 от 45 до 55 mm, с двигател 10 cm 3 от 60 до 70 mm.
Фиг. 143. Формата на контурите на остриетата.
Формата на контурите на лопатките на витлото се избира в зависимост от вида на кораба, скоростта, газенето и оборотите на двигателя. Те могат да бъдат симетрични и асиметрични (фиг. 143). На практика за витла от всички модели (с изключение на високоскоростните кабелни) по-често се избира елипсовидна форма на лопатки с плоско-изпъкнало сегментно сечение.
За витла с тесни лопатки за високоскоростни модели с кабел се препоръчва саблевидна лопатка с антикавитиращ (с форма на клюн) профил на сечението. Най-голямата ширина на острието за елипсовидни контури е около 0,7; а за саблевидни контури - 0,6 от максималния радиус на винта.
Освен това максималната ширина на лопатката за витла на високоскоростни кабелни и високоскоростни радиоуправляеми модели с двигатели с вътрешно горене се препоръчва да се вземе от порядъка на 0,2 - 0,25d,, а за витла на всички останали модели (0,3-0,35)d.
Фиг. 144. Промяна на дебелината на острието.
Дебелината на острието от корена до неговия край трябва постепенно да се намалява, така че генераторът на спиралната повърхност на лопатките да е права линия, която може да се отклони назад или напред с 10-15 ° от вертикалната ос на винта (фиг. 144). Такова отклонение на лопатките към кърмата се извършва при модели с един ротор, за да се увеличи разстоянието между витлото и тялото.
За високоскоростни витла (модели с високоскоростно въже и високоскоростни управляеми модели), лопатките трябва да бъдат поставени под прав ъгъл спрямо оста, за да се елиминират вредните ефекти от центробежните инерционни сили, които биха могли да огънат и дори да счупят лопатките от главината.
Витлата с лопатки, разширени в краищата (фиг. 143, B иE),създават повече акцент, но също така консумират повече енергия. ефективност такива винтове са малко по-ниски. Ножовете с широк връх и елипсовидни остриета с максимална ширина по-голяма от 0,35dмогат да се използват при модели с двигатели до 3000 об./мин.
По този начин, за да се гарантира висока ефективност. витло, краищата на лопатките му не трябва да са твърде широки и не много тесни. Обикновено се препоръчва за елипсовидни винтове 0,35d,и за саблевидни винтове 0,3d(фиг. 143,AиD).