Частично погружённые винты.

Обсуждаем лодки, моторы, настройки, доработки, испытания и результаты.
Аватара пользователя
oberon
Постоялец
Сообщения: 1778
Зарегистрирован: 21 сен 2016, 17:07
Откуда: Канатчикова дача
Понравилось: 1136 раз
Отметили : 1188 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение oberon » 15 дек 2018, 23:48

Всем привет!
В продолжение разговора о выборе или проектировании оптимального ЧПВ винта по данным серийных испытаний, начатого в теме «Все о винтах».
Имеем следующие исходные данные Дениса:
Вариант 1 - "Умеренный оптимизм". :pardon:
Скорость 86,7 км/ч, расчетное сопротивление корпуса 71 кгс.
Вариант 2 - "К чёрту умеренность" :lol: :
Скорость 91 км/ч, расчетное сопротивление корпуса 68,5 кгс.
Указанные расчетные сопротивления на указанных скоростях сходятся с тягой мотора 30 л.с. при КПД винта 77%, редукция мотора 1,92, доступный диапазон диаметров винтов: 9,5 - 11 дюймов.
Низкие сопротивления корпуса получились благодаря уменьшению сопротивления «ноги» мотора за счет подъема из воды обтекателя редуктора.
Как уже писАл, самое сложное в этом деле - найти в открытых источниках информации данные об испытаниях винтов.
На данный момент времени, мне удалось найти опубликованные результаты всего для одного трехлопастного ЧПВ винта с высоким шаговым отношением, подходящим для гоночных целей.
Это винт шведской суперкавитирующей серии, с клиновидным профилем сечения, переменным по диаметру шагом, дисковым отношением 0,5 и шаговым отношением 1,9, испытанный в режиме нескольких относительных погружений японцами.
Авторами были опубликованы полные данные испытаний серии из трех винтов с шаговыми отношениями 1, 1,3 и 1,6.
Винт из этой же серии с шаговым отношением 1,9 в той работе вообще не упоминался, он случайно «всплыл» в более поздней японской же публикации, при этом в ней была представлена всего одна его экспериментальная кривая - для коэффициента упора.
В принципе, даже это для нас уже очень неплохо, потому что если проводить расчет от известного сопротивления корпуса, то в первую очередь нам и нужна кривая коэффициента упора. Без кривой момента можно вообще обойтись, предсказав в кривой КПД с какой-то, пусть даже и не слишком большой точностью, положение ее максимума и его значения.
В общем, далее с помощью всяких разных регрессий, экстраполяций и какой-то матери я этими предсказаниями и занялся, итогом чего стал небольшой приблизительный кусочек кривой КПД в районе его максимума, представленный на рисунке вместе с экспериментальной кривой коэффициента тяги винта для погружения 0,33 диаметра. Для расчета винтовых характеристик на малых и промежуточных скоростях этого кусочка КПД, конечно, недостаточно, но для максимальной скорости, которая нас в первую очередь и интересует, он вполне сойдет.
Дальнейший расчет весьма простой.
Подставляем в формулу коэффициента упора Kt = T/(102*(n^2)*(D^4)) один из расчетных упоров Т (равный сопротивлению корпуса, кгс), и какой-то из доступных диаметров винта D (в метрах).
После этого варьируем значение оборотов винта n (об/сек) в разумном диапазоне с каким-то шагом, я это делал через 100 оборотов двигателя. Для каждых оборотов винта получаем свое значение Kt. Чтобы нанести эти значения на диаграмму в виде зависимости, нам нужно еще для каждого из посчитанных значений Kt посчитать соответствующее ему значение относительной поступи J= V/(n*D), которая у нас находится на горизонтальной оси диаграммы. Скорость V (м/с) в этой формуле нам известна, диаметр - задан, остается также варьировать обороты.
Таким образом, для одного определенного диаметра винта и одного требуемого на какой-то скорости упора мы получаем свою зависимость коэффициента упора от оборотов.
Нанеся эти зависимости на диаграмму и найдя их точки пересечения с кривой Кт винта, мы можем узнать обороты, при которых будет работать мотор, а поднявшись вверх от точки пересечения по вертикальной прямой, найти соответствующее значения КПД.
Далее остается выбрать лучший из возможных вариантов.
Естественно, что кривые должны быть построены в одном масштабе - если на диаграмме написано "7Kt", то и рассчитанные по первой формуле значения Kt надо тоже умножить на 7.
На рисунке представлены три такие зависимости, с отсечками через 100 оборотов.
Красная – вариант для 86,7 км/ч, синяя – вариант для 91 км/ч. Обе кривые построены для винта 11 дюймов. Меньший диаметр не оптимален - третья, оранжевая зависимость приведена, как пример - что будет, если мы возьмем винт с диаметром 10 дюймов и тем же шаговым отношением 1,9 (то есть 19 шага).
Наглядно видно, что крутить этот винт нам придется до 6800 оборотов, при этом мы еще и несколько проиграем в КПД.
Первые же две кривые пересекаются с кривой Kt при вполне разумных оборотах, при этом пересечения эти лежат в районе максимума КПД. То есть данный конкретный трехлопастной винт с диаметром 11 дюймов, шагом 21 дюйм, дисковым отношением 0,5 при расчетном погружении 0,33 вполне подходит для задач Дениса.
Ну а дальше надо решать, стОит ли проектировать и изготавливать винт, или найти и купить подходящий готовый.

SSPA_1,9.jpg

Аватара пользователя
Николай В.
Постоялец
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 25 ноя 2016, 10:25
Понравилось: 119 раз
Отметили : 122 раза
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение Николай В. » 16 дек 2018, 17:59

Привет.
Главным технорям осталось воплотить все это в металл.

Аватара пользователя
Денис Мастер Марин
Постоялец
Сообщения: 1027
Зарегистрирован: 22 сен 2016, 09:05
Откуда: Набережные Челны
Понравилось: 1133 раза
Отметили : 887 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение Денис Мастер Марин » 16 дек 2018, 21:04

oberon писал(а):Источник цитаты винт с диаметром 11 дюймов, шагом 21 дюйм, дисковым отношением 0,5


Привет, Слава!
Работа грандиозная :good:
Посмотрел предложения от Ron Hill... не нашел ничего по диаметру и шагу. Диаметр ещё встречается, шага нет у него такого. Смотрел винты до 70 сил.
Ещё очень меня смущает дисковое. У его "колунов", по-моему, дисковое отношение сильно меньше требуемого.
На днях поеду "пытать" литейщиков. Там ясно будет.
И ещё. Я правильно понимаю, что при таком заглублении диаметр ступицы вторичен? Всё равно, ступица в диаметре мешьше 95 мм над водой "поедет".

P. S. Чувствую не купить такой винт.
Водно-моторный клуб "Мастер Марин"
г. Набережные Челны

Аватара пользователя
oberon
Постоялец
Сообщения: 1778
Зарегистрирован: 21 сен 2016, 17:07
Откуда: Канатчикова дача
Понравилось: 1136 раз
Отметили : 1188 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение oberon » 17 дек 2018, 00:05

Денис Мастер Марин,
Денис, привет!
По дисковому отношению - Саша A-shurik писал, что у его винта от Рона Хилла дисковое 0,4. Если ориентироваться на это значение, то коэффициент тяги (вместе с коэффициентом момента), по моим представлениям, "просядет" процентов на 12 -15. Что приведет к росту оборотов на 150-200.
Я думаю, что как минимум наполовину, этот рост оборотов ты компенсируешь опусканием винта на тот 1 см запаса при ступице диаметром 75 мм, который у тебя сейчас есть. Я бы не стал уменьшать этот запас, увеличивая ступицу, будет меньше пространства для маневра.
В общем, мне кажется, что с дисковым 0,4 вполне можно вписаться, если, конечно, такой винт найдется.
P/S/ A есть ли что с шагом 22- 21 в диаметрах 10,5 или 10? Можно попробовать прикинуть, главное, чтобы шаговое было не более 2,1, выше я не возьмусь предсказывать.

Аватара пользователя
влад
Постоялец
Сообщения: 245
Зарегистрирован: 28 сен 2016, 18:10
Откуда: Набережные челны
Понравилось: 72 раза
Отметили : 195 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение влад » 17 дек 2018, 01:43

Вот что у Хилов есть в наличии по ближе к вашим хотелкам . Не написано что для тохи , но думаю подойдет .
https://www.ebay.com/itm/Signature-Clea ... 232e816273
https://www.ebay.com/itm/Signature-Clea ... 5b12377371
https://www.ebay.com/itm/Signature-Clea ... 5b1e01c6ac
https://www.ebay.com/itm/Signature-Semi ... 23733b8db1
У последнего дисковое побольше должно быть чем у чистого колуна и интерцепторы более развитые
Водно-моторный клуб "Мастер Марин"
г. Набережные Челны

Аватара пользователя
влад
Постоялец
Сообщения: 245
Зарегистрирован: 28 сен 2016, 18:10
Откуда: Набережные челны
Понравилось: 72 раза
Отметили : 195 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение влад » 17 дек 2018, 06:11

Если брать мерковский винт , то втулку заказывать надо от тохи , там разница вроде есть по ширине или глубине шлицов .
Водно-моторный клуб "Мастер Марин"
г. Набережные Челны

Аватара пользователя
oberon
Постоялец
Сообщения: 1778
Зарегистрирован: 21 сен 2016, 17:07
Откуда: Канатчикова дача
Понравилось: 1136 раз
Отметили : 1188 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение oberon » 17 дек 2018, 11:30

Влад, привет!
Первые три винта легковаты, По последнему не знаю, он какой-то вообще не типичный по внешнему виду.
Посмотрел Винрейс, тот файл, что Саша A-shurik недавно выкладывал. Там вроде как есть требуемый диаметр, и шаг. По дисковому отношению этих винтов, наверное, Винрейс можно запросить - не думаю, что это какой-то секрет. Внешне похоже на 0,5.
И цена не очень понятна, озвученный диапазон от 3000 до 5000 крон очень велик, интересно, от чего и как это зависит.

Отправлено спустя 2 часа 23 минуты 15 секунд:
Хочу еще одну картинку добавить, чтобы пояснить, как так выходит, что винты, предназначенные для 40-70 сил вдруг подходят для 30 сил.
К нижней кривой Kt с погружением винта 0,33 добавил 2 экспериментальные кривые для погружений 0,5 и 0,66. А к красной кривой с отсечками оборотов для 30 л.с. добавил оранжевую кривую с отсечками для 60 л.с. Обе эти кривые посчитаны для винта 11 дюймов с шагом 21 дюйм, скорость 87,6 км/ч. Редукция одна и та же - 1,92. Масштаб чуть уменьшил, по сравнению с предыдущей картинкой, чтобы новые кривые выше КПД не вылезали.
Теперь смотрим, что у нас получается при опускании винта вниз.
Во-первых, резко возрастает упор (а вместе с ним и момент на винте).
Для того, чтобы добраться примерно до тех же оборотов, что и раньше, на заглублении в половину диаметра требуется уже не 30, а 60 сил.
Упор при этом также возрастает вдвое. Но и сопротивление лодки из-за погружения обтекателя редуктора сильно растет. Причем, погружение на 0,5 диаметра самое плохое с точки зрения этого сопротивления - обтекатель пересекает поверхность воды в самом широком месте, создавая максимальное брызговое сопротивление.
При дальнейшем заглублении, на две трети диаметра, данный винт становится тяжеловат даже для 60 л.с.
Вот примерно в этом режиме и едут спортсмены в классе PR-4, компенсируя чуть меньшим диаметром винта избыток тяги и момента на таком погружении. Только винты у них четырехлопастные, с немного меньшим КПД.
А "лишние" 30 л.с. уходят, в основном, на возросшее сопротивление ноги мотора. Ну и корпус чуть потяжелее.
Вложения
SSPA_1.9_2.jpg

Аватара пользователя
River motion
Новичек
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 03 июл 2018, 04:34
Понравилось: 7 раз
Отметили : 30 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение River motion » 17 дек 2018, 19:09

Классс, я вас почитаю ещё несколько страничек, и смогу рассказать что у меня происходит)!
В любом случае смогу назвать, то что вижу.


Крутящий момент не пишут при продаже мотора, ямаха 30д, имеет приеимущество в этом для дискового отношения перед двухцилиндровой, однокарбюраторной. Так же как и сузуки 25 550 кубов, но в сузуки ещё и на 50 см больше, - в 25лс
больше крутящего чем в 500 см 30 сил, обьем понятно.
Что б раскрутить дисковое отношение нужно учитывать крутящий момент, данных только не много.

Вот и думаю что порезать в своем 21-ом винте, шаг или диаметр

Отправлено спустя 1 минуту 38 секунд:
Или ждать пока сузуки дт 25ц в продаже появиться)

Аватара пользователя
A-shurik
Постоялец
Сообщения: 143
Зарегистрирован: 25 ноя 2016, 21:24
Откуда: Самара
Понравилось: 110 раз
Отметили : 115 раз
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение A-shurik » 17 дек 2018, 21:28

Всем привет.
Слав, у меня ступица маленькая и лопасти уже и вытянуты. Я бы не сильно брал именно мой винт за ориентир. Да дисковое 0,4 и таких винтов он больше не выкладывает. Замет, выходная кромка не такая толстая как на других винтах.
IMG-20170727-WA0006.jpg
IMG-20170727-WA0006.jpg (92.57 КБ) 346 просмотров

IMG-20170727-WA0008.jpg
IMG-20170727-WA0008.jpg (95.92 КБ) 346 просмотров

IMG-20170727-WA0009.jpg
IMG-20170727-WA0009.jpg (90.43 КБ) 346 просмотров

Написал еще раз в Винрейс, по стоимости винтика на мой мотор с 9,25 и шагом 14,5, но ответа так и нет, четвертый день.

Еще момент, этот винт не работал в режиме ЧПВ, но при проходе волны, когда он оказывается на срезе сред, возникает большой кренящий момент. Возможно из-за килеватого корпуса, но ощущения не из приятных. Так-же лодка реагирует на резкий сброс газа.
На катамаранах думаю это менее заметно.
Для себя пока не понял, какое делать заглубление для данного винта, чтоб он вышел именно на ЧПВ. Тут посоветовали, чуть прижать мотор, тогда винт меньше будет кренить лодку.
У кого какие мысли?
« Скорость ни разу никого не убила, внезапная остановка… вот что убивает. » Джереми Кларксон

Аватара пользователя
Николай В.
Постоялец
Сообщения: 343
Зарегистрирован: 25 ноя 2016, 10:25
Понравилось: 119 раз
Отметили : 122 раза
Контактная информация:

Частично погружённые винты.

Сообщение Николай В. » 17 дек 2018, 22:35

Привет.
Мотор надо не прижимать к транцу, а сдвинуть в противоположную сторону , что бы погасить опрокидывающий момент от винта.


Вернуться в «Лодки, моторы и другая техника.»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 3 гостя