Журнал Моделист-конструктор №7, 1968 г - Столяров Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
На месте все суда удерживаются на плаву в соответствии с законом Архимеда. На ходу же некоторые из них поддерживает еще и гидродинамическая подъемная сила - это сила, с которой частицы воды, не успевшие расступиться перед идущим судном, давят на его наклонное днище. Суда, поддерживаемые на ходу архимедовой силой, называют водоизмещающими. Обводы этих судов очень плавные, с закругленным переходом днища в борта (скулами) и острыми ватерлиниями в корме. Суда, поддерживаемые гидродинамической подъемной снлой, называют глиссирующими. Днище у них почти плоское, скулы острые, а корма тупая (транцевая).
Гидродинамическая сила с ростом скорости хода увеличивается и поднимает днище к поверхности воды. Архимедова же сила из-за уменьшения подводного объема становится очень небольшой. Сопротивление водоизмеща-ющих н глиссирующих судов по мере увеличения скорости хода повышается различно. Полное сопротивление водоизмещающих судов растет как квадрат скорости: если скорость увеличивается вдвое, то сопротивление возрастет вчетверо; если втрое, то в девять раз. Сопротивление глиссирующих судов на малых скоростях растет быстрее, чем судов водоизмещающих. С наступлением же глиссирования оно почти прекращает расти и вновь резко увеличивается лишь на очень больших скоростях (рис. 1).
Чем больше длина водоизмещающего судна по сравнению с его шириной и чем плавнее обводы, тем меньше его волновое сопротивление. У глиссирующих судов эта величина тем меньше, чем меньше угол наклона днища к горизонту. Сопротивление трения у всех судов тем меньше, чем меньше поверх-
P и с. 2. Силы, действующие на лопастях работающего гребного винта.
сторона разрежения
сторона ДАВЛЕНИЯ
І" "СІЛ ГЛ?ГГЖГНИЯ
гребного
РАЗДЕЛ
Тема
сторона давления
минмивмвя
Рис. 3. Сечения лопастей винта.
ГЛ H CCH PbtoiUCl СУДНО
Рис. 1. График изменения сопротивления при увеличении снорости у глиссирующих и водоизмещающих судов.
ность подводной части корпуса и чем незначительнее ее шероховатость. Величину сопротивления необходимо знать прн подборе гребного винта я определении потребной мощности двигателя.
Гребной винт. Всякий движитель служит для того, чтобы создавать тягу - горизонтальную силу, движущую судно. Гребной винт создает тягу за счет того, что при вращении лопастей в воде иа их передней по ходу судна стороне образуется разрежение, а на задней - давление. Благодаря этому возникает сила, направленная по оси винта, называемая упором (рис. 2). Чтобы упор (а значит, и тяга) был возможно большим, сечення лопастей делают как у крыла самолета: одна их сторона выпуклая, другая - прямая либо немного вогнутая (рис. 3); кромки лопастей - острые. Каждое поперечное сечение повернуто по сравнению с соседним вокруг оси лопасти, и поэтому по-
ШАГОВОЕ ОТНОШЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СУДОВЫХ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ
Таблица 1
ТИП СУДНА
лопастей отношение
Крупное пассажирское 3-4 0,9-1,2
Среднее и малое пас-
сажирское .... 3-4 0,9-1,2
4 0 7-1,0
Линкор...... 3-4 0,9-1,2
Эсминец ...... 3-4 1,1-1,2
Речное пассажирское 3-4 0,8 1,1
Подводная лодка . • 3-4 0,9 1,2
верхность лопастей получается винтообразно закрученной. Если поместить гребной винт в гайку то за один оборот все сечения лопасти пройдут вдоль его оси одинаковый путь. Этот путь называется геометрическим шагом винта.
В воде винт проходит меньший путь, так как вода отступает от задней поверхности лопастей. Путь его в воде называют поступью винта, разность между шагом и поступью - скольжени !м. Величина упора зависит от отношения шага к диаметру и от площади лопастей. Подобрать к судну гребной винт - значит найти диаметр и шаг винта, а также площадь лопастей, при которых для заданной скорости хода судна и мощности двигателя упор был бы наибольшим. Если скорость модели должна быть масштабной (то есть соответствовать скорости судна и масштабу модели), а не наибольшей возможной, то гребной винт подобрать нетрудно (см. таблицы 1, 2).
Задав винту максимальный диаметр и сделав площадь лопастей равной половине площади диска винта а шаг - равным половине диаметра, можно испытывать модель. Если скорость окажется неподходящей, то для ее изменения надо увеличивать или уменьшать шаг, а также постепенно обрезать лопасти по диаметру винта. Если скорость должна быть наибольшей возможной, винт подбирается так, чтобы двигатель развивал расчетное число оборотов. Установив на валу двигателя редуктор (например, червячный) с электроконтактами, а на мачте модели - электролампочку, можно, испытывая мо дель на корде, сосчитать число оборотов по числу вспышек лампочки. Для подбора винтов к модели удобно иметь ступицу, позволяющую устанавливать на ней съемные лопасти.
ГРЕБНЫЕ ВИНТЫ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ
Таблица 2
Моделируемое судно Длина модели в MM Характеристики двигателя Скорость кода модели в км/час Характеристики винта
Глиссирующий торпедный катер 690 Число оборотов 4000 об/мин 42 Две лопасти Диаметр 50 мм Шаг 165 мм
Глиссирующий торпедный катер 1000 То же Масштабная Две лопасти Диаметр 55 мм LUar 85 мм
