Для чего заниматься подбором гребного винта владельцу подвесного мотора, или круизного катера ясно далеко не всем. Наиболее часто высказывается мнение: плаваю я себе с одним винтом, с которым приобрёл мото р(или катер) в магазине, всё при этом в порядке, зачем что-то ещё делать?
А вот зачем.

1. Начнём с того, что всегда необходимо иметь в лодке запасной винт к мотору, чтобы не оказаться в опасной ситуации. Независимо от глубины водоёма, в котором эксплуатируется судно, вероятность повреждения винта плавающими предметами и при подходах к берегу довольно велика. Даже самые распрекрасные винты из нержавеющей стали зарубежного производства не крепче подводных камней. А раз всё равно приходится возить с собой запасной винт, почему бы не быть ему более скоростным (или грузовым) по сравнению со штатным?

2. Применение различных винтов для разных вариантов загрузки лодки позволяет добиться максимальной скорости движения. Глиссирующая мотолодка с полной нагрузкой имеет кривую зависимости сопротивления от скорости с характерным "горбом". В том случае, если путём применения грузового винта удаётся вывести лодку на режим глиссирования, скорость возрастает с 17~18 км/ч до 32~34 км/ч, т.е. почти в два раза. Если же штатный винт мотора для малой загрузки лодки слишком лёгкий, за счёт подбора оптимального скоростного винта можно увеличить скорость на 3~5 км/ч. Даже если владельца устраивает скорость лодки со штатным винтом, почему бы не повысить её столь простым и доступным способом? Какой же русский не любит быстрой езды?

3. Даже если быстрая езда владельцу не по душе, с оптимальным винтом он может, выйдя на глиссирование, сбросить "газ" до среднего и тем самым получить весьма значительную экономию топлива, что в наше время весьма актуально. Одновременно значительно снизится шум мотора и путешествие сделается значительно приятнее.

4. Мотор работает с оптимальным винтом в наиболее благоприятном режиме. При этом обеспечивается наименьший износ мотора, наиболее полное сгорание топлива и наименьшее загрязнение водоёма.

Правильно подобраный винт - залог долговечности вашего двигателя и приятного времяпровождения на воде.

Приятного отдыха!

Гребной винт на любом моторизированном плавсредстве - очень важная составляющая силовой установки. От его правильного выбора зависит приемистость, скорость, экономичность. Большинство производителей моторов устанавливает винты собственного производства. Это понятно, потому как лучший способ преобразовать мощность мотора в эффективную скорость - проектирование и разработка гребного винта, соответствующего характеристикам самого мотора.

Собственное производство гребных винтов имеют все лидеры в производстве силовых установок для лодок и катеров. Но есть и исключение из правил. Honda до последнего времени устанавливала гребные винты компании Michigan Кроме того, компания Tohatsu на некоторых моделях моторов также устанавливает винты Solas. Нужно заметить, что все производители силовых установок (как подвесных моторов, так и стационарных двигателей с угловыми колонками) рекомендуют устанавливать оригинальные винты.

О подборе винта.

Для хорошего выбора винта нужно знать несколько понятий:
1. Диаметр винта - тут все просто - это диаметр, описываемый лопастями винта.
2. Шаг винта - это расстояние, которое винт пройдет, сделав один оборот без учета проскальзывания.
3. Проскальзывание (по английски Slip) - разница между реальным шагом и шагом винта (появляется из-за частичного стекания воды с лопастей).
4. Дисковое отношение - отношение площади лопастей к площади описываемого круга.

Самый важный параметр, на который обращают внимание в первую очередь, - шаг винта. Это главная характеристика, влияющая на нагрузку мотора. Чем больше шаг, тем больше скорость, при этом мотор должен развивать максимально разрешенные паспортные обороты. Если вы не гений проектирования гребных винтов - обязательно используйте тахометр при выборе шага винта.

Диаметр винта имеет большое значение, но производители винтов давно привели этот параметр в соответствие с мощностями, оборотами и крутящим моментом моторов. Поэтому обычно верно утверждение: чем выше шаг винта, тем меньше диаметр и наоборот. Компания Michigan производит некоторые винты, отличающиеся диаметром и дисковым отношением для более тщательного подбора. Обратитесь к специалисту - он обьяснит, стоит ли вам применять нестандартные винты.

От величины проскальзывания зависит КПД двигательного комплекса. Чем меньше проскальзывание, тем выше КПД и наоборот. Обычно верно так же утверждение, что чем меньше оборотов развивает мотор (при положении дросселя - полный), тем выше проскальзывание и, соответственно, ниже КПД. Нормальным можно считать проскальзывание 18 процентов.

Если ваш мотор развивает обороты, отличающиеся от паспортных:
• Если обороты ниже - уменьшите шаг винта, принимая во внимание, что обычно уменьшение шага на 1 дюйм (25.4 мм) повысит обороты примерно на 200.
• Если обороты выше - увеличте шаг винта, учитывая вышесказанное.

Если вас интересует более быстрый выход на глиссирование, либо меньшая скорость глиссирования (это может быть важно для экономичного крейсерского движения не на полных оборотах):
• Выбирайте винт с большим дисковым отношением - например, четырехлопастной винт Solas (он немного снизит скорость на максимальных оборотах) или винты Wilde blade от Michigan (дисковое отношение увеличится менее, чем при применении четырехлопастного винта, но и максимальная скорость не снизится). При этом обороты двигателя немного упадут.
• Выбирайте винт с большим диаметром, если такие винты существуют и мощность мотора достаточна. При этом обороты двигателя немного упадут, и при использовании винтов с чрезмерно большими диаметрами (например, самостоятельно изготовленными) повысится вероятность повреждения редуктора.

Если вы желаете получить максимальную скорость:
• Используйте нержавеющие винты, еще лучше нержавеющие полированные винты, а еще лучше - нержавеющие вентилируемые полированные винты. При этом обороты немного могут возрасти.
• Используйте винты с высоким КПД на больших скоростях, например, Ballistic от Michigan. При применении трехлопастных винтов этой серии обороты возрастут существенно, поэтому, возможно, имеет смысл увеличить шаг. При применении четырехлопастных винтов (если энерговооруженность вашего судна высока) обороты, скорее всего, не увеличатся из-за уменьшения проскальзывания.

Для каждой конкретной мотолодки с определенной нагрузкой и с выбранным для нее конкретным мотором существует только один оптимальный винт. Это — истина. Лишь только такой оптимальный винт может обеспечить счастливый союз мотора и корпуса: только с ним лодка будет достигать наивысшей скорости при номинальных оборотах двигателя, будет обеспечивать топливную экономичность и заботиться о долголетии подвесного мотора.

До недавнего времени мало кого заботил поиск этого оптимального варианта. Кроме штатного винта, выбирать было не из чего, бензин был сравнительно дешев, сам подвесник стоил не дороже двух хороших зарплат, а на скоростях свыше 40 км/ч при существующем у нас ограниченном мощностном ряде ПМ большинство серийных лодок просто не ходили.

Сегодня на наших водных дорогах все чаще можно встретить современные импортные моторы, можно говорить уже и о появлении их вторичного рынка, в сторону которого все чаще обращаются взгляды водномоторников. Однако стоят эти красивые машины не одну тысячу долларов, “питаются” только дорогим высокооктановым бензином, а завораживающие цифры “лошадей” на глянцевом капоте — еще далеко не гарантия, что весь этот “табун” удастся использовать, разогнав лодку до высоких скоростей. Словом, выбор оптимального гребного винта, который способен реализовать всю мощность вашего импортного избранника, продлить его здоровье, а заодно и помочь ощутимо сэкономить на стоимости бензина, из умозрительной области перешел в проблему практическую и весьма острую.

Тем более стали и у нас доступны импортные гребные винты: дилеры зарубежных моторостроительных фирм предлагают широкий их спектр, из которого можно выбрать наиболее подходящий для вашего сочетания “лодка — мотор”.

Фирмы выпускают специальные каталоги, винты в котором подобраны не только по мощностному ряду соответствующей марки моторов, но и по классам и назначению судов.

К сожалению, рекомендованный каталогом винт далеко не всегда оказывается оптимальным именно для вашего случая. Типоразмеры наших серийных мотолодок и условия их эксплуатации отличаются от зарубежных, да и услуги опытного дилера не всегдапрактически оказываются доступными.

Как самому на практике выбрать гребной винт, оптимальный и по геометрическимхарактеристиками, и по материалу, и по конструкции, и по стоимости? Чем чревата для здоровья дорогостоящего мотораего работа с неоптимальным винтом? Что вы теряете, доверившись случайно поставленному винту?

Такими вопросамизадалась редакция прошедшим летом, решив испытать серию импортных винтов и выбрать из них наиболее подходящие.

Заранее хотим сказать, что наши замеры по точности далеки от лабораторных, они лишь указывают на ту или иную тенденцию,не претендуя на строгий научный результат. Полистав литературу, хотя бы ту же подшивку “КиЯ”, вы сами можете найти ответ на многие поставленные вопросы, — мы не претендуем на открытия в этой области. Мы лишь старались уже известные истины в сжатой форме применить и проверить на практике, максимально приблизив их к сегодняшним потребностям.

Винты и приборы

Для испытаний мы использовали восемь трехлопастных винтов фирмы “Solas”. Эта тайваньская фирма производит винты шести типов, подходящие к зарубежным моторам любой мощности и практически всех известных марок (для этого в конструкции винта изменяется лишь резиновая втулка-амортизатор).*

Были использованы четыре алюминиевых винта с шагом от 11 до 14” и четыре стальных винта из нержавеющей стали с шагом от 12 до 15”. Эти винты перекрывали весь рекомендованный фирмой (и особо интересующий наших водномоторников) мощностной ряд от 20 до 35 л.с. Винты испытывались на 30-сильном итальянском подвесном моторе “Selva-30”, который был установлен на мотолодку “Дельта-Р”, имеющую водоизмещение с одним водителем и снаряжением около 330 кг.

Сами испытания состояли из замеров скоростей и определения пройденного на 1 литре топлива расстояния с разными винтами.

Скорость и пройденное расстояние замерялись прибором GPS (“Garmin-12”), частота вращения — механическим трехшкальным тахометром на валу двигателя, а расход — мерной литровой емкостью.

Испытания на скорость

Первым мы решили испытать штатный (прилагаемый к мотору) окрашенный алюминиевый винт с шагом 12”. Винт приблизительно за 4 с выводит лодку с малого хода до начала устойчивого глиссирования. С плавным увеличением оборотов скорость быстро растет, но, достигнув величины около 49.5 км/ч, как бы останавливается, хотя сектор газа прошел еще только 3/4 оборота. При полностью открытой заслонке карбюратора звук мотора приобретает непривычно высокие тона, на румпель передается крупная дрожь, но показания скорости не увеличиваются, а даже скачкообразно то падают, то опять еле дотягивают до уже зафиксированной величины. Замеры тахометра показывают на валу двигателя 5750 об/мин (номинальные, максимальные по паспорту — 5500 об/мин). Вес взятого на борт пассажира мало повлиял на максимальную скорость: она упала всего до 49.0 км/ч, но максимальные обороты снизились до 5700 об/мин. Заменяя потом этот винт на следующий, мы обратили внимание, что в прикорневой области всех трех лопастей краска слезла большими пятаками, обнажив ноздреватый металл.

Поочередные проходы на алюминиевых винтах с шагом 13” и 14” показали, что первый развил максимальную скорость 53.3 км/ч при оборотах, соответствующих номинальным, а с нагрузкой два человека показал при 5300 об/мин ту же скорость в 49.0 км/ч, что и штатный; второй винт показал 53.0 км/ч при 5350 об/мин налегке с одним водителем. Время выхода на глиссирование возросло соответственно до 5 и 6 сек. При наборе оборотов оба винта разгоняются равномерно и довольно мягко, но 14-дюймовый на всех режимах, за исключением максимальных оборотов, оказывается “резвее” (см. рис. 3).

Стальные винты показывают рекорды скорости: 14-дюймовый достигает максимальной скорости в 54.1 км/ч при оборотах 5600

об/мин, а 15-дюймовый ставит абсолютный рекорд — 54.5 км/ч при 5400 об/мин! Лишь винт с шагом 13” на максимальном газу опасно “перекручивает” двигатель до 5800 об/мин и показывает скромную скорость — 51.5 км/ч.

Стальные винты имеют более “ломаную” характеристику разгона, сравнительно вяло преодолевают горб сопротивления, но затем, “раскручиваясь”, начинают опережать своих алюминиевых собратьев. Например, стальной винт с шагом 14” набирает скорость от 7 до 50 км/ч за 13 сек, тогда как алюминиевый с тем же шагом затрачивает 17 сек.

Все это наводит на размышления, но чтобы сделать правильные выводы, стоит припомнить кое-что о винтах.

Присядем за парту

Рис. 1. Основные характеристики и схема работы гребного винта. H — шаг винта; D — диаметр винта; Y — образующаяся на лопасти подъемная сила; P — упор; T — крутящий момент.

Рис. 2. Винтовые характеристики, совмещенные с внешней характеристикой мотора (на примере “Вихря”). 1 — внешняя характеристика мотора, показывающая зависимость мощности двигателя (N, л.с.) от числа оборотов (n, об/мин); 2-4 — винтовые характеристики соответственно гидродинамически “тяжелого” (2), оптимального (3) и гидродинамически “легкого” (4) гребных винтов; 5 — зависимость удельного расхода топлива (g, г/л.с..ч) от числа оборотов.

Гребной винт преобразует мощность двигателя в упор, приводящий лодку в движение. Упор же создается за счет гидродинамических сил, возникающих на лопастях, как на крыле самолета. Ведь лопасти винта имеют тот же авиационный профиль, при обтекании которого водой за счет разницы давлений на засасывающей стороне, обращенной в нос, и на нагнетающей стороне, обращенной в корму, и возникает подъемная гидродинамическая сила (см. рис. 1). Эта сила имеет две составляющие, одна из которых направлена по оси винта — вперед по движению лодки и представляет собой собственно упор, а вторая сила, перпендикулярная упору, образует крутящий момент. Именно он преодолевается мотором.

Важнейшими характеристиками винта являются его диаметр и шаг. Именно они определяют то количество воды, которое захватывает и отбрасывает назад гребной винт при определенной частоте вращения, создавая упор.

С изменением частоты вращения мощность, потребляемая винтом, изменяется; вместе с ними меняются и упор, и необходимый крутящий момент. Эта закономерность для каждого гребного винта своя, и называется она винтовой характеристикой.

Диаметр винта значительно влияет на загрузку мотора. Например, подрезка винта по диаметру всего на 5% снижает потребную мощность двигателя на 30% при сохранении прежних оборотов. Но оперировать изменением диаметра в широких пределах, добиваясь оптимальной работы винта, невозможно из-за ограниченных размеров корпуса редуктора подвесника.

Изменение шага гребного винта представляет, к сожалению, единственную реальную возможность для согласования работы винта с лодкой и подвесным мотором. Геометрический шаг, условно измеряемый расстоянием, которое прошел бы винт, “вворачиваемый” в твердое тело за один оборот, — понятие идеальное; на практике, в воде, винт как бы проскальзывает, и его реальный шаг (или поступь) оказывается всегда меньше теоретического. Причем скольжение винта оказывается максимальным (100%) у пришвартованной к берегу мотолодки с работающим на полном газу мотором и минимальным (15-20%) у разогнанной до максимальной скорости глиссирующей лодки.

С какими же характеристиками лодки и мотора должен согласовываться винт?

У глиссирующей мотолодки — прежде всего с ее сопротивлением, которое, как мы уже знаем, преодолевается упором винта. На графике кривые сопротивления и упора с ростом частоты вращения плавно сходятся в точке, которая и определяет достижимую скорость. Величина сопротивления глиссирующей лодки зависит от многих факторов (например, обводов, волнения и т.д.), но в первую очередь — от величины нагрузки. Больше груза и пассажиров — выше сопротивление, больший упор должен создавать гребной винт.

У подвесного мотора в этом треугольнике свои требования к винту. В каждом конкретном сочетании “лодка—винт” двигатель на полном газу должен развивать номинальную частоту вращения коленвала. Только в этом случае двигатель развивает свою полную мощность (рис. 2).

Чем ниже достижимая частота вращения, тем меньшую мощность отдает двигатель. Эта закономерность определяется его внешней характеристикой. Особенность ее в том, что рост отдаваемой обычным потребительским мотором мощности происходит при увеличении частоты вращения лишь до номинальных ее значений. При “раскручивании” двигателя сверх этих значений отдаваемая мощность сначала как бы прекращает расти, а потом резко падает. Значения же крутящего момента на гребном валу имеют обратную зависимость; например, у того же мотора “Selva-30” на частоте вращения 3500 об/мин крутящий момент составляет 40.4 н.м при отдаваемой мощности 16.72 л.с.; при номинальных оборотах 5500 об/мин — 38 н.м при мощности 29.13 л.с., а при “раскручивании” двигателя до 5700 об/мин момент падает до 36.2 н.м, а отдаваемая мощность снижается до 28.73 л.с.

Согласованный со всеми этими противоречивыми требованиями винт и будет оптимальным, т.е. развивающим максимальную скорость на номинальных оборотах.

Но в жизни мотор может работать и на пониженных оборотах, не используя всей мощности двигателя, потому что он уже достиг максимального крутящего момента и не в состоянии прокручивать гребной винт с большей частотой вращения. В этом случае профиль лопасти стоит к набегающему потоку с чрезмерно большим углом атаки, шаг винта велик для этих условий, и можно говорить о гидродинамически тяжелом винте.

Если же винт легко достигает максимальной частоты вращения, превышая ее номинальную величину, упор будет невелик и соответственно достичь максимальной скорости не удается. В этом случае шаг мал, угол атаки профиля лопасти меньше оптимального, меньше оказывается и подъемная сила, от которой напрямую зависит упор. Это означает, что выбранный винт гидродинамически легкий.

Проверяем теорию практикой

Рис. 3. Результаты замеров скорости лодки “Дельта” с ПМ “Selva-30” со сменными винтами фирмы “Solas”.

1 — Алюм., шаг 14”; 2 — Алюм., шаг 13”; Точка около кривой 2 — тот же винт с 2 чел.;3 — Стальн., шаг 14”; 4 — Стальн., шаг 15”; 5 — Стальн., шаг 13”; 6 — Алюм., шаг 12”.

Рис. 4. Результаты замеров расстояния G, пройденного на 1 л топлива с различными винтами фирмы “Solas”.

К каким выводам привели наши скоростные испытания винтов?

Во-первых, штатный винт при нашем варианте использования оказался гидродинамически легким. С ним мы не только не получили высоких скоростей, но и можем “подорвать” здоровье двигателя. Эксплуатация “перекрученного” двигателя резко снижает его моторесурс. Все подвижные части двигателя, не рассчитанные на такие перегрузки, работают на пределе: обрыв шатунов или поломка коленчатого вала становятся не столь уж редкими случаями. Из-за разрыва смазывающей масляной пленки возможны задиры, появление теплового клина, износ всех подвижных частей резко возрастает.

Скоростные же рывки винта, прекращение роста скорости при увеличении оборотов, вибрация, облезание краски и эрозия алюминия — это, скорее всего, признаки кавитации. Для работы обычных полностью погруженных винтов — это очень вредное явление, наступающее при излишне высокой частоте вращения. При высоких скоростях обтекания появляются срыв потока с лопасти, вскипание и образование пузырьков паров воды, которые лопаются, создавая на лопасти огромные местные пики давления. При долгой работе в таких условиях лопасть начинает выкрашиваться. Этому в первую очередь подвержены алюминиевые винты. При дальнейшем развитии кавитации из-за искажения гидродинамического профиля винта его упор падает. Провоцировать кавитацию может и погнутая или выщербленная лопасть, некачественная поверхность винта, даже неправильное положение подвесника (слишком откинут или прижат к транцу). В любом случае надо делать все, чтобы избегать появления кавитации.

На практике почти все, о чем мы говорили, сразу же подтвердилось. Такой винт лучше убрать, оставив его как запасной, например, для случая нагрузки в три человека. Эксплуатация его с одним водителем даже на номинальных оборотах приведет к недобору полной мощности двигателя.

Во всех случаях на борту надо иметь тахометр (например, отечественный “ЛПС-Интер”, подходящий и для работы с импортными моторами). Он убережет вас от применения чрезмерно легкого и даже опасного винта. Если тахометра нет, вас должен насторожить чересчур резвый выход на глиссирование, остановка роста скорости задолго до момента полного открытия дросселя, нечувствительность (до определенной границы) к увеличению нагрузки лодки, непривычный звук мотора.

Обнаружив в наших испытаниях нижнюю “шаговую” границу в 12”, мы отказались от проверки винта с еще меньшим шагом 11”, а перешли к работе с винтами алюминиевой серии с шагом 13” и 14”. Винты с уменьшенным шагом потребовались лишь при буксировке лыжника. Такие винты создают повышенный упор на режимах разгона, сокращая время выхода на глиссирование и легче вытаскивают лыжника из воды. Естественно, достижимые с ними предельные скорости оказываются ниже — не превышают 43-45 км/ч. Здесь главная задача совместить горб на кривой упора винта с горбом сопротивления судна-буксировщика.

По данным наших испытаний нетрудно заметить, что увеличивая шаг винта на дюйм (25.4 мм), мы получали снижение частоты вращения на 150-250 об/мин (относится это и к “стальной” серии). Это очень важное замечание, поскольку большинство зарубежных винтов спроектированы так, что увеличение или уменьшение шага на один дюйм дает соответственно увеличение или уменьшение оборотов приблизительно на 200 об/мин. И эта эмпирическая зависимость подтверждается на практике. Это облегчает предварительный выбор винта. Если, например, ваш мотор не добирает до номинальных оборотов 600 об/мин, значит, вам с наибольшей вероятностью подойдет винт с шагом на 3 дюйма меньше.

Утверждение, что 13-дюймовый винт, развивающий номинальные обороты, одновременно будет и самым скоростным, тоже подтвердилось на испытаниях. Отличие составляет всего 0.3 км/ч при разнице в максимальных оборотах на 150 об/мин. Это объясняется небольшим отличием в диаметрах: 14-дюймовый винт имеет диаметр на 0.1” меньше; отсюда и его большая резвость в скорости на промежуточных частотах вращения.

Для стальных винтов отмеченное соотношение между изменением шага и оборотов также подтвердилось. Но здесь оно более четкое и составляет ровно 200 об/мин. Обращают на себя внимание большие максимальные скорости стальных винтов — даже при “перекрутке”, при их одинаковых геометрических характеристиках с алюминиевыми: правда, при этом достигают максимальных скоростей они немного медленнее. А наш “абсолютный победитель” по скорости стальной винт с шагом 15” даже не добирает до номинальных около 100 об/мин, т.е. еще не использует приблизительно 0.7 л.с. В этих условиях лучше бы подошел винт с шагом 14.5” (за рубежом винты выпускаются и в градации шага через полдюйма). Однако при выборе между 15- и 14-дюймовым, конечно, предпочтение надо отдать первому, поскольку превышение номинальных оборотов стальным винтом, помимо других негативных последствий, дает из-за его большего веса перегрузку и на подшипники редуктора.

Винт с шагом 13” тоже придется отложить, так как превышение номинальных оборотов уже достигает опасных 300 об/мин; потерянная мощность составляет при этом около 1 л.с., а отсюда и более чем скромная для стального винта скорость в 51.5 км/ч

Стальной или алюминиевый

С уменьшением толщин сечений профиля винта КПД его увеличивается. Применение более прочной, чем алюминий, нержавеющей стали позволяет достигать этого без потери прочности лопастей. При изготовлении стального винта можно выдержать большую точность его профилировки и добиться более высокой чистоты обработки поверхности (в отполированный гребной винт можно смотреться, как в зеркало!), благодаря чему потери на трение уменьшаются, повышая эффективность винта. Стальной винт меньше подвержен кавитации и более устойчив к вибрации, которую испытывает любой винт в попутном потоке за редуктором. Все это в совокупности и обеспечивает его более высокие скоростные характеристики, в чем мы и убедились на опыте.

Наконец, стальной винт долговечнее алюминиевого, при встрече с препятствием он страдает меньше, однако в случае чего выправить и отбалансировать его намного сложнее. Нержавеющая сталь дольше прослужит в соленом море. Да для многих важно и то, что стальной винт престижней.

Но вот цена… Элитный гоночный винт F1 может стоить несколько тысяч долларов! Обычный винт стоит лишь несколько сотен долларов, но и эта цифра превышает стоимость алюминиевого в два-три раза, что может остановить многих любителей.

Стоимость стальных винтов фирмы “Solas” при хорошем качестве превышает стоимость алюминиевых только в 1.5 раза; 150-долларовый стальной и 100-долларовый алюминиевый — по западным меркам это вполне приемлемые цены.

Алюминиевые винты имеют тот плюс, что они легче, редуктор с ними не испытывает больших перегрузок. Но главное их преимущество — подчеркнем еще раз — экономическое, они дешевле!

К сожалению, гребной винт подвесного мотора — его главная “расходная” часть. Винт чаще всего страдает при наездах на подводные препятствия. Поэтому, если ваш район плавания — не глубоководный морской залив, а северная каменистая река, то, конечно, алюминиевый винт будет предпочтительней.

Немного о конструкции

В пользу алюминиевого винта есть еще один аргумент — это новая альтернативная конструкция ступицы, которая, действительно, в ряде случаев поможет сохранить ваш винт при ударе о препятствие.

Как бы вас ни убеждали, что при нежелательной встрече с препятствием традиционная резиновая втулка-амортизатор легко провернется и это убережет винт от повреждения, верить этому нельзя. Накопленная в редакции статистика и наш личный опыт говорят о том, что резиновая втулка проворачиваться не успевает. Может быть, в наших водах резина быстро твердеет или “прикипает” к внутренней поверхности ступицы — не знаем. Но факт, что, в лучшем случае, страдает только сам винт, а вот в худшем — страдают редуктор и даже вал. Так что отчаливать от берега без запасного винта никак нельзя.

В нашей опытной партии был один алюминиевый винт “Alcup-3” новой конструкции — с разборной втулкой. При наезде, например, на камень в продольных пазах втулки действительно легко срезаются пластмассовые торсионы, сохраняя сам винт от больших повреждений и, конечно, уберегая трансмиссию. Торсионы запрятаны в длинные пружинки, которые, провернувшись, сразу же занимают новое положение в других продольных пазах. Если после наезда резко сбросить газ, то на малом ходу винт за счет упругости пружинок сохраняет небольшой упор, и можно потихоньку добраться до берега, чтобы заменить торсионы новыми. При довольно большом диаметре полой ступицы эту операцию можно провести за 5-7 минут. Правда, если стопорная гайка с левой резьбой затянута на совесть, то без торцевого ключа на “32”, редкого в наборе лодочного инструмента, не обойтись.

Кстати, на ступицах винтов “Solas” (как, впрочем, и многих других зарубежных фирм) имеется крутой отгиб задней кромки. Это — своего рода “интерцептор”, который резко подтормаживает поток при обтекании и создает разрежение на границе, тем самым облегчая истечение выхлопных газов, а значит, и уменьшая потери мощности двигателя на преодоление противодавления на выхлопе через ступицу.

Как сэкономить на бензине?

Топливная часть испытаний также показала интересные результаты. Во-первых, по максимальному пробегу на 1 литре топлива наш “итальянец” практически со всеми винтами уверенно опережает все отечественные подвесники, а близкого по мощности “Вихря-30” опережает практически в два раза (3.7-5.2 км/л против 2.1-2.9). Значит, ходить на “Selva-30” с хорошим стальным винтом даже на дорогом “95-ом” бензине будет экономически выгоднее, чем на отечественном моторе, работающем на “76-ом”.

Рекорд дальности пробега на литре бензина — 5450 м — установил стальной 15-дюймовый винт на скорости около 30 км/ч (рис.4.). Высокую экономичность с плавным снижением величины пробега он показал и на других режимах, вплоть до 50 км/ч. А вот дальнейший рост скорости сопровождается уже резким снижением “литровой проходимости”. Увы, за скорость надо платить! Поэтому перед водителем всегда альтернатива: или экономия топлива, или наивысшая скорость. Потеряешь в расходе, но сохранишь наивысшую скорость при наиболее полной отдаче мощности. Чуть “попридержишь” лошадей, выиграешь в расходе топлива.

Поэтому, опыт подсказывает: ставя на экономичность, стоит сначала разогнаться до максимальной скорости, а потом немного убрать газ.

А вот это “немного” стоит многого. Поясним. Топливную экономичность мотора принято характеризовать удельным расходом топлива, но этот показатель говорит лишь о степени экономичного совершенства самого двигателя, а не мотора в целом. Подбор винта, редуктор, обтекаемость подводной части, пропульсивные качества всего комплекса “лодка—мотор—винт” — все это существенно влияет на топливные показатели.

Поэтому удачным подбором винта и обеспечением гидродинамического совершенства подводной части можно добиться того, чтобы сместить падение топливной экономичности с ростом оборотов в сторону больших скоростей.

Например, наш оптимальный алюминиевый винт с шагом 13” оказался и самым экономичным. Слегка убрав газ до скорости 50 км/ч, мы на одном литре пройдем больше, чем с 14-дюймовым алюминиевым винтом даже на скорости в 40 км/ч.

А гидродинамически легкий стальной винт с шагом 13”, опередив все остальные винты по дальности пробега на скорости 40 км/ч, на максимальных режимах просто “рухнул”: “перекручивая” обороты, этот винт после 50 км/ч практически мало прибавил в скорости, хотя расход топлива резко возрос, сократив показатель пройденного расстояния на 1 л. Это — “топливная цена” неоптимального винта.

Может быть гидродинамически тяжелый винт, который не добирает максимальные силы и скорость, позволяет экономить топливо? Увы, это не так. Вынужденная работа двигателя с полностью открытым дросселем на низких оборотах и с неполной отдачей мощности приводит к тому, что расход топлива может оказаться даже выше, чем на номинальных оборотах. Мотор в этом случае просто “давится” топливом. Опережение зажигания не соответствует топливному режиму. Резко возрастают нагрузки на цилиндро-поршневую группу. Может возникать детонация. Вспомните случаи, когда, утопив педаль газа до пола, вы на автомобиле пытались на прямой передаче забраться на длинную крутую горку… Очень схожие ситуации.

Только оптимальный винт!

Только такой — оптимальный гребной винт успешно справится с большинством возникающих проблем. Так что проверьте имеющийся у вас винт, а если он не подходит к наиболее типичным вариантам использования лодки, подберите новый. А лучше иметь два винта для двух возможных вариантов использования.

После нашего теста мы уверенно выбрали для лодки с мотором “Selva” алюминиевый винт с шагом 13” с разборной втулкой — для обычных выходов и стальной 15-дюймовый — для коротких скоростных выходов налегке.

К. Константинов

Источник: "КиЯ"

Публикация статьи “Гребной винт в рублях и литрах” вызвала большой интерес среди читателей. Особенно у новичков, которые недавно приобрели импортный подвесной мотор. Мы не смогли в одной статье ответить на большинство вопросов, которые возникают при выборе оптимального гребного винта для различных условий эксплуатации. Тем более, что для импортных подвесных моторов (далее — ПМ) сегодня доступны любые гребные винты (далее — ГВ), в том числе и многолопастные.

Для очередной редакционной “мерной мили” мы выбрали 4-лопастные алюминиевые винты фирмы “Solas”. На традиционный вопрос: для чего используются 4-лопастные винты и в чем их преимущества? — большинство новичков обычно отвечают, что с таким винтом лодка пойдет быстрее, чем, например, с 3-лопастным. Но так ли это?

Чтобы получить ответ на этот вопрос, мы провели испытания 4-лопастных ГВ фактически в тех же условиях и с той же техникой, что и прошлым летом, когда испытывали 3-лопастные. Напомним, что это были 30-сильный ПМ “Selva-30” и мотолодка “Дельта-Р”, имеющая водоизмещение с одним водителем и снаряжением около 330 кг (с 2 чел. — 370 кг).

В качестве ГВ мы выбрали три алюминиевых 4-лопастных винта “Alcap-4” с разборной втулкой тайваньской фирмы “Solas”, имеющих соответственно шаг 13”, 14” и 15” и одинаковый диаметр 10”(рис.1). Испытания состояли из замеров скоростей при разных режимах эксплуатации и определении расстояния, пройденного на 1 л. топлива.

Для замеров скорости мы использовали прибор GPS (“Garmin-12”), для определения частоты вращения двигателя — электронный цифровой тахометр фирмы “Stihl”, снимающий импульсы с высоковольтных свечных проводов, а для определения расхода топлива — мерную литровую емкость.

Еще раз хотим отметить, что мы и не ставили целью получение высокоточных результатов. Мы лишь старались выявить те или иные закономерности, которые могут иметь теоретическое подтверждение.

Винты и скорость.

Когда впервые берешь в руки 4-лопастной винт того же шага и диаметра, что и 3.лопастной, первое что бросается в глаза — это более узкие и тонкие лопасти, более изящное прикорневое сечение.

Итак, первым установлен винт с шагом 13”. Включен реверс и первое, что мы замечаем — очень мягкая работа мотора, вибрация, по сравнению с аналогичным 3-лопастным ГВ, заметно меньше. При более уравновешенной работе двигателя минимальную рабочую частоту вращения можно держать на 100-150 об/мин меньше (что мы потом успешно использовали при ловле на дорожку).

При резком открытии заслонки двигатель набирает максимальные обороты быстрее, чем с
3-лопастным винтом. В нашем случае это 7 и 15 сек соответственно. При максимальной скорости крупная дрожь, которая передается через рукоятку румпеля, также заметно меньше. Обратили мы внимание и на лучшую управляемость лодки с 4-лопастным винтом на малом и среднем газу.

На полном газу двигатель удалось раскрутить до номинальных 5500 об/мин, однако скорость особенно не впечатляла — 49.7 км/ч, что почти на 4 км/ч меньше, чем у 3-лопастного “собрата” (рис.2).

Последовательно устанавливая винты с большим шагом (14” и 15”), мы получали все более скромные показатели максимальной скорости (46.6 и 46 км/ч соответственно) при все более снижающихся максимальных оборотах (4930 и 4680 об/мин).

Стоял жаркий июль, и мы на 4-лопастных винтах попробовали буксировать лыжника.

Во.первых, тяжеловесы весом около 90 кг, которых обычно долго приходилось тащить на “перископной глубине”, теперь вставали на лыжи за 25-30 сек. Когда лыжник резко уходил в сторону, стараясь поставить “водяную стенку”, этот маневр меньше “сажал” мотор по оборотам, чем раньше. Но до максимальной скорости буксировки с 3-лопастным винтом мы ни с одним из
4-лопастных не дотянули.

Обратили мы внимание и на еще одну особенность, которую установили случайно, когда пришлось буксировать “обсохшую” “Казанку-5” до стоянки. Сама буксировка показалась нам не такой утомительной, как обычно, когда в роли буксировщика выступает легкая глиссирующая лодка.

Чтобы разобраться, что здесь случайно, а что закономерно, необходимо кое-что припомнить из теории ГВ.

Теория нам поможет.

Теория нам поможет. Как мы выяснили еще в прошлой статье, винт – это практически реактивный движитель, который при вращении отбрасывает массу воды в сторону, обратную движению лодки. Реакция отбрасываемых масс воды, которую испытывают лопасти ГВ, и создает упор винта.

На создание упора затрачивается энергия двигателя. Причем более эффективным всегда бывает тот винт, который на создание необходимого упора затрачивает наименьшую мощность. КПД лучших гребных винтов не превышает 75-80%. Из практики известно, что из обычных погруженных ГВ наиболее эффективны 2-лопастые винты, их КПД на 6-12% выше, чем 3-лопастных, и на 9-15% — чем 4-лопастных. Неслучайно на торпедных катерах времен Второй мировой войны да и на знаменитых рекордных глиссерах использовались 2-лопастные винты.

Весь упор, создаваемый таким винтом, приходится на площадь двух лопастей. Каждая единица их площади испытывает значительное давление, и именно это влечет за собой массу проблем.

Первая из них — это сильная вибрация, вызываемая работой ГВ. Из-за неравномерности набегающего потока (влияние днища, редуктора и т. д.) возникает различие в силах, действующих на каждую из лопастей. Это происходит с низкой частотой и большой амплитудой импульсных давлений. Возникающая вибрация пагубно сказывается на общей прочности винта, искажает его гидродинамическую профилировку, не говоря уже об ухудшении условий работы упорных подшипников и т. д.

2-лопастные винты весьма зависимы и от гидродинамической неуравновешенности. Практически неизбежны различия в шаге, в профиле, в площади лопастей, из-за чего возникают и различия в упоре, что тоже увеличивает вибрацию. Все это, уже не говоря об общей механической неуравновешенности, ограничивает область применения 2-лопастных ГВ, делает очень высокими требования к качеству их изготовления.

Вторая проблема — это большая подверженность 2-лопастных винтов кавитации из-за их значительной нагруженности. Чем выше гидродинамическое давление на лопасти (которое зависит от упора винта, площади лопасти и квадрата скорости обтекания ее водой) тем раньше наступает кавитация.

Это — главные причины, по которым судостроители, даже несмотря на некоторое снижение КПД, предпочитают использовать 3- и 4-лопастные ГВ.

Так что заметное уменьшение вибрации и импульсного давления, обнаруженное во время наших испытаний при увеличении числа лопастей, вполне согласуется с теорией. Весь упор в нашем случае воспринимают уже четыре лопасти, нагрузка на каждую из них становится меньше. Следовательно, лопасти можно выбрать более узкими, с более тонким сечением, а узкие лопасти имеют более высокий КПД, чем широкие.

КПД винта увеличивается с уменьшением толщин сечений без потери его общей прочности, что также используется в нашем случае. Ведь увеличение толщины сечений по соображениям прочности приводит к более раннему возникновению кавитации, что существенно снижает гидродинамические характеристики винта.

Уменьшение вибрации и общей нагруженности лопастей позволило уменьшить и толщину прикорневых сечений, приблизив ее к наиболее рациональным, с точки зрения гидродинамики, сечениям.

Известно, что большая часть упора создается на крайних сечениях лопасти, но на 4-лопастном винте уже появляется возможность вовлечь в полезную работу и более близко расположенные к ступице элементы лопасти.

Благодаря всем этим особенностям уже на малых скоростях 4- лопастной винт создает больший упор, чем аналогичный 3-лопастной. Отсюда — более резвый старт, лучшие разгонные характеристики при начальных режимах глиссирования, хорошая “упираемость” при буксировке.

Сказанное подтверждается результатами скоростных замеров винтов. Скоростная характеристика 4-лопастного винта с шагом 13” заметно опережает аналогичные показатели 3-лопастного вплоть до скоростей 46-47 км/ч.

А дальше? Дальше все свои преимущества 4-лопастной винт катастрофически теряет.

Все имеет свою обратную сторону, и любое, даже удачное техническое решение, как правило, лишь компромисс.

У 4-лопастных ГВ велико взаимное влияние лопастей, отрицательные последствия которого увеличиваются с ростом скоростей. Это негативное явление особенно сильно начинает сказываться на режимах, превышающих 75-80% номинального числа оборотов. На нашем графике именно в этой зоне 3-лопастной винт начинает опережать 4-лопастной. С ростом скоростей резко увеличиваются и потери на трение. Причем все эти закономерности с увеличением пройденного расстояния проявляются все явственней.

С увеличением шага ГВ их эффективность (в нашем случае — на максимальных оборотах) резко падает, а достижимые обороты не дотягивают до номинальных даже с минимальной нагрузкой. Поэтому, подбирая 4-лопастные винты по оптимальному шагу, приходится останавливаться на винтах с его меньшим значением в отличие от варианта с 3-лопастными винтами.

Напомним, что при выборе оптимального 3-лопастного винта в прошлый раз мы остановились на стальном винте с шагом 15” как самом скоростном для выходов налегке, а винт с шагом 13” мы выбрали как оптимальный грузовой. На этот раз предпочтительнее остановиться на 4-лопастном винте с шагом 13”. И не только по соображениям максимально достижимой скорости. Обратимся теперь к литровой “проходимости” — т. е. оценке топливной экономичности.

Экономный винт.

Испытания на дистанцию, проходимую лодкой с одним водителем на 1 л топлива при разных скоростных режимах, тоже дали интересные результаты.

Чемпионом по топливной экономичности в наших испытаниях опять же стал винт с шагом 13”. Причем абсолютный рекорд пройденного расстояния — 6 км 250 м на 1 л топлива — он показал на солидной скорости в 40 км/ч (рис.3). Такой скорости для обычных условий эксплуатации вполне достаточно.

“Тринадцатый” винт превзошел по экономичности своих старших собратьев практически на всех скоростных режимах. Это еще раз доказывает, что оптимальный винт хорошо согласуется с двигателем и лодкой во всех диапазонах скоростей. Некоторым отставанием его по скорости, по сравнению с 14” и 15” на промежуточных режимах, ради топливной экономичности, наверное, можно пренебречь.

Если сравнивать топливную экономичность 4-лопастного винта с шагом 13” с аналогичным
3-лопастным, то первый будет экономичнее второго практически во всех скоростных диапазонах вплоть до 45 км/ч. С дальнейшим ростом скорости расход топлива резко возрастает, эффективность 4-лопастного ГВ обвально падает. Заметим, что и при скоростных испытаниях 4-лопастной винт стал отставать от своего 3-лопастного соперника именно со скорости 46-47 км/ч, т. е. все взаимосвязано. Объяснение этому мы уже нашли в предыдущей главе. Сопротивление и вредное взаимовлияние лопастей с ростом скорости увеличиваются уже лавинообразно. Эффективность
4-лопастных винтов лежит на начальных режимах глиссирования и в средних диапазонах, т. е. они — совсем не “гонщики”, а скорее “рабочие лошадки”.

Вспомните биплан “кукурузник” — знаменитый “ПО-2”: он летит со скоростью шоссейного автомобиля, зато для разбега ему требуется несколько десятков метров любой ровной площадки, тогда как его реактивным собратьям необходимы сотни метров бетонной полосы. А любой винт — это тоже крыло, только вращающееся.

Зачем же винту четыре лопасти?

Подводя итог нашим ис пытаниям, мы можем сказать, что если:

– нужна хорошая тяга на небольших скоростях глиссирования;

– требуется получить мягкий ход и максимально снизить вибрацию;

– топливная экономичность на дальних переходах важнее скоростных качеств;

– вы занимаетесь буксировкой лыжников, не стремящихся к высокой скорости, то вам скорее всего подойдет именно 4-лопастной гребной винт. Рационально иметь его и в общем “гардеробе”

Смотрите также: Гребной винт в рублях и литрах »

Без всякого преувеличения, на лодке это "прибор номер один". Только с его помощью можно подобрать наиболее оптимальные режимы, позволяющие свести воедино такие важные показатели, как мощность, расход топлива и ресурс.

Прежде всего это касается подбора гребного винта, характеристики которого должны максимально отвечать особенностям конкретного корпуса и его загрузке. И даже если у вас есть возможность более-менее точно замерить скорость - например, навигатором GPS - без тахометра все равно придется действовать почти вслепую, рискуя значительно укоротить жизнь мотора из-за "перекрута" или "недокрута".

К сожалению, с отсутствием тахометра на приборной панели приходится сталкиваться довольно часто - даже в ходе редакционных тестов. И если многие начинающие судоводители упускают его из виду просто по незнанию, то подобная "забывчивость" некоторых фирм-производителей, продающих лодки с уже установленными моторами, не столь поддается объяснению, тем более что на фоне стоимости мощного мотора подобная экономия выглядит и вовсе грошовой. В общем, если по той или иной причине тахометра на вашей лодке до сих пор нет, рано или поздно вы все равно придете к необходимости приобрести и установить его дополнительно.

В принципе, специализированных мастерских сейчас хватает, и установку прибора можно доверить опытному механику. Но даже если оплата его услуг для вас вполне "подъемна", такая возможность есть далеко не всегда - например, когда лодка переправлена на какой-либо удаленный от цивилизации водоем. Не печальтесь - установить тахометр можно и самостоятельно. Профессиональных навыков при этом требуется минимум.

Принцип действия тахометров

Любой электрический тахометр (а именно такие чаще всего применяются и на автомобилях, и на подвесных моторах) представляет собой счетчик импульсов в электросистеме двигателя, напрямую зависящих от частоты вращения коленвала. Пересчитанные прибором результаты измерений отражаются либо обычной стрелкой на циферблате, либо в виде цифр на жидкокристаллическом дисплее.

Автомобильный тахометр считает импульсы в первичной цепи системы зажигания, размыкаемой механическим или электронным прерывателем. При этом для наиболее распространенного четырехтактного четырехцилиндрового мотора один оборот коленвала соответствует двум размыканиям цепи, вызывающим образование искры на свечах.

Тахометр подвесного мотора тоже считает электрические импульсы, только информацию получает не от цепи низкого напряжения системы зажигания, а непосредственно от катушек освещения магдино ("магнето плюс динамо"), играющего на большинстве подвесников роль генератора. Таким образом, прямая связь между числом срабатываний свечей и, соответственно, количеством цилиндров и тактов, здесь отсутствует. Это очень удобно, поскольку подвесные моторы бывают как двухтактные, так и четырехтактные, а число цилиндров варьируется от двух до шести - можно использовать для них один и тот же прибор.

Количество импульсов, создаваемых магдино, определяется количеством его полюсных наконечников - на большинстве импортных подвесников их может быть четыре, шесть, восемь или двенадцать. На части моторов "Evinrude" и "Johnson" применяются 10-полюсные генераторы. Чтобы определить количество создаваемых ими импульсов на один полный оборот коленвала, нужно разделить количество полюсов на два.

Отсюда и универсальность тахометров, предназначенных для подвесных моторов - как правило, с обратной стороны на них установлен специальный переключатель-селектор, поворотом которого выставляется режим, соответствующий числу полюсов магдино. Впрочем, можно и не забивать голову такими сугубо техническими подробностями, а попросту свериться с соответствующей таблицей, в которой приведены непосредственно марки и модели моторов - она имеется в любой инструкции по установке.

Один и тот же прибор можно использовать не только на двухтактном или четырехтактном моторе с любым числом цилиндров - в подавляющем большинстве случаев он подойдет к моторам практически всех существующих марок! Это очень удобно, например, при замене одного мотора на другой, пусть даже и другой фирмы-изготовителя - менять тахометр, скорее всего, не придется.

Часть цифровых тахометров устроена по иному принципу. Они тоже считывают электрические импульсы, но только не с магдино, а непосредственно с одного из свечных проводов, прямо через его изоляцию. Для них важно лишь одно - двухтактный мотор или четырехтактный. Число цилиндров при этом никакой роли не играет, ведь в первом случае свеча срабатывает при каждом обороте коленвала, а во втором - через раз. Короче говоря, такая коробочка с жидкокристаллическим дисплеем способна с равным успехом выполнять свои функции и на подвесном моторе, и на автомобиле, и на мотоцикле или газонокосилке, тем более что питание для работы она получает от встроенной батарейки. Для водномоторника эти приборы удобны тем, что их можно устанавливать на моторы без дистанционного управления - например, прямо на капот, поддон или румпель. Правда, стоят они несколько дороже стрелочного прибора - 110-130 долл.

Цифровые тахометры с маркой "Quicksilver" выпускаются в двух вариантах - для двухтактных и для четырехтактных моторов - с одинаковым внешним оформлением. В обоих предусмотрена дополнительная функция счетчика моточасов, для чего требуется подсоединить дополнительный провод к замку зажигания. Приборы фирмы "Stihle" являются более универсальными и пригодны для обоих типов двигателей - соответствующие режимы задаются последовательными нажатиями специальной кнопки. Одна из моделей этой фирмы может работать вообще без соединительного провода, на расстоянии: для снятия показаний надо просто поднести прибор к свечным проводам мотора.

Цифровые тахометры "Quicksilver", счтающие импульсы на свечных проводах, пригодны для любых моторов и отличаются лишь исполнениями под двухтактники и четырехтактники. В зависимости от конкретной модели мотора провод передачи данных крепится на свечном тремя или шестью витками.

Устроенные по тому же принципу тахометры "Stihle" универсальны - легко переключаются с одного режима на другой, а для подсоединения к свечному проводу используется быстросъемный зажим-"крокодил". Прибор справа способен считывать показания и вовсе без провода - его достаточно просто поднести к мотору на определенное расстояние.

"Оригинальный" или "универсальный"?

Выбор тахометров различных торговых марок достаточно велик, но если на транце лодки красуется, например, мотор "Mercury", то вполне объяснимо и ваше стремление установить на приборную панель настоящий "меркуриевский" прибор. К тому же оригинальные запчасти обычно считаются более качественными и надежными, хотя и более дорогими. Вынуждены сразу предупредить, что применительно к тахометрам для подвесников понятия "оригинальный" и "неоригинальный" являются несколько расплывчатыми.

Дело в том, что известные производители подвесных моторов, как правило, сами приборы к ним не выпускают - задача возложена на сторонние фирмы-партнеры. Многие наверняка слышали о компании "Teleflex Marine", которая воспринимается в первую очередь как изготовитель неоригинальных деталей и аксессуаров для водно-моторного рынка. Но при этом приборы для моторов "Mercury", снабженные соответствующим фирменным логотипом, производит именно она. "Неоригинальные" тахометры с маркой "Osculati" - тоже ее работа.

"Osculati"		"Teleflex"

В общем, при выборе тахометра можно не зацикливаться на "родной" марке, а подыскивать прибор, облик которого наиболее полно отвечает дизайну панели управления, а не мотора - согласитесь, нередко это бывает важней ("оригинальные" циферблаты предлагаются, как правило, всего в двух вариантах - черном и белом). Немаловажным фактором, несомненно, является и цена.

"Yamaha" предлагает довольно широкий выбор внешнего оформленияю Комбинированный цифровой тахометр "Yamaha" имеет те же размеры, что и стрелочный и полностью с ним взаимозаменяем.

Сузить границы поиска могут разве что четырехтактники и впрысковые моторы. Дело в том, что корпус тахометра нередко используется для установки контрольных ламп - скажем, температуры, давления масла или "check engine", а также счетчика моточасов (простейшего электронного таймера, который запускается и останавливается при включении и выключении зажигания), и если вы хотите, чтобы эти функции были доступны, лучше использовать комбинированный прибор. Но, повторяем, сам по себе тахометр, переключатель которого правильно настроен, будет по-прежнему работать исправно.

Есть приборы, заранее настроенные только на моторы определенной марки - так, например, комбинированные тахометры "Suzuki", предназначенные для четырехтактников, селектора не имеют, поскольку все движки серии "DF" оборудованы только 12-полюсными генераторами.

Тахометр для четырехтактных "Suzuki" снабжён контрольными лампами, но селектора не имеет - все моторы серии "DF" оборудованы 12-полюсными генераторами.

Приборы могут иметь и разную градуировку шкалы - с последним значением от 6 до 8 тыс. об/мин. На их взаимозаменяемость это никакого влияния не оказывает. Для большинства моторов, выдающих максимальную мощность при 5800-5900 об/мин, вполне хватает шкалы, ограниченной "шестеркой", хотя единственное ее удобство - несколько большая точность считывания показаний из-за растянутых промежутков между делениями. Решайте сами, но на наш взгляд, запас не помешает.

Несмотря на разные диапазоны шкал, эти приборы полностью взаимозаменяемы.

Что же касается цифровых моделей, работающих от свечного провода, то главные их плюсы - это компактность и удобство монтажа, хотя считывать показания многим удобнее все же с привычного циферблата со стрелкой.

И хотя в большинстве своем тахометры взаимозаменяемы, при покупке все-таки посоветуйтесь с продавцом, поскольку бывают и исключения. Так, например, для корректной работы приборов той же фирмы "Teleflex" с моторами "Honda" мощностью 40 и 50 л.с. может понадобиться дополнительный электронный модуль, устраняющий хаотическое метание стрелки в диапазоне от оборотов холостого хода до 1800 об/мин.

Ставим сами

Как уже говорилось, в установке тахометра нет ничего сложного. Главное - заранее заготовить все необходимое.

Кроме собственно прибора, который за редкими исключениями может быть практически любой марки, придется приобрести соединительный кабель. Вот тут-то лучше раздобыть как раз оригинальную запчасть. Можно, конечно, сэкономить 20-30 долл. и соорудить жгут самостоятельно из подходящих кусков провода, но мы бы этого не советовали. Дело в том, что фирменный кабель заранее снабжен клеммами и влагозащитными разъемами, которые, особенно в случае с "Mercury", трудно изготовить в домашних условиях, не говоря уже о том, что и цвета проводов в нем соответствуют приведенным в инструкции по установке.

Тахометр "Yamaha" снабжен предохранителем на случай резкого скачка напряжения - например, при отсоединении аккумулятора на ходу.

Предварительно замерьте на лодке, какой длины жгут вам понадобится. Обычно одним концом он подсоединяется к разъемам на машинке дистанционного управления газом-реверсом (или к замку зажигания, если он отдельный). Приборная панель вроде бы рядом, но риск промахнуться с длиной все равно есть, особенно в случае с "Mercury", предлагающей кабели разной длины (именно поэтому они немного отличаются по цене, так что не хватайте с ходу самый дешевый).

Наиболее сложный этап - это установка прибора в панель. Тут, как говорится, возможны варианты. На большинстве лодок панель заранее оформлена фирмой-производителем - например, отформована из стеклопластика, и все приборы приходится устанавливать непосредственно в нее. Главный вопрос в том, как будет обеспечен к ним доступ с обратной стороны - например, при монтаже или для банальной замены лампочки подсветки. Как правило, здесь либо имеется съемный лючок, либо "изнанка" панели попросту открыта снизу. Если же конструкция панели или рулевой консоли "глухая", остается, казалось бы, только одно - вставлять приборы в гнезда "на трение", никак их не закрепляя. Но есть более красивое решение - собственно панель можно сделать съемной, изготовив отдельную деталь из дерева или фанеры. Тут вы можете дать волю своей дизайнерской фантазии, да и вырезать отверстия для приборов и переключателей гораздо проще -скажем, обычным лобзиком.

Но чаще всего устанавливают приборы в несъемную панель - этот вариант мы и рассмотрим.

Первым делом определите наиболее подходящее место для установки тахометра - как с точки зрения эстетики, так и эргономики. Чтобы, проверить, не будет ли его циферблат перекрываться ободом штурвала, примите привычную позу за штурвалом (идеальный вариант, когда панель располагается под углом 60-90°, но в любом случае избегайте размещать прибор на горизонтальных поверхностях). Точно очертив контур будущего отверстия циркулем или штангенциркулем, обозначьте его центр керном или, если уверены, что дрель у вас в руках не "уедет" в сторону, просто карандашом. Кстати, подавляющее большинство тахометров разных фирм имеет один и тот же диаметр корпуса - 86 мм. (В большинстве инструкций по установке напечатан его шаблон в масштабе 1:1, который можно вырезать и использовать при "примерках").

Следующий этап - механическая обработка. Перед тем, как приступить к ней, обязательно отключите аккумулятор - либо сняв клемму, либо при помощи выключателя "массы". Если на панели уже установлены какие-либо другие приборы, тоже отсоедините от них провода и отодвиньте подальше от обрабатываемой зоны. Кроме того, при использовании электроинструментов на открытом воздухе и вблизи воды не забывайте о технике безопасности - держать ту же дрель лучше в резиновых перчатках.

Наиболее простой и быстрый способ прорезать аккуратное отверстие в стеклопластике - это использовать вставляемую в электродрель корончатую фрезу с грубой алмазной крошкой, предварительно просверлив центр для ее оси. Лучше, когда диаметр фрезы несколько меньше положенных 86 мм - ее боковыми рабочими поверхностями можно быстро и аккуратно расточить прорезанное отверстие, точно подогнав прибор по месту. Кстати, похожие фрезы с зубчатыми "коронками" использовать не советуем - для расточки они не пригодны, да и стеклопластик "берут" с трудом.

Увы, стоит такое приспособление недешево, а применить его доведется всего лишь раз. Несколько дешевле (около 150 руб.) обойдется раздвижная фреза, устроенная по принципу рейсмуса или штангенциркуля, которая может пригодиться и при установке приборов другого диаметра. Правда, обращаться с ней надо умеючи - держать дрель строго перпендикулярно обрабатываемой плоскости и плавно регулировать обороты.

Оба приспособления продаются в хозяйственных магазинах и обычно применяются в строительстве - в частности, для обработки кафеля при установке электрических розеток. В крайнем случае можно начерно проделать отверстие сверловкой по контуру или электролобзиком, а затем довести его до ума полукруглым напильником, но такой способ дольше. После окончательной обработки краев шкуркой прибор должен входить в панель с небольшим трением, но если вы немного промахнулись "в плюс", ничего страшного - закраины корпуса прибора прикроют все ваши огрехи.

Девяносто процентов работы сделано! Подсоединить несколько проводов, ориентируясь на указанные в инструкции цвета, особенно при наличии штепсельных разъемов - дело минутное. Единственная сложность, которая при этом может возникнуть - эстетичная укладка соединительного жгута по соседству с машинкой газа-реверса. Не исключено, что при этом понадобится сверление одного-двух дополнительных отверстий, а также установка зажимов-держателей для проводов. Перед тем, как закрепить прибор прижимной планкой с обратной стороны, не забудьте выставить селектор числа импульсов в необходимое положение. (Если инструкции по какой-либо причине нет, подобрать положение селектора можно опытным путем, последовательно переставляя его в различные положения и контролируя показания прибора на холостом ходу. Если он показывает 500-1300 об/мин, то скорее всего подбор верен. Хотя имейте в виду: чем больше число полюсов генератора, тем выше шанс промахнуться - скажем, если при 10-полюсном ошибочно выставить 12-полюсный режим "6Р", то погрешность, которая на холостых оборотах составит всего лишь 100 об/мин, вырастет на полном газу до весьма существенных 1000 об/мин).

Готово - можно вновь подсоединять аккумулятор и включать зажигание. Имейте в виду, что только после этого стрелка прибора встанет на "ноль" - расположение ее в первой четверти шкалы при отсутствии питания не является неисправностью. Гнездо с надписью "калибровка", имеющееся на некоторых тахометрах, не трогайте ни под каким видом - прибор уже отрегулирован на заводе.

"По умолчанию" загорится и подсветка циферблата, хотя советуем не пожалеть времени и снабдить цепь питания лампочки отдельным тумблером, позволяющим выключать ее вместе с прочими приборами - бывают ситуации, когда их свет только мешает.

Практически все тахометры различных фирм имеют одинаковый диаметр корпуса - 86мм.

Перед тем, как размечать контуры отверстия, подберите оптимальное положение прибора на панели с точки зрения эстетики и эргономики.

Cверлим отверстие под ось фрезы по центру окружности.

Корончатая фреза удобнее в использовании, но она дороже и не столь универсальна, как раздвижная. В крайнем случае можно использовать электролобзик или засверловку по контуру с последующей обработкой напильником.

Подсоединяем провода к тахометру.

Фиксируем прибор изнутри накладной планкой. Если толщина панели более 13 мм, концы крепёжной планки придётся подрезать напильником или ножовкой.

Соединяем разъёмы жгута и машинки.

Тахометр установлен.

Тахометр на транзисторах
	Тахометр собран в стандартном 80-мм корпусе. Монтаж выполен на двух печатных платах. Были специально изготовлены из текстолита основание для измерительной головки и дно корпуса. При этом были сохранены штатные уплотнительные кольца корпуса. Платы, основание и крышка содинены на монтажных стойках, проходящих через весь корпус. Шкала прибора на 5000 оборотов (83.3Гц) изготовлена фотоспособом. Электрический соединитель - трёхштырьковый ШР на задней крышке.
Схема построена на базе ждущего мультивибратора. Стабилизатор питания на стабилитроне Д1 обеспечивает работу прибора при напряжении питания до 8в. Чувствительность прибора выставляется резистором R9, который нужно подобрать под конкретную измерительную головку. По такой схеме (с вариациями) построено огромное число аналоговых тахометров.
Тахометр может быть отградуирован с помощью генератора прямоугольных импульсов, контролируемого частотомером, звуковым генератором с контролируемого частотомером, компьютера со звуковой картой Частота рассчитывается из условия, что при съёме импульсов с одного свечного провода двухцилиндрового двухтактного двигателя, 6000об/мин соответствует 100Гц. Все другие возможные варианты легко считаются, принимая во внимание, что: при увеличении числа об/мин частота пропорционально увеличивается, при увеличении числа проводов частота пропорционально увеличивается, при увеличении тактности - частота пропорционально уменьшается. Верхний предел шкалы желательно выбирать ближе к 200Гц. В случае предела около 100Гц, на малых оборотах заметно дрожание стрелки из-за низкой частоты следования импульсов.
	Датчик для свечного провода выполняется как ёмкостный. Это может быть кусок ленты из медной фольги шириной около 40мм, к которому припаян монтажный провод. Лента оборачивается вокруг высоковольтного провода и закрепляется изолентой. Второй вариант - толстым мягким монтажным проводом наматывается обмотка, содержащая 10-12 витков. Обмотка выполняется в виде марки (см. рисунок), поэтому держится сама по себе. Если импульсы снимаются с двух проводов (или более), то высоковольтные провода собираются вместе, а обмотка выполняется поверх жгута. Длина свечных проводов должна быть достаточной.
Провод датчика нужно завести в штатный электроразъём мотора, используя свободный контакт. Это избавит от необходимости разбирать датчик при каждом снятии мотора с транца.
Главное требование к измерительной головке - подвес рамки должен быть в кернах на пружинках. Широко распространённые приборы на растяжке непригодны в силу малой прочности растяжки и плохого демпфирования рамки при тряске и вибрации. Конструкция тахометра в большой степени зависит от того, какой корпус удалось найти для него. На следующих рисунках показан выриант тахометра с малогабаритной головкой, схема которого поместилась на четырёх платах.

Тахометр на микросхеме
	Переносной тахометр собран в просторном алюминиевом корпусе от старого тестера. Шкала прибора -заводская, по которой удобно отсчитывать герцы (100 или 200Гц) и обороты (5 или 6 тысяч).
	Монтаж выполен на одной печатной плате, которая крепится на винтах измерительного прибора. Внутри корпуса есть отсек для батарейки ("Крона"), хотя места достаточно для 6 штук АА. От батарейки почти никогда не работал, т.к. на всех лодках есть 12в. Все соединения выведены на клеммы панели.
Принципиальная схема прибора такая:

Дистанционный манометр системы охлаждения
Манометр предназначен для измерения и индикации давления воды в рубашке системы охлаждения двигателя. Состоит из аналогового стрелочного указателя, монтируемого на приборной доске, датчика давления, монтируемого на двигателе, и проводки. К рубашке датчик подключается с помощью трубки, надеваемой на нипель ввёрнутый в контрольное отверстие головки двигателя ("Нептун-23"). Система подключается к бортовой электросети и начинает работать сразу после подачи напряжения 12в. Манометр может использваться на любом моторе с водяной системой охлаждения с давлением до 1атм.
	В системе применён логометрический указатель в 60-мм корпусе. В приборе шкала заменена на самодельную, выполненную фотоспособом. Были также и другие незначительные доработки. Верхний предел шкалы был выбран 0,4 кГ/кв.см, с учётом того, что среднее рабочее давление около 0,2, но возможны ситуации когда давление может увеличиться. Логометр легко может быть заменён магнитоэлектрическим миллиамперметром (с кернами) при условии электронной стабилизации напряжения питания.
	Малогабаритный датчик давления имеет верхний предел измерения 1атм. Датчик имеет два ниппеля: один для входа в мембранную коробку, а второй для входа в герметичный корпус. Поэтому датчик может использоваться как дифференциальный. Отверстие корпуса оставлено открытым и датчик меряет избыточное давление. Преобразователь потенциометрического типа с сопротивлением колодки около 2,2кОм, линейный. Преобразователь термокомпенсированный и его показания мало зависят от температуры. На моторе датчик крепится на кронштейне, закреплённом на болтах, стягивающих половинки картера, слева от карбюратора. Разъём крепится на доработанном кронштейне рядом со штатным электроразъёмом мотора.
	Если использовать магнитоэлектрический указатель, то схема манометра будет такой, как показано на рисунке. Это мостовая схема, обеспечивающая высокую чувствительность и шкалу, близкую к линейной. Резистор R5 должен подбираться в зависмости от чувствительности измерительного прибора. Проводка выполняется трёхжильным неэкранированным кабелем. Назначение подстроечных резисторов понятно из схемы.
Прибор может быть откалиброван одним из следующих способов: электрокалибровка по паспортной калибровочной характеристике датчика. Характеристика - таблица сопротивления между выводами датчика в зависимости от давления. Резистор R заменяется парой резисторов, соответствующих определённому давлению. с помощью опрессовки по образцовому манометру. К датчику через тройник подсоединяются насос и образцовый манометр. Накачивая насосом систему, получают нужное давление. Резисторами R4 и R5 добиваются нужного отклонения стрелки при нулевом и максимальном давлении. Самый удобный способ калибровки - первый. Если нет паспортной таблицы, её можно снять самому, по образцовому манометру, измеряя цифровым омметром сопротивление между выводами датчика.

Расходомер топлива
Ротаметр - очень простой прибор для измерения расхода жидкости. Устройство и принцип работы прибора поясняются на картинке, взятой из книжки И.Я.Райкова.
	Основными элементами ротаметра являются стеклянная коническая трубка и поплавок, свободно в ней плавающий. Под действием напора жидкости поплавок подвсплывает и занимает определённое положение по высоте трубки. Чем больше расход, тем выше находится поплавок. Трубка отградуирована по высоте, отсчёт производится по верхнему обрезу поплавка. Градуировка ротаметров - индивидуальная, производится заводом-изготовителем по воде. Зависимость расхода от отметки шкалы прибора близка к линейной, график прилагается к каждому ротаметру. Прилагается также таблица коэффициентов сопротивления поплавка для определения поправочного коэффициента в случае измерения расхода не воды, а другой жидкости. Есть стандартная методика расчёта поправочного коэффициента. Основная допускаемая погрешность ротаметров 2,5 или 4%, при пересчёте на другую жидкость погрешность измерения возрастает до 6%.
	Ротаметр РМ-А показан на рисунке слева. Длина шкалы прибора 50мм. Прибор должен устанавливаться вертикально. Подсоединение к бензопроводу осуществляется штуцерами, которые вворачиваются в имеющиеся отверстия с самоуплотняющейся резьбой. Прибор крепится двумя винтами к переборке. Имеется запорный кран.
Прежде чем устанавливать ротаметр или другой расходомер на мотолодке нужно хорошо подумать, для чего это нужно. В большинстве случаев - для определения экономичного режима движения лодки, который характеризуется минимальным путевым расходом топлива, измеряемым в л/км. Путевой расход может быть вычислен как отношение часового расхода (который меряет ротаметр) к скорости судна. Реально, помимо расхода нужно мерять и скорость и делить первое на второе. Для этого нужен вычислитель (компьютер), в который непрерывно вводятся расход и скорость. К сожалению, ротаметр не выдаёт сигнал, который можно ввести в компьютер. Сами показания меняются достаточно монотонно и не имеют заметной модуляции, по которой можно определить характерные режимы движения. Другими словами, как путевой прибор для непрерывного контроля такой расходомер мало информативен и уступает обычному тахометру. Однако, он может быть полезен на этапе настройки лодки когда результаты получаются, сопоставляя записи расхода, оборотов, дросселя и скорости при разгоне и торможении.

Для каждой конкретной мотолодки с определенной нагрузкой и с выбранным для нее конкретным мотором существует только один оптимальный винт. Это — истина. Лишь только такой оптимальный винт может обеспечить счастливый союз мотора и корпуса: только с ним лодка будет достигать наивысшей скорости при номинальных оборотах двигателя, будет обеспечивать топливную экономичность и заботиться о долголетии подвесного мотора. До недавнего времени мало кого заботил поиск этого оптимального варианта. Кроме штатного винта, выбирать было не из чего, бензин был сравнительно дешев, сам подвесник стоил не дороже двух хороших зарплат, а на скоростях свыше 40 км/ч при существующем у нас ограниченном мощностном ряде ПМ большинство серийных лодок просто не ходили. Сегодня на наших водных дорогах все чаще можно встретить современные импортные моторы, можно говорить уже и о появлении их вторичного рынка, в сторону которого все чаще обращаются взгляды водномоторников. Однако стоят эти красивые машины не одну тысячу долларов, “питаются” только дорогим высокооктановым бензином, а завораживающие цифры “лошадей” на глянцевом капоте — еще далеко не гарантия, что весь этот “табун” удастся использовать, разогнав лодку до высоких скоростей. Словом, выбор оптимального гребного винта, который способен реализовать всю мощность вашего импортного избранника, продлить его здоровье, а заодно и помочь ощутимо сэкономить на стоимости бензина, из умозрительной области перешел в проблему практическую и весьма острую. Тем более стали и у нас доступны импортные гребные винты: дилеры зарубежных моторостроительных фирм предлагают широкий их спектр, из которого можно выбрать наиболее подходящий для вашего сочетания “лодка — мотор”. Фирмы выпускают специальные каталоги, винты в котором подобраны не только по мощностному ряду соответствующей марки моторов, но и по классам и назначению судов. К сожалению, рекомендованный каталогом винт далеко не всегда оказывается оптимальным именно для вашего случая. Типоразмеры наших серийных мотолодок и условия их эксплуатации отличаются от зарубежных, да и услуги опытного дилера не всегдапрактически оказываются доступными. Как самому на практике выбрать гребной винт, оптимальный и по геометрическимхарактеристиками, и по материалу, и по конструкции, и по стоимости? Чем чревата для здоровья дорогостоящего мотораего работа с неоптимальным винтом? Что вы теряете, доверившись случайно поставленному винту? Такими вопросамизадалась редакция прошедшим летом, решив испытать серию импортных винтов и выбрать из них наиболее подходящие. Заранее хотим сказать, что наши замеры по точности далеки от лабораторных, они лишь указывают на ту или иную тенденцию,не претендуя на строгий научный результат. Полистав литературу, хотя бы ту же подшивку “КиЯ”, вы сами можете найти ответ на многие поставленные вопросы, — мы не претендуем на открытия в этой области. Мы лишь старались уже известные истины в сжатой форме применить и проверить на практике, максимально приблизив их к сегодняшним потребностям. Винты и приборы Для испытаний мы использовали восемь трехлопастных винтов фирмы “Solas”. Эта тайваньская фирма производит винты шести типов, подходящие к зарубежным моторам любой мощности и практически всех известных марок (для этого в конструкции винта изменяется лишь резиновая втулка-амортизатор).* Были использованы четыре алюминиевых винта с шагом от 11 до 14” и четыре стальных винта из нержавеющей стали с шагом от 12 до 15”. Эти винты перекрывали весь рекомендованный фирмой (и особо интересующий наших водномоторников) мощностной ряд от 20 до 35 л.с. Винты испытывались на 30-сильном итальянском подвесном моторе “Selva-30”, который был установлен на мотолодку “Дельта-Р”, имеющую водоизмещение с одним водителем и снаряжением около 330 кг. Сами испытания состояли из замеров скоростей и определения пройденного на 1 литре топлива расстояния с разными винтами. Скорость и пройденное расстояние замерялись прибором GPS (“Garmin-12”), частота вращения — механическим трехшкальным тахометром на валу двигателя, а расход — мерной литровой емкостью. Испытания на скорость Первым мы решили испытать штатный (прилагаемый к мотору) окрашенный алюминиевый винт с шагом 12”. Винт приблизительно за 4 с выводит лодку с малого хода до начала устойчивого глиссирования. С плавным увеличением оборотов скорость быстро растет, но, достигнув величины около 49.5 км/ч, как бы останавливается, хотя сектор газа прошел еще только 3/4 оборота. При полностью открытой заслонке карбюратора звук мотора приобретает непривычно высокие тона, на румпель передается крупная дрожь, но показания скорости не увеличиваются, а даже скачкообразно то падают, то опять еле дотягивают до уже зафиксированной величины. Замеры тахометра показывают на валу двигателя 5750 об/мин (номинальные, максимальные по паспорту — 5500 об/мин). Вес взятого на борт пассажира мало повлиял на максимальную скорость: она упала всего до 49.0 км/ч, но максимальные обороты снизились до 5700 об/мин. Заменяя потом этот винт на следующий, мы обратили внимание, что в прикорневой области всех трех лопастей краска слезла большими пятаками, обнажив ноздреватый металл. Поочередные проходы на алюминиевых винтах с шагом 13” и 14” показали, что первый развил максимальную скорость 53.3 км/ч при оборотах, соответствующих номинальным, а с нагрузкой два человека показал при 5300 об/мин ту же скорость в 49.0 км/ч, что и штатный; второй винт показал 53.0 км/ч при 5350 об/мин налегке с одним водителем. Время выхода на глиссирование возросло соответственно до 5 и 6 сек. При наборе оборотов оба винта разгоняются равномерно и довольно мягко, но 14-дюймовый на всех режимах, за исключением максимальных оборотов, оказывается “резвее” (см. рис. 3). Стальные винты показывают рекорды скорости: 14-дюймовый достигает максимальной скорости в 54.1 км/ч при оборотах 5600 об/мин, а 15-дюймовый ставит абсолютный рекорд — 54.5 км/ч при 5400 об/мин! Лишь винт с шагом 13” на максимальном газу опасно “перекручивает” двигатель до 5800 об/мин и показывает скромную скорость — 51.5 км/ч. Стальные винты имеют более “ломаную” характеристику разгона, сравнительно вяло преодолевают горб сопротивления, но затем, “раскручиваясь”, начинают опережать своих алюминиевых собратьев. Например, стальной винт с шагом 14” набирает скорость от 7 до 50 км/ч за 13 сек, тогда как алюминиевый с тем же шагом затрачивает 17 сек. Все это наводит на размышления, но чтобы сделать правильные выводы, стоит припомнить кое-что о винтах. Присядем за парту Рис. 1. Основные характеристики и схема работы гребного винта. H — шаг винта; D — диаметр винта; Y — образующаяся на лопасти подъемная сила; P — упор; T — крутящий момент. Рис. 2. Винтовые характеристики, совмещенные с внешней характеристикой мотора (на примере “Вихря”). 1 — внешняя характеристика мотора, показывающая зависимость мощности двигателя (N, л.с.) от числа оборотов (n, об/мин); 2-4 — винтовые характеристики соответственно гидродинамически “тяжелого” (2), оптимального (3) и гидродинамически “легкого” (4) гребных винтов; 5 — зависимость удельного расхода топлива (g, г/л.с..ч) от числа оборотов. Гребной винт преобразует мощность двигателя в упор, приводящий лодку в движение. Упор же создается за счет гидродинамических сил, возникающих на лопастях, как на крыле самолета. Ведь лопасти винта имеют тот же авиационный профиль, при обтекании которого водой за счет разницы давлений на засасывающей стороне, обращенной в нос, и на нагнетающей стороне, обращенной в корму, и возникает подъемная гидродинамическая сила (см. рис. 1). Эта сила имеет две составляющие, одна из которых направлена по оси винта — вперед по движению лодки и представляет собой собственно упор, а вторая сила, перпендикулярная упору, образует крутящий момент. Именно он преодолевается мотором. Важнейшими характеристиками винта являются его диаметр и шаг. Именно они определяют то количество воды, которое захватывает и отбрасывает назад гребной винт при определенной частоте вращения, создавая упор. С изменением частоты вращения мощность, потребляемая винтом, изменяется; вместе с ними меняются и упор, и необходимый крутящий момент. Эта закономерность для каждого гребного винта своя, и называется она винтовой характеристикой. Диаметр винта значительно влияет на загрузку мотора. Например, подрезка винта по диаметру всего на 5% снижает потребную мощность двигателя на 30% при сохранении прежних оборотов. Но оперировать изменением диаметра в широких пределах, добиваясь оптимальной работы винта, невозможно из-за ограниченных размеров корпуса редуктора подвесника. Изменение шага гребного винта представляет, к сожалению, единственную реальную возможность для согласования работы винта с лодкой и подвесным мотором. Геометрический шаг, условно измеряемый расстоянием, которое прошел бы винт, “вворачиваемый” в твердое тело за один оборот, — понятие идеальное; на практике, в воде, винт как бы проскальзывает, и его реальный шаг (или поступь) оказывается всегда меньше теоретического. Причем скольжение винта оказывается максимальным (100%) у пришвартованной к берегу мотолодки с работающим на полном газу мотором и минимальным (15-20%) у разогнанной до максимальной скорости глиссирующей лодки. С какими же характеристиками лодки и мотора должен согласовываться винт? У глиссирующей мотолодки — прежде всего с ее сопротивлением, которое, как мы уже знаем, преодолевается упором винта. На графике кривые сопротивления и упора с ростом частоты вращения плавно сходятся в точке, которая и определяет достижимую скорость. Величина сопротивления глиссирующей лодки зависит от многих факторов (например, обводов, волнения и т.д.), но в первую очередь — от величины нагрузки. Больше груза и пассажиров — выше сопротивление, больший упор должен создавать гребной винт. У подвесного мотора в этом треугольнике свои требования к винту. В каждом конкретном сочетании “лодка—винт” двигатель на полном газу должен развивать номинальную частоту вращения коленвала. Только в этом случае двигатель развивает свою полную мощность (рис. 2). Чем ниже достижимая частота вращения, тем меньшую мощность отдает двигатель. Эта закономерность определяется его внешней характеристикой. Особенность ее в том, что рост отдаваемой обычным потребительским мотором мощности происходит при увеличении частоты вращения лишь до номинальных ее значений. При “раскручивании” двигателя сверх этих значений отдаваемая мощность сначала как бы прекращает расти, а потом резко падает. Значения же крутящего момента на гребном валу имеют обратную зависимость; например, у того же мотора “Selva-30” на частоте вращения 3500 об/мин крутящий момент составляет 40.4 н.м при отдаваемой мощности 16.72 л.с.; при номинальных оборотах 5500 об/мин — 38 н.м при мощности 29.13 л.с., а при “раскручивании” двигателя до 5700 об/мин момент падает до 36.2 н.м, а отдаваемая мощность снижается до 28.73 л.с. Согласованный со всеми этими противоречивыми требованиями винт и будет оптимальным, т.е. развивающим максимальную скорость на номинальных оборотах. Но в жизни мотор может работать и на пониженных оборотах, не используя всей мощности двигателя, потому что он уже достиг максимального крутящего момента и не в состоянии прокручивать гребной винт с большей частотой вращения. В этом случае профиль лопасти стоит к набегающему потоку с чрезмерно большим углом атаки, шаг винта велик для этих условий, и можно говорить о гидродинамически тяжелом винте. Если же винт легко достигает максимальной частоты вращения, превышая ее номинальную величину, упор будет невелик и соответственно достичь максимальной скорости не удается. В этом случае шаг мал, угол атаки профиля лопасти меньше оптимального, меньше оказывается и подъемная сила, от которой напрямую зависит упор. Это означает, что выбранный винт гидродинамически легкий. Проверяем теорию практикой Рис. 3. Результаты замеров скорости лодки “Дельта” с ПМ “Selva-30” со сменными винтами фирмы “Solas”. 1 — Алюм., шаг 14”; 2 — Алюм., шаг 13”; Точка около кривой 2 — тот же винт с 2 чел.;3 — Стальн., шаг 14”; 4 — Стальн., шаг 15”; 5 — Стальн., шаг 13”; 6 — Алюм., шаг 12”. Рис. 4. Результаты замеров расстояния G, пройденного на 1 л топлива с различными винтами фирмы “Solas”. К каким выводам привели наши скоростные испытания винтов? Во-первых, штатный винт при нашем варианте использования оказался гидродинамически легким. С ним мы не только не получили высоких скоростей, но и можем “подорвать” здоровье двигателя. Эксплуатация “перекрученного” двигателя резко снижает его моторесурс. Все подвижные части двигателя, не рассчитанные на такие перегрузки, работают на пределе: обрыв шатунов или поломка коленчатого вала становятся не столь уж редкими случаями. Из-за разрыва смазывающей масляной пленки возможны задиры, появление теплового клина, износ всех подвижных частей резко возрастает. Скоростные же рывки винта, прекращение роста скорости при увеличении оборотов, вибрация, облезание краски и эрозия алюминия — это, скорее всего, признаки кавитации. Для работы обычных полностью погруженных винтов — это очень вредное явление, наступающее при излишне высокой частоте вращения. При высоких скоростях обтекания появляются срыв потока с лопасти, вскипание и образование пузырьков паров воды, которые лопаются, создавая на лопасти огромные местные пики давления. При долгой работе в таких условиях лопасть начинает выкрашиваться. Этому в первую очередь подвержены алюминиевые винты. При дальнейшем развитии кавитации из-за искажения гидродинамического профиля винта его упор падает. Провоцировать кавитацию может и погнутая или выщербленная лопасть, некачественная поверхность винта, даже неправильное положение подвесника (слишком откинут или прижат к транцу). В любом случае надо делать все, чтобы избегать появления кавитации. На практике почти все, о чем мы говорили, сразу же подтвердилось. Такой винт лучше убрать, оставив его как запасной, например, для случая нагрузки в три человека. Эксплуатация его с одним водителем даже на номинальных оборотах приведет к недобору полной мощности двигателя. Во всех случаях на борту надо иметь тахометр (например, отечественный “ЛПС-Интер”, подходящий и для работы с импортными моторами). Он убережет вас от применения чрезмерно легкого и даже опасного винта. Если тахометра нет, вас должен насторожить чересчур резвый выход на глиссирование, остановка роста скорости задолго до момента полного открытия дросселя, нечувствительность (до определенной границы) к увеличению нагрузки лодки, непривычный звук мотора. Обнаружив в наших испытаниях нижнюю “шаговую” границу в 12”, мы отказались от проверки винта с еще меньшим шагом 11”, а перешли к работе с винтами алюминиевой серии с шагом 13” и 14”. Винты с уменьшенным шагом потребовались лишь при буксировке лыжника. Такие винты создают повышенный упор на режимах разгона, сокращая время выхода на глиссирование и легче вытаскивают лыжника из воды. Естественно, достижимые с ними предельные скорости оказываются ниже — не превышают 43-45 км/ч. Здесь главная задача совместить горб на кривой упора винта с горбом сопротивления судна-буксировщика. По данным наших испытаний нетрудно заметить, что увеличивая шаг винта на дюйм (25.4 мм), мы получали снижение частоты вращения на 150-250 об/мин (относится это и к “стальной” серии). Это очень важное замечание, поскольку большинство зарубежных винтов спроектированы так, что увеличение или уменьшение шага на один дюйм дает соответственно увеличение или уменьшение оборотов приблизительно на 200 об/мин. И эта эмпирическая зависимость подтверждается на практике. Это облегчает предварительный выбор винта. Если, например, ваш мотор не добирает до номинальных оборотов 600 об/мин, значит, вам с наибольшей вероятностью подойдет винт с шагом на 3 дюйма меньше. Утверждение, что 13-дюймовый винт, развивающий номинальные обороты, одновременно будет и самым скоростным, тоже подтвердилось на испытаниях. Отличие составляет всего 0.3 км/ч при разнице в максимальных оборотах на 150 об/мин. Это объясняется небольшим отличием в диаметрах: 14-дюймовый винт имеет диаметр на 0.1” меньше; отсюда и его большая резвость в скорости на промежуточных частотах вращения. Для стальных винтов отмеченное соотношение между изменением шага и оборотов также подтвердилось. Но здесь оно более четкое и составляет ровно 200 об/мин. Обращают на себя внимание большие максимальные скорости стальных винтов — даже при “перекрутке”, при их одинаковых геометрических характеристиках с алюминиевыми: правда, при этом достигают максимальных скоростей они немного медленнее. А наш “абсолютный победитель” по скорости стальной винт с шагом 15” даже не добирает до номинальных около 100 об/мин, т.е. еще не использует приблизительно 0.7 л.с. В этих условиях лучше бы подошел винт с шагом 14.5” (за рубежом винты выпускаются и в градации шага через полдюйма). Однако при выборе между 15- и 14-дюймовым, конечно, предпочтение надо отдать первому, поскольку превышение номинальных оборотов стальным винтом, помимо других негативных последствий, дает из-за его большего веса перегрузку и на подшипники редуктора. Винт с шагом 13” тоже придется отложить, так как превышение номинальных оборотов уже достигает опасных 300 об/мин; потерянная мощность составляет при этом около 1 л.с., а отсюда и более чем скромная для стального винта скорость в 51.5 км/ч Стальной или алюминиевый С уменьшением толщин сечений профиля винта КПД его увеличивается. Применение более прочной, чем алюминий, нержавеющей стали позволяет достигать этого без потери прочности лопастей. При изготовлении стального винта можно выдержать большую точность его профилировки и добиться более высокой чистоты обработки поверхности (в отполированный гребной винт можно смотреться, как в зеркало!), благодаря чему потери на трение уменьшаются, повышая эффективность винта. Стальной винт меньше подвержен кавитации и более устойчив к вибрации, которую испытывает любой винт в попутном потоке за редуктором. Все это в совокупности и обеспечивает его более высокие скоростные характеристики, в чем мы и убедились на опыте. Наконец, стальной винт долговечнее алюминиевого, при встрече с препятствием он страдает меньше, однако в случае чего выправить и отбалансировать его намного сложнее. Нержавеющая сталь дольше прослужит в соленом море. Да для многих важно и то, что стальной винт престижней. Но вот цена… Элитный гоночный винт F1 может стоить несколько тысяч долларов! Обычный винт стоит лишь несколько сотен долларов, но и эта цифра превышает стоимость алюминиевого в два-три раза, что может остановить многих любителей. Стоимость стальных винтов фирмы “Solas” при хорошем качестве превышает стоимость алюминиевых только в 1.5 раза; 150-долларовый стальной и 100-долларовый алюминиевый — по западным меркам это вполне приемлемые цены. Алюминиевые винты имеют тот плюс, что они легче, редуктор с ними не испытывает больших перегрузок. Но главное их преимущество — подчеркнем еще раз — экономическое, они дешевле! К сожалению, гребной винт подвесного мотора — его главная “расходная” часть. Винт чаще всего страдает при наездах на подводные препятствия. Поэтому, если ваш район плавания — не глубоководный морской залив, а северная каменистая река, то, конечно, алюминиевый винт будет предпочтительней. Немного о конструкции В пользу алюминиевого винта есть еще один аргумент — это новая альтернативная конструкция ступицы, которая, действительно, в ряде случаев поможет сохранить ваш винт при ударе о препятствие. Как бы вас ни убеждали, что при нежелательной встрече с препятствием традиционная резиновая втулка-амортизатор легко провернется и это убережет винт от повреждения, верить этому нельзя. Накопленная в редакции статистика и наш личный опыт говорят о том, что резиновая втулка проворачиваться не успевает. Может быть, в наших водах резина быстро твердеет или “прикипает” к внутренней поверхности ступицы — не знаем. Но факт, что, в лучшем случае, страдает только сам винт, а вот в худшем — страдают редуктор и даже вал. Так что отчаливать от берега без запасного винта никак нельзя. В нашей опытной партии был один алюминиевый винт “Alcup-3” новой конструкции — с разборной втулкой. При наезде, например, на камень в продольных пазах втулки действительно легко срезаются пластмассовые торсионы, сохраняя сам винт от больших повреждений и, конечно, уберегая трансмиссию. Торсионы запрятаны в длинные пружинки, которые, провернувшись, сразу же занимают новое положение в других продольных пазах. Если после наезда резко сбросить газ, то на малом ходу винт за счет упругости пружинок сохраняет небольшой упор, и можно потихоньку добраться до берега, чтобы заменить торсионы новыми. При довольно большом диаметре полой ступицы эту операцию можно провести за 5-7 минут. Правда, если стопорная гайка с левой резьбой затянута на совесть, то без торцевого ключа на “32”, редкого в наборе лодочного инструмента, не обойтись. Кстати, на ступицах винтов “Solas” (как, впрочем, и многих других зарубежных фирм) имеется крутой отгиб задней кромки. Это — своего рода “интерцептор”, который резко подтормаживает поток при обтекании и создает разрежение на границе, тем самым облегчая истечение выхлопных газов, а значит, и уменьшая потери мощности двигателя на преодоление противодавления на выхлопе через ступицу. Как сэкономить на бензине? Топливная часть испытаний также показала интересные результаты. Во-первых, по максимальному пробегу на 1 литре топлива наш “итальянец” практически со всеми винтами уверенно опережает все отечественные подвесники, а близкого по мощности “Вихря-30” опережает практически в два раза (3.7-5.2 км/л против 2.1-2.9). Значит, ходить на “Selva-30” с хорошим стальным винтом даже на дорогом “95-ом” бензине будет экономически выгоднее, чем на отечественном моторе, работающем на “76-ом”. Рекорд дальности пробега на литре бензина — 5450 м — установил стальной 15-дюймовый винт на скорости около 30 км/ч (рис.4.). Высокую экономичность с плавным снижением величины пробега он показал и на других режимах, вплоть до 50 км/ч. А вот дальнейший рост скорости сопровождается уже резким снижением “литровой проходимости”. Увы, за скорость надо платить! Поэтому перед водителем всегда альтернатива: или экономия топлива, или наивысшая скорость. Потеряешь в расходе, но сохранишь наивысшую скорость при наиболее полной отдаче мощности. Чуть “попридержишь” лошадей, выиграешь в расходе топлива. Поэтому, опыт подсказывает: ставя на экономичность, стоит сначала разогнаться до максимальной скорости, а потом немного убрать газ. А вот это “немного” стоит многого. Поясним. Топливную экономичность мотора принято характеризовать удельным расходом топлива, но этот показатель говорит лишь о степени экономичного совершенства самого двигателя, а не мотора в целом. Подбор винта, редуктор, обтекаемость подводной части, пропульсивные качества всего комплекса “лодка—мотор—винт” — все это существенно влияет на топливные показатели. Поэтому удачным подбором винта и обеспечением гидродинамического совершенства подводной части можно добиться того, чтобы сместить падение топливной экономичности с ростом оборотов в сторону больших скоростей. Например, наш оптимальный алюминиевый винт с шагом 13” оказался и самым экономичным. Слегка убрав газ до скорости 50 км/ч, мы на одном литре пройдем больше, чем с 14-дюймовым алюминиевым винтом даже на скорости в 40 км/ч. А гидродинамически легкий стальной винт с шагом 13”, опередив все остальные винты по дальности пробега на скорости 40 км/ч, на максимальных режимах просто “рухнул”: “перекручивая” обороты, этот винт после 50 км/ч практически мало прибавил в скорости, хотя расход топлива резко возрос, сократив показатель пройденного расстояния на 1 л. Это — “топливная цена” неоптимального винта. Может быть гидродинамически тяжелый винт, который не добирает максимальные силы и скорость, позволяет экономить топливо? Увы, это не так. Вынужденная работа двигателя с полностью открытым дросселем на низких оборотах и с неполной отдачей мощности приводит к тому, что расход топлива может оказаться даже выше, чем на номинальных оборотах. Мотор в этом случае просто “давится” топливом. Опережение зажигания не соответствует топливному режиму. Резко возрастают нагрузки на цилиндро-поршневую группу. Может возникать детонация. Вспомните случаи, когда, утопив педаль газа до пола, вы на автомобиле пытались на прямой передаче забраться на длинную крутую горку… Очень схожие ситуации. Только оптимальный винт! Только такой — оптимальный гребной винт успешно справится с большинством возникающих проблем. Так что проверьте имеющийся у вас винт, а если он не подходит к наиболее типичным вариантам использования лодки, подберите новый. А лучше иметь два винта для двух возможных вариантов использования. После нашего теста мы уверенно выбрали для лодки с мотором “Selva” алюминиевый винт с шагом 13” с разборной втулкой — для обычных выходов и стальной 15-дюймовый — для коротких скоростных выходов налегке. К. Константинов Источник: "КиЯ"
	© БРИГ-МАСТЕР 1996-2010

Разработка сайта tomashevsky.com

заказать продвижение сайта , , моторы suzuki