отримаємо: силу тяги, спрямовану уздовж осі обертання гвинта і силу лобового опору, що діє в площині диска гвинта по дотичній до кола, яку описують точки на лопаті гвинта при його обертанні.
Оскільки працюючий гвинт розташований за корпусом судна, то при його русі водяний потік натекает на лопаті гвинта з неоднаковими швидкостями і під різними кутами. У результаті спостерігається нерівність сил тяги і лобового опору для кожної лопаті, що призводить до появи крім тяги гвинта нескомпенсованих бічних сил, що впливають на керованість одногвинтового судна. Основними причинами появи бічних сил є:
попутний потік води, захоплюємося корпусом при його русі;
реакція води на працюючий гвинт;
нерівномірне натікання водяного струменя від працюючого гвинта на кермо або корпус судна.
Розглянемо вплив цих причин на роботу гвинтів фіксованого (ВФШ) і регульованого (ВРШ) кроку правого обертання.
Судно рухається вперед, гвинт обертається вперед. Реакція води на гвинт.
На роботу гвинта впливає близькість поверхні води. У результаті спостерігається підсмоктування повітря до лопат у верхній половині диска гвинта. При цьому лопаті у верхньому положенні відчувають меншу силу реакції води, ніж у нижньому. У наслідку цього виникає бічна сила реакції води, яка завжди спрямована в бік обертання гвинта - в розглянутому випадку вправо.
Рис. 2 Взаємодія гвинтовий струменя з кермом.
При обертанні гвинта закручений потік води натекает на перо керма в його нижній і верхній частині під різними кутами атаки. У нижній частині вгамує атаки менше, ніж у верхній.
В результаті виникає бічна сила, яка прагне повернути корму вправо.
Загальний вплив гвинта: для більшості суден з ВФШ і ВРШ сили або взаємно компенсуються або корму має слабо виражену тенденцію до зміщення вліво.
Судно рухається вперед, гвинт обертається назад (реверс).
У цьому випадку попутний потік зберігається. Однак на відміну від розглянутого вище випадку попутний потік зменшує кут атаки.
Отже зменшується сила лобового опору на кожному елементі лопаті. У верхньому положенні таке зменшення виражено сильніше, ніж у нижньому, тому в нижній частині швидкість попутного потоку менше. Тому результірущая сила лобового опору лопатей для ВФШ буде спрямована вліво. Для ВРШ при зміні режиму роботи з переднього на задній хід напрямок обертання зберігається, змінюється тільки крок гвинта: гвинт правого кроку стає гвинтом лівого кроку і навпаки. Отже, результірущая сила лобового опору лопатей буде спрямована вправо. Реакція води на гвинт.
Бічна сила реакції води на гвинт, як було сказано вище, завжди спрямована в бік обертання гвинта: для ВФШ - уліво; для ВРШ - вправо.
Рис.3 Взаємодія гвинтовий струменя з корпусом
Гвинтові струмінь накидається на кормову частину судна.
У результаті створюється підвищений гідродинамічний тиск і корми зміщуватиметься: для ВФШ - уліво; для ВРШ - ВРАВ.
Загальний вплив гвинта: ВФШ - корми йде вліво; ВРШ - корми йде вправо.
Судно рухається назад, гвинт обертається тому.
З початком руху судна назад попутний потік зникає.
Реакція води на гвинт: ВФШ - уліво; ВРШ-вправо.
Взаємодія гвинтовий струменя з корпусом: ВФШ - уліво; ВРШ - вправо.
Загальний вплив гвинта: ВФШ - корми йде вліво; ВРШ - корми йде вправо.
Вплив гребних гвинтів на керованість многовінтового судна.
Більшість сучасних пасажирських суден, криголамів, а також швидкісних суден крупного тоннажу оснащуються дво- або трехвальних силовими установками. Головна особливість многовінтових суден у порівнянні з Одногвинтові - це їх краща керованість. Гребні гвинти у двухвінтових, а також бортові гвинти у тригвинтові судів розташовані симетрично щодо діаметральної площини і мають протилежний напрямок обертання, зазвичай однойменне з бортом. Розглянемо керованість многовінтових судів на прикладі двогвинтового судна.
Дія сил при роботі машин двогвинтового судна.
При одночасній роботі гвинтів вперед або назад бічні сили, викликані попутним потоком, реакцією води на гвинт і струменем від гвинтів, накидаються на кермо або корпус взаємно компенсуються, оскільки гвинти мають протилежний напрямок обертання. Тому відсутня тенденція ухилення корми в ту чи іншу сторону, як у одногвинтового судна.
Ріс.4.Одін гвинт працює вперед, інший стоп.
...
