Човни для туризму за останні роки змінили свій вигляд. Замість традиційних плоскодонних промисловість освоїла випуск ряду нових моделей, що відрізняються високою мореплавства, підвищеною комфортабельністю. Днище з кілеватие обводами дає можливість цим судам зберігати свої якості на крутій хвилі, дозволяє уникнути стомлюючої тряски на брижах.
У швидкості на тихій воді нові моточовни, однак, програють плоскодонним. Це неминуче: нові обводи мають більш високу гідродинамічний опір, та й самі корпусу човнів потяжелели.
Питання в іншому: наскільки великий може бути цей програш? Теорія, як ніби, каже, що він повинен бути досить незначним. Практика переконує в зворотному.
А може бути, справа не тільки в човнах?
Згадаймо, що все випускаються сьогодні підвісні мотори розроблялися в ті часи, коли, крім старої «Казанки». у нас практично нічого не було. На неї, природно, і орієнтувалися моторобудівники, розраховуючи параметри своїх перших 17-20-сильних подвесніков.
Чи відповідають ці параметри гідродинамічним характеристикам сучасних мотолодок?
Щоб отримати відповідь на це питання, редакція провела порівняльні ходові випробування.
На нашу мірну милю вийшли дві моточовни, серійно випускаються промисловістю (алюмінієвий «Прогрес» і пластмасовий «Нептун») і дві фанерні човни, побудовані за проектами для самостійної споруди (глибоке V «Косатка» і тримаран «Тагуан»). У нашому розпорядженні були мотори «Вихор», «Вихор-М» і «Вихор-30» і набір з трьох гребних гвинтів, виготовлених в ЦНДІ імені академіка А. Н. Крилова. Один з цих гвинтів нічим не відрізнявся від штатного гвинта «Вихора» (правильніше сказати «Вихорів», так як на 20-, 25- і 30-сильний мотори ставиться один і той же гвинт!). Цей гвинт, нагадаємо, має діаметр 240 мм і крок 300 мм. А ось два нових гвинта при тому ж діаметрі мали крок 264 і 240 мм.
Результати (див. Таблиці 1-3) вийшли, на наш погляд, дуже цікаві.
Ось, наприклад, на дистанції «Прогрес» з 25-сильним «Вихром-М».
Таблиця 1. Результати виміру швидкостей моточовни «Прогрес»
Примітка: докладний опис човна «Прогрес» см. Тут
Власник цього човна В. Кузовкін відмінно обладнав її для далеких подорожей: встановив вбудований бензобак під переднє сидіння, підкріпив конструкцію транця, занурив акумулятор і т. П. Одним словом, варіант далеко не чисто прогулянковий! З запасом пального в 90 л і двома людьми (водій і пасажир) на борту водотоннажність човна можна було оцінити цифрою 490 кг. Зі штатним гребним гвинтом на моторі цей «Прогрес» проходить 500-метровий мірний ділянку за 68,5 сек (середній час за два пробігу), т. Е. Швидкість становить 26,3 км / год.
Збільшуємо екіпаж до чотирьох осіб - швидкість відразу ж падає до 18,3 км / год, т. Е. Човен на глиссирование вже не виходить.
Тепер замінюємо штатний гвинт іншим - з меншим кроком, рівним 264 мм, і ось, той же «Прогрес» з тими ж чотирма людьми на борту йде в півтора рази швидше - показує швидкість 27,3 км / год! Наступний гвинт - крок ще менше - 240 мм - ще 2 км / год приросту швидкості, а максимальна швидкість ходу з двома пасажирами досягає 30,2 км / год. Тільки з появою на борту п'ятого людини (т. Е. При збільшенні водотоннажності приблизно до 700 кг) човен знову переходить в водоизмещающий режим руху - 16,7 км / год.
Треба ще зазначити, що під час швидкісних пробігів «Прогресу» тільки при навантаженні два пасажира з гребним гвинтом 240х240 мм мотор розвивав підвищений (але не надмірне - 5200 об / хв) число обертів!
Гребний гвинт зі зменшеним кроком 240 мм допоміг «Вихру-20» «витягнути» на глиссирование і моточовни «Нептун» з 4 пасажирами (водотоннажність 550 кг): вона пішла зі швидкістю 36 км / год замість 13,5, показаних зі штатним гвинтом. Отже, швидкість зросла в 2,6 рази!
Таблиця 2. Результати виміру швидкостей моточовни «Нептун»
Звідки ж взялися у мотора сили? Чому невеликим зменшенням кроку гребного гвинта вдається компенсувати збільшення навантаження?
Гвинтові характеристики, суміщені з зовнішньою характеристикою мотора:
1 - зовнішня характеристика мотора; 2, 3, 4 - гвинтові характеристики відповідно «важкого», оптимального і «легкого» гвинтів; 5 - питома витрата палива.
Це можна проілюструвати графічно. Кожен мотор має свою так звану «зовнішню характеристику», т. Е. Залежність знімається з вала потужності від числа обертів колінчастого вала при повністю відкритому карбюраторі. Для «Вихора», наприклад, зовнішня характеристика являє собою криву 1 з максимальною потужністю в 21,5 л. с. при 5000 об / хв. Потужність, яка поглинається на даній човні гребним гвинтом, в залежності від числа обертів двигуна показана на цьому ж графіку трьома кривими - гвинтовими характеристиками 2, 3 і 4, - кожна з яких відповідає гвинта певного кроку. Точки, де зовнішня і гвинтова характеристики перетинаються, і показують потужність і число оборотів мотора з даними гвинтом.
Оптимальний для даної моторного човна при даному водотоннажності гвинт (гвинтова характеристика 3) дозволяє найбільш повно використовувати потужність двигуна на номінальних оборотах. При постановці більш «важкого» гвинта (крива 2) на ту ж човен з тієї ж завантаженням мотор буде працювати на оборотах 3500 об / хв, яким по зовнішній характеристиці двигуна відповідає потужність всього 12 л. с .; це означає, що використовувана потужність 20-сильного «Вихора» буде такою ж, як у звичайній «Москви» або «Beтерка-12».
Застосування занадто «легкого» гвинта (крива 4) також призводить до недовикористання потужності, так як зовнішня характеристика при числі оборотів більше номінального різко падає. Але головна небезпека тут інша: значне підвищення числа обертів понад номінальний різко скорочує термін служби мотора, а ймовірність поломок його підвищується. Однак навіть в тому випадку, коли занадто «легкий» гвинт експлуатується на номінальних оборотах, що знімається потужність «Вихора» також не перевищує 12-13 л. с.
Можна подумати, що з «важким» гвинтом вийде значна економія палива, - адже мотор працює на знижених оборотах! Це далеко не так.
На тому ж графіку показана залежність питомої витрати палива (крива 5) від числа обертів. При числі оборотів, що дорівнює, наприклад, 3700 об / хв, питома витрата становить приблизно 480 г / л. с. годину замість 360 на більшій номінальному; потужність при цьому дорівнює 16 л. с. Перемножуємо вийшов питома витрата на потужність і отримуємо парадоксальний результат - годинна витрата палива при меншій знімається потужності залишився тим самим!
Ось до яких результатів призводить експлуатація човна з невідповідним гребним гвинтом: і швидкість виходить менше, і витрата палива на 100 км шляху збільшується.
Скільки сил можна втратити, використовуючи «важкий» гвинт, наочно продемонстрували випробування моточовни «Косатка». Що можна сказати, дивлячись на таблицю виміру її швидкостей?
Таблиця 3. Результати виміру швидкостей моточовни «Косатка»
Примітка: проект і докладний опис човна «Косатка» см. Тут
Зі штатним гвинтом на «Вихора-30» при збільшенні навантаження з двох чоловік до чотирьох швидкість падає на 8 км / год. Установка ж гвинта з меншим кроком (264 мм) не тільки підвищує швидкість до 43,4 км / год (2 людини) і 39,0 км / год (4 людини), але і скорочує різницю в швидкостях, яка виходить при підвищенні навантаження.
Під 20-сильним «Вихром» зі штатним гвинтом і з чотирма пасажирами човен не глиссирующих і йде в перехідному режимі - 17,6 км / год. Установка гвинта з кроком 240 мм призводить до вражаючого результату: швидкість з двома людьми на борту стає майже такою ж, як і при 30-сильному моторі зі штатним гвинтом, а з чотирма - навіть на 2 км / год вище! Виходить, що, плаваючи на «тридцятці» зі штатним гвинтом, ми протягом трьох років не використовували, принаймні, 8-9 л. с. наявної потужності!
З точки зору економіки це означає, що сотні, а то й тисячі тонн бензину зараз нераціонально витрачаються тільки тому, що найпоширеніші у нас мотори «Вихор» і «Вихор-М» (як втім, і «Нептун») забезпечуються одним єдиним гвинтом , який доводиться використовувати і на легкій «Казанці» і на сімейному «Прогресі». Заводи економлять на шестирубльовою гвинті (який, до речі, із задоволенням придбали б навіть просто в якості запасного всі власники моторів!), А в загальнодержавному масштабі це обертається не такими вже малими втратами!
Правда, до моторів «Москва-25» і «Москва-30» випускаються три гребних гвинта з кроком 250, 280 і 300 мм, але провести порівняльні випробування з цими моторами ми не мали можливості, так як в нашому розпорядженні їх не було.
Навіть орієнтовна прикидка говорить про те, що штатні гребні гвинти випробуваних моторів далеко не оптимальні. Порівняємо значення теоретичних швидкостей 20-25-сильних вітчизняних і зарубіжних моторів ( «Крайслер», «Евінруд» і «Меркюрі» по 20 л. С. «Джонсон», «Сельва», «Кресчент», «Терхо» по 25 л. с. і «Кресчент» 35 л. с.). Якщо прийняти для штатних гвинтів всіх порівнюваних моторів постійне значення ковзання рівним, наприклад, 10%, то теоретична швидкість, досяжна при номінальних оборотах, на всіх зарубіжних моторах буде значно нижчою за ту, на яку розраховані штатні гвинти «Вихора» і «Нептуна». Так, якщо для «Вихорів» всіх потужностей це 47 км / год (гвинт-то у всіх один!), То для «Кресчента», «Сельви», «Терхо» - це тільки 40 км / год, для «Крайслера» і «Евінруд» навіть 39 км / год! І це на штатних гвинтах, а адже до кожного зарубіжного мотору можна придбати ще як мінімум 2-3 інших гребних гвинта, як правило, з кроком і менше і більше ніж у штатного.
Тільки «Казанка», на яку і підбирався гвинт «Вихора», може з цим мотором ходити з розрахунковою швидкістю з одним водієм 43-45 км / год, недосяжною для сучасних човнів з тим же мотором і гвинтом.
Минуло десять років. Наша промисловість освоїла випуск мало не 20 різних моделей мотолодок. І тепер стає абсолютно необхідною поставка в торгову мережу якщо не гвинтів з регульованим кроком (типу «мульти-Пітч», про які не раз писалося в збірнику), то хоча б набору змінних гребних гвинтів. Відповідь на питання, які це можуть бути гвинти, повинні дати суднобудівники. А для цього, крім усього іншого, необхідно змінити утвердилася практику проведення ходових випробувань. Зараз під час приймання нових зразків в нашому головному ЦКБ «Нептун», наприклад, на човен ставиться мотор тільки зі штатним гвинтом, а єдиним показником, що знімається на мірній милі, є швидкість. Якщо швидкість з повним навантаженням не влаштовує - мала, вішають на транец ще один мотор (так було з моточовни «Нептун», розрахованої, однак, на експлуатацію з одним мотором).
А тим часом на цих випробуваннях є повна можливість не тільки зняти всі необхідні параметри, такі, як число оборотів мотора або витрата пального, а й підібрати оптимальні гвинти і головне - дати відповідні рекомендації майбутньому власнику. Саме так роблять провідні фірми за кордоном.
«Катери і яхти», 1973 г.