Ak rýchlosť prvých parníkov nepresiahla 4-6 uzlov, tak po 15-20 rokoch mohli dosiahnuť rýchlosť okolo 12 uzlov. Úpadok plachetnej flotily bol samozrejmosťou, k čomu prispel vznik zásadne nového typu pohonu.

Prvé pokusy o použitie vrtule sa uskutočnili v 18. storočí. Podľa historikov však novému pohonu uverili až v roku 1836, keď ním Angličan Francis P. Smith vybavil svoj čln. Vynálezcovi pomohla „šanca Jeho Veličenstva“; Niektorí vedci označujú tento príbeh za historické anekdoty.

Smithova skrutka s dvoma špirálami bola vyrobená z dreva. Jedného dňa, pri ďalšom teste člna v kanáli, sa loď otriasla a... zvýšila rýchlosť. Ukázalo sa, že pri náraze do potopeného predmetu vrtuľa stratila polovicu svojej špirály. Následne Smith vyrábal skrutky s jednootáčkovou špirálou.

Smithova vrtuľa prešla testom, keď loď prešla približne 400 míľ priemernou rýchlosťou 8 uzlov. Časť plavby sa navyše uskutočnila v búrlivých podmienkach, ktoré by kolesový parník len ťažko zvládol.

Ryža. 5. Zadný koniec Princetonu s vrtuľou Erickson

Anglická admiralita, ktorá ocenila Smithovu vrtuľu, v tom istom roku 1836 poverila vynálezcu, aby postavil veľkú vrtuľovú loď. Takže. Archimedes sa objavil s výtlakom 237 ton, ktorý je považovaný za prvý skrutkový parník. Vrtuľu s priemerom 2,1 m poháňali dva parné stroje o výkone každého 45 litrov. s. Počas testovania dosiahol "Archimedes" rýchlosť 9,8 uzla.

Pôvodné rozhodnutie bolo porovnať účinnosť kolesových a skrutkových vrtúľ. Archimedes bol spojený káblami, kormou a kormou, s kolesovým parníkom William Gunston. Stroje sa dali do pohybu a “William Gunston”... vliekol so sebou prvorodeného skrutkového lodného staviteľstva. Bolo však príliš skoro robiť závery.

Významnou udalosťou v histórii vývoja lodného pohonu bol vynález vrtule Švédom Jonom Eriksonom v roku 1836, ktorá využívala princíp lopatkových kolies. Na rozdiel od konvenčných kolies, ktorých os rotácie bola umiestnená naprieč plavidla, Ericksonove kolesá mali os rotácie prechádzajúcu pozdĺž plavidla a vytvárali axiálny tok vyvrhnutých hmôt vody. Pohonnú jednotku tvorili dve kolesá umiestnené za sebou a otáčajúce sa v opačných smeroch. Neskôr Erickson pohonný systém zjednodušil a obmedzil ho na jedno koleso.

Ryža. 6. Rattler a Alecto remorkér testy

V roku 1839 Erickson odišiel do USA a postavil tam prvú americkú parnú fregatu „Princeton“ s výtlakom 700 ton s vrtuľou vlastnej konštrukcie (obr. 5). Počas testovania loď dosiahla rýchlosť 14 uzlov – na tú dobu nevídaná rýchlosť.

Pri vyťahovaní vyššie opísaným spôsobom Princeton ťahal kolesový parník Great Western.

Vrtuľa nemala núdzu o protivníkov. Nechceli uznať výsledky, ktoré dosiahol Princeton, s odvolaním sa na skutočnosť, že výtlak porovnávaných plavidiel, ich obrysy a výkon strojov neboli rovnaké. Nakoniec však boli písmená i bodkované, keď britská admiralita zorganizovala v roku 1843 porovnávacie testy dvoch špeciálne vyrobených. identické parné fregaty s výtlakom 894 ton s parným strojom s výkonom 200 litrov. s. - skrutka "Rattler" a kolieska "Alecto".

Najprv boli obe lode testované pod plachtami a vykazovali takmer rovnakú rýchlosť, čo slúžilo ako potvrdenie ich geometrickej podobnosti. Fregaty sa potom podrobili ťahovému testu. Keď vozidlá vyvinuli plný výkon, Rattler začal ťahať Alecto rýchlosťou viac ako 2 uzly (obr. 6). Testy sa neobmedzovali len na toto. Lode boli testované v rôznych režimoch, ktorých výsledky sú zhrnuté v tabuľke. 1. Skeptici boli zahanbení; „Objasňovanie vzťahu“ medzi kolesovými a skrutkovými vrtuľami sa skončilo.

Tabuľka 1 Rýchlosť porovnávaných lodí v režimoch

Názov lode	Rýchlosť, uzly, zapnutý režim
	pod autom	pod autom a plachty	pod autom proti vetru
"Rattler"
"Alecto"

Vrtuľa si získala uznanie vďaka svojim výhodám, z ktorých hlavné sú jednoduchosť konštrukcie, malé rozmery a relatívne vysoká účinnosť. Ako sa skrutka zdokonaľovala, získala stabilný tvar, ktorý s menšími odchýlkami pretrváva dodnes.

Ryža. 7. Schéma vytvorenia dorazu pri ovládaní vrtule

Vrtuľa sa skladá z náboja, na ktorom sú umiestnené lopatky (obr. 7). Činnosť vrtule je založená na hydrodynamickej sile vytvorenej rozdielom tlakov na bokoch lopatiek. Akákoľvek sústredná časť čepele je prvkom hlavného krídla. Preto pri otáčaní vrtule vznikajú na každom prvku listu rovnaké sily ako na krídle.

Prúd prúdiaci okolo konvexnej strany čepele (nasávacia strana) je mierne stlačený a v dôsledku toho sa jeho pohyb zrýchľuje. Prúd prúdiaci okolo plochej (niekedy mierne konkávnej) strany čepele (výtlačná strana), pričom na svojej ceste narazí na prekážku, sa trochu spomalí a spomalí rýchlosť. V súlade s Bernoulliho zákonom na sacej strane lopatky klesá prietokový tlak a vzniká zóna riedenia. Zároveň sa na výtlačnej strane čepele naopak zvyšuje tlak a objavuje sa zóna

tlak. V dôsledku rozdielu tlaku na stranách čepele vzniká hydrodynamická sila. Teória a experimentálne štúdie preukázali, že hlavná časť hydrodynamickej sily - 70-75% - vzniká v dôsledku podtlaku na sacej strane listov vrtule a len 30-25% - v dôsledku tlaku na výtlačnej strane čepele.

Ryža. 8. Špirálovito stočený prúd vrhaný vrtuľou

Priemet hydrodynamickej sily na os vrtule predstavuje ťah vrtule. Túto silu vnímajú lopatky, ktoré ju prenášajú na loď cez náboj a hriadeľ vrtule.

Keďže lopatky majú špirálovitú plochu, pri otáčaní skrutky dochádza nielen k vrhaniu vody späť, ale aj k skrúteniu v smere otáčania lopatiek (obr. 8). Medzitým je úlohou vrtule iba odhodiť vodu bez jej otáčania, čím sa vytvorí reaktívny impulz - ťažná sila. Značná časť energie dodávanej do neho z motora sa vynakladá na krútenie toku a prekonanie odporu otáčania vrtule vo vode.

Preto bude účinnosť vrtule rovnajúca sa pomeru výkonu vynaloženého na vytvorenie ťahu vrtule (užitočný výkon) k celkovému výkonu vynaloženému na otáčanie vrtule vždy menšia ako jedna.

Účinnosť vrtúľ sa pohybuje v rozmedzí 0,5-0,7. Horná hranica sa považuje za veľmi vysokú a je dosiahnuteľná na nízkorýchlostných vrtuliach s veľkým priemerom. Pre vysokorýchlostné skrutky malého priemeru účinnosť zriedka presahuje 0,5-0,95. Ale to je dnes; v sledovanom období sa vrtule vyberali spravidla na základe prototypu alebo experimentálne a mali výrazne nižšiu účinnosť.

Zatiaľ čo vrtuľa získala uznanie na lodiach pomerne rýchlo, jej prijatie do komerčnej flotily sa oneskorilo. Kolesové parníky často neboli horšie ako skrutkové parníky a boli postavené v Anglicku v roku 1866 na príkaz tureckého sultána Abdul-Azisa, ktorý mal vášeň pre vysokorýchlostné lode, jachtu „Makharussa“ s výtlakom 3185 ton a parný stroj s výkonom 6400 koní. s. a bočnými kolesami s priemerom 8,5 m, v tom čase to bola najrýchlejšia parná loď a v plnej rýchlosti vyvinula 18,5 uzla.

Na transatlantických linkách do roku 1875. kolesové parníky sa stále plavili. Posledným z nich bol „Dobytok“ - víťaz „Modrej stuhy Atlantiku“ v rokoch 1862-1867.

Výber geometrických charakteristík, počet skrutiek a smer ich otáčania. Pri námorných dopravných plavidlách sa účinnosť vrtule zvyčajne zvyšuje so zvyšovaním jej priemeru. Vysvetľuje sa to znížením koeficientu zaťaženia pri pevných hodnotách rýchlosti zastavenia a pohybu. Preto sa priemer vrtule volí čo najväčší z podmienky jej umiestnenia na kormovom konci plavidla. Ako prvú aproximáciu možno pre lodnú skrutku v DP plavidla vziať D = (0,680,75) T, pre palubnú lodnú skrutku s dvojhriadeľovou inštaláciou D = (0,62 0,70) T, kde T je ponor plavidla.

Pri výbere počtu listov vrtule sa riadia úvahami, aby sa frekvencie listu a dvojitého listu nezhodovali s vlastnými frekvenciami prvých troch vibračných tónov trupu a jeho hlavných štruktúr. V tomto prípade je možné vyhnúť sa intenzívnym vibráciám trupu spôsobeným chodom vrtule. Ak nie sú k dispozícii informácie o uvedených frekvenciách, pre vrtule v DP vezmite Z p 4 a pre palubné v závislosti od zaťaženia: pre K dt >2 (alebo K nt >1), čo zodpovedá málo zaťaženým vrtuliam, vezmite Z p = 3, pre menšie hodnoty týchto koeficientov

Zp = 4. Neprimerané zvýšenie Zp je iracionálne z dvoch dôvodov: zložitosť výroby skrutky sa zvyšuje a jej účinnosť mierne klesá. Posledná okolnosť nastáva v dôsledku skutočnosti, že aby sa zabezpečila rovnaká rezerva pre kavitáciu, zvýšenie počtu lopatiek znamená zvýšenie pomeru disku.

Relatívna hrúbka čepele v najširšom mieste (r = 0,6 - 0,7) by nemala prekročiť hraničnú hodnotu b max, do ktorej je účinnosť ešte prijateľná. Za tejto podmienky minimálny pomer kotúča zabezpečujúci pevnosť skrutky

kde d H, D sú priemer náboja a skrutky, v tomto poradí, m; bmax = 0,080,09; m-koeficient, berúc do úvahy prevádzkové podmienky vrtule (m=-1,15 pre dopravné lode; m=1,5 pre remorkéry, m=1,75 pre ľadové plavidlá, m=2,0 pre ľadoborce); T – doraz skrutky, kN; [y] - prípustné napätia pre lodné skrutky dopravných lodí môžu byť [y] = 6·10 4 kPa.

Zvýšenie pomeru disku vedie k zníženiu účinnosti. Preto je zvolený tak, aby spĺňal požiadavky na zabezpečenie pevnosti (20.1) a absenciu škodlivých účinkov kavitácie (19.24). Toto je spravidla rozhodujúce pre vrtule dopravných lodí.

Koeficient pohonu vrtule v DP je zvyčajne väčší ako v palubnej polohe. V tomto ohľade by sa mala uprednostňovať jednohriadeľová inštalácia pred viachriadeľovou. Ten druhý je však podporený zvýšenou schopnosťou prežitia a manévrovateľnosti a možnosťou implementácie čiastkových režimov.

Pri výbere počtu vrtúľ môžu byť rozhodujúce aj tieto okolnosti: dostupnosť vhodných motorov, možnosť ich racionálneho umiestnenia v skrini, počiatočné náklady na inštaláciu a jej prevádzku.

Čo sa týka plavidiel na námornú dopravu, tu prevládajú ekonomické hľadiská, preto je väčšina z nich jednohriadeľová. Výnimkou sú veľké vysokorýchlostné plavidlá: osobné a nákladné parníky atď. Požadovaný výkon môže byť príliš veľký na to, aby sa dal získať v jednej jednotke alebo efektívne spracovať jednou vrtuľou.

Smer otáčania vrtule neovplyvňuje jej účinnosť. Pri jednozávitovkových nádobách je určený inštalovaným motorom. Bočné vrtule sa musia otáčať v opačných smeroch, aby sa zabránilo pádu lode z priameho kurzu. Predpokladá sa, že aby sa zabránilo vniknutiu plávajúcich predmetov medzi telo a vrtule, rotácia vrtule by mala byť vonkajšia, to znamená, že lopatky v hornej polohe by sa mali pohybovať preč od tela.

Výber vrtúľ podľa schém. Konštrukcia vrtúľ pre dopravné lode spravidla závisí od výberu optimálnej vrtule. Zároveň musí mať potrebnú pevnosť a spĺňať podmienku absencie negatívnych následkov kavitácie. V prípade, že je potrebné zabezpečiť plavidlo s danou rýchlosťou, optimálnosťou vrtule sa rozumie minimálny výkon mechanického zariadenia. Vzhľadom na vlastnosti motora optimálna vrtuľa umožňuje lodi pohybovať sa najvyššou rýchlosťou.

Všetky problémy spojené s návrhom vrtule, vrátane optimálnej, je možné efektívne vyriešiť pomocou schém na výpočet vrtúľ. Východiskovou informáciou sú v tomto prípade známe geometrické prvky vrtule: D max, Z p, A e /A q a interakčné charakteristiky W T, t, i Q. Takmer celý rad úloh pri navrhovaní vrtúľ možno zredukovať na štyri hlavné typy, z ktorých každý používa svoju vlastnú konštrukčnú schému.

Schéma I. Dané: rýchlosť lode a; konštrukčný odpor R, priemer vrtule D. Optimálna vrtuľa sa nájde pomocou koeficientu nastavenia K dt (pozri (18.8)), vypočítaného s prihliadnutím na skutočnosť, že vrtuľa pracuje za trupom lode:

Na diagrame zodpovedajúcom prvkom úlohy A e / A 0, Z p na priamke K bt opt ​​nájdite bod zodpovedajúci vypočítanej hodnote (20,2) tohto koeficientu a vezmite hodnoty P/D, J, Kt, z 0. Požadované hodnoty optimálnych otáčok motora a výkonu P S sa nachádzajú pomocou zrejmých vzorcov:

kde з D = з з 0 -- koeficient pohonu; z s - účinnosť prenosu výkonu.

Energetické straty v šachte závisia od jej dĺžky (MO v strede, v korme, medzipoloha) a dosahujú (1-3)%. V súlade s tým, s priamym prenosom výkonu: motor-hriadeľ-vrtuľka s - 0,99 - 0,97. Prítomnosť prídavného spojenia - mechanickej prevodovky alebo kvapalinovej spojky - zvyšuje straty výkonu, zatiaľ čo s = 0,940,96. Ešte nižšie hodnoty účinnosti sa vyskytujú pri elektrickom (diesel generátor-elektromotor-hriadeľ-vrtuľka) prenose výkonu: з s = 0,880,90.

Použitie koeficientu K dt vlastne znamená nastavenie koeficientu zaťaženia a s ním aj hranice koeficientu účinnosti z 0, čo obmedzuje možnosti optimalizácie vrtule. Preto sa rovnaký problém často rieši pomocou špecifikačného koeficientu Knt.

Schéma 2. Počiatočné hodnoty sú rovnaké ako v schéme 1. Nastavením série hodnôt rýchlosti otáčania skrutky n pre každú z nich, berúc do úvahy interakciu skrutky a krytu, určíme

nájdite zodpovedajúci bod na čiare K nt opt ​​​​diagramu, urobte relatívny krok J a potom ho opravte:

Táto úprava je potrebná na zohľadnenie vplyvu trupu: vzhľadom na to, že t(J) sa maximá funkcií s 0 (J) a s D (J) nezhodujú, t.j. priemer optimálneho vrtuľa vo voľnej vode a za trupom nie sú rovnaké. Úprava chôdze vlastne znamená nastavenie optimálneho priemeru.

Pre vrtule v DP b = 1,05, pre bočné vrtule, kde je vplyv trupu slabší, b = 1,03. Postupnosť ďalších výpočtov je: J" Dopt Kt P/D з 0 P s; výhodnejšie je vykonať ich v tabuľkovej forme.

Na základe výsledkov výpočtu sa vykreslia grafické závislosti Ps(n) a Dopt(n) a následne sa vyberie vrtuľa, ktorá poskytuje Ps min. Je zrejmé, že praktický záujem majú len tie možnosti, v ktorých Dopt< Dmax. Для винтов транспортных судов обычно искомый вариант P S min соответствует максимальной величине диаметра.

Príklad implementácie zadanej schémy pre výpočet optimálnej vrtule - pozri tabuľku 22.2. Schéma 3. R, v, D a n sú uvedené. Zistili sa hodnoty Kt a J (berúc do úvahy interakciu), ktoré jednoznačne určujú súradnice bodu zodpovedajúceho požadovanej skrutke. Hodnoty P/D sú prevzaté z diagramu s 0 a potom sa vypočíta výkon mechanickej inštalácie P s.

Uvažovaná schéma vylučuje akékoľvek variácie, výsledná vrtuľa nie je optimálna.

Vo vyššie uvedených schémach sú špecifikované charakteristiky karosérie - rýchlosť a odpor a požadovaný výkon je výkon motora. Korpusové diagramy sú určené na riešenie takýchto problémov.

V prípade, že sú špecifikované charakteristiky motora, by bolo logickejšie použiť schémy stroja. Tieto problémy sa však dajú rovnako efektívne vyriešiť pomocou korpusových diagramov.

Schéma 4. Východiskové údaje: závislosť odporu plavidla od rýchlosti R(v) a charakteristiky hlavného mechanického zariadenia Ps, n.

V oblasti očakávanej rýchlosti je špecifikovaných niekoľko jej hodnôt a pre každú z nich je vypočítaný koeficient úlohy Cat. Ďalší výpočet je zhodný s výpočtom v schéme 2. Po zostrojení závislostí Ps (v), D(v) a P/D = f(v) na základe jeho údajov nájdeme požadované charakteristiky vrtule v bode, kde výkon sa rovná danému P s (v) = P s zadným V tomto uskutočnení sa predpokladá, že priemer skrutky nie je obmedzený. V najzaujímavejšom prípade z praktického hľadiska má priemer skrutky vždy hornú hranicu D max. Potom sa pre rýchlosti, pri ktorých Dopt Dmax, výpočet vykoná podľa schémy 2 a pre Dopt > Dmax - podľa schémy 3. V druhom prípade sa vezme D = D max a zvolená vrtuľa, presne povedané, bude už nebude optimálne.

Príklad takéhoto výpočtu pozri v tabuľke 22.3, v prvých štyroch stĺpcoch je Dopt< Dmax и принимается D = Dopt, а в пятом Dopt >Dmax, a preto sa akceptuje D=Dmax. V druhom prípade sa účinnosť vrtule len málo líši od 30max, pretože rozdiely v Dopt a Dmax sú tiež malé. Ak však obmedzenie priemeru vrtule pre danú charakteristiku motora (P s, n) vedie k výraznému zníženiu propulzného koeficientu, potom je otázka zníženia rýchlosti otáčania vyriešená. Táto situácia je možná, keď z nejakého dôvodu nie je možné vybrať vhodný motor. V tomto prípade môže byť výpočet vrtule vykonaný podľa schémy I pre niekoľko rýchlostí.

Typicky sa konštrukcia vrtule vykonáva v niekoľkých etapách. V prvej fáze sa určia hlavné geometrické parametre (D, A E /A 0, Z p) a koeficienty interakcie medzi vrtuľou a telesom (Wt, t, i q). Ďalej sa vypočíta vrtuľa, ktorá poskytuje danému plavidlu danú rýchlosť (schémy 1 alebo 2) a zistia sa potrebné charakteristiky (P s, n) hlavnej mechanickej inštalácie. Potom vyberte motor, ktorého výkon a rýchlosť otáčania najlepšie zodpovedajú požiadavkám. V záverečnej fáze sa vypočíta vrtuľa, ktorá poskytuje navrhnutému plavidlu so zvoleným motorom maximálnu dosiahnuteľnú rýchlosť.

Na výber motora môžete použiť katalógy domácich a zahraničných spoločností, ako aj tabuľku 20.1, ktorá ukazuje hlavné charakteristiky niektorých lodných nízkootáčkových dieselových motorov vyrábaných konzorciom MAN-Burmeister a Wein. Spaľovacie motory tejto spoločnosti sú široko používané na domácich lodiach.

Výpočet vrtule pomocou teórie vírov. Navrhovanie vrtúľ pomocou diagramov má aj nevýhody: optimálna vrtuľa sa vyberá v rámci uvažovanej série a neberie sa do úvahy nerovnomernosť rýchlostného poľa za trupom lode. Vzhľadom na prvú okolnosť nie je zaručené dosiahnutie maximálnej možnej účinnosti, druhá môže viesť k zvýšenej vibračnej aktivite vrtule a jej nevyhovujúcim kavitačným vlastnostiam. To posledné je dôležité najmä pre vrtule vysokorýchlostných lodí. Týmto nevýhodám sa možno vyhnúť použitím vírivej teórie vrtule. Vychádza z teórie vírového krídla, v ktorej je účinok krídla na okolitú tekutinu nahradený účinkom ekvivalentného víru. Z kurzu hydromechaniky je známe, že krídlo s nekonečným rozpätím s konštantnou tetivou môže byť nahradené pripojeným vírom s rovnakou cirkuláciou. Krídlo s konečným rozpätím je nahradené vírom konštantnej cirkulácie v tvare U, ktorý sa skladá z pripojeného (v rámci krídla) víru a dvoch voľných, šíriacich sa do nekonečna v smere prichádzajúcej rýchlosti prúdenia. Ak tetiva nie je konštantná pozdĺž rozpätia krídel, je nahradená pripojeným vírom s premenlivou cirkuláciou a voľné víry smerujúce nadol z každého bodu tvoria vírovú vrstvu. A nakoniec, krídlo môže byť nahradené systémom pripojených vírov s premenlivou cirkuláciou. Posledná schéma je najvhodnejšia pre široké krídla zložitého tvaru.

Tieto operácie sledujú jeden cieľ – pomocou Biot-Savartovej vety určiť rýchlosti spôsobené voľnými vírmi v akomkoľvek bode prúdenia. Tieto rýchlosti sú smerované kolmo k prichádzajúcej rýchlosti prúdenia. Vedú k zníženiu uhla nábehu - skoseniu prúdenia, čo má za následok zníženie zdvihu krídla a zvýšenie jeho odporu. Úloha určenia síl pôsobiacich na krídlo s konečným rozpätím teda prakticky spočíva v hľadaní rýchlostí spôsobených voľnými vírmi. Listy sú rovnaké krídla s nízkym pomerom strán, preto sa na výpočet vrtule dá úspešne použiť vírová teória. Túto myšlienku prvýkrát vyslovil na začiatku nášho storočia N. E. Žukovskij, ktorý je považovaný za zakladateľa vírovej teórie vrtule. S jeho pomocou sa riešia oba problémy: priamy - overovací a spätný - konštrukčný výpočet vrtule. V oboch prípadoch sa berú do úvahy individuálne charakteristiky rýchlostného poľa za trupom lode.

Tabuľka 20.1 Charakteristiky niektorých lodných nízkootáčkových dieselových motorov (LSD)

Značka diesel	Rýchlosť otáčania n, ot./min	Súhrnný výkon R tisíc kW, s počtom valcov

Poznámky: 1. Motory typu DKRN sú dvojtaktné krížové, s plynovým turbodúchadlom, čísla za označením písmena označujú priemer valca a zdvih piesta, viď.

• 2. V tabuľke sú uvedené menovité hodnoty výkonu RZ a otáčky pn.
• 3. Príklad zápisu charakteristiky 12-valcového motora: 12 DKRN 90/292, P SH = 34 900 kW, p n = 58 ot./min.

Podmienkou optimality vrtule pri jej konštrukčnom výpočte je dosiahnutie najvyššieho koeficientu pohonu pri splnení požiadaviek úlohy a absencia škodlivých následkov kavitácie. Inými slovami, vrtuľa je navrhnutá tak, aby bola prispôsobená danému súvisiacemu prietoku. V dôsledku tohto výpočtu sa získajú geometrické charakteristiky vrtule - rozdelenie relatívneho zakrivenia profilu listu a pomer stúpania pozdĺž polomeru: a

Výsledkom overovacieho výpočtu je rozloženie zaťaženia pozdĺž polomeru vrtule danej geometrie v závislosti od jej prevádzkového režimu a relatívneho predstihu:

Tieto závislosti zase umožňujú nájsť sily pôsobiace na jednotlivé lopatky:

a pre skrutku ako celok:

Výraz (20.6) berie do úvahy, že vo všeobecnom prípade, keď sa pracuje v nerovnomernom rýchlostnom poli, dorazy a momenty vytvorené jednotlivými lopatkami nie sú rovnaké.

Výpočtom ťahu a momentu pre rôzne pevné hodnoty relatívneho predstihu vrtule je možné získať jej GDC vo voľnej vode.

Overovací výpočet vrtule je široko používaný pri analýze jej pevnosti, testovaní kavitácie a štúdiu periodických síl vyskytujúcich sa na listoch v nerovnomernom rýchlostnom poli.

Ľadové vrtule a ich vlastnosti. Na lodné skrutky ľadoborcov a plavidiel s aktívnym ľadoborcom sú kladené tieto špecifické požiadavky: vysoká pevnosť, zaisťujúca prevádzku v podmienkach ľadu, dostatočná účinnosť pri pohybe vpred a vzad pri nízkych rýchlostiach, t.j. v režimoch blízkych kotveniu. Je žiaduce, aby vrtule mali odnímateľné lopatky, ktorých výmenu v prípade poruchy je možné vykonať pomocou lodných prostriedkov. V domácej praxi sú široko používané ľadové vrtule vyvinuté M. A. Ignatievom. Tieto vrtule majú štyri listy - rozbíjajú jednu z veľkých ľadových krýh. Obrys narovnanej plochy má symetrický tvar, prierezový profil čepele je bikonvexný, poskytuje pevnosť a dostatočnú účinnosť pri spätnom pohybe. Zväčšený priemer náboja dн = 0,28 umožňuje inštaláciu odnímateľných lopatiek. Na základe testovania série modelov vytvoril M. A. Ignatiev výpočtové diagramy pre návrh vrtúľ ľadoborcov (Z p = 4; A e / A 0 = 0,5; P/D = 0,41,2), ktoré možno nájsť v špeciálnych literatúre.

Pri navrhovaní vrtúľ ľadoborcov sa ich prvky vyberajú tak, aby v konštrukčnom režime bolo možné zabezpečiť maximálny dôraz na jednotku výkonu hlavnej mechanickej inštalácie. Konštrukčný režim sa zvyčajne považuje za režim pohybu v ťažkom alebo extrémnom ľade pri nízkej rýchlosti.

Pre daný výkon motora a priemer vrtule sa za danej podmienky dosiahne maximálny špecifický ťah

Potom výber ľadovej vrtule prichádza na rad zostrojenie na základe údajov diagramu závislosti q = f(P/D) pri vypočítanej hodnote relatívneho predstihu. Maximum tejto funkcie bude zodpovedať optimálnemu pomeru krokov z uvedených pozícií. Pre ľadové vrtule je vypočítaný krok v rozsahu J = 00,2, optimálny pomer stúpania je P/D = 0,700,80.

Priemer vrtule ľadoborca ​​sa volí čo najväčší a maximálny má byť aj špecifický ťah. Prax však umožnila vypracovať odporúčania: aby sa znížila pravdepodobnosť interakcie vrtule s veľkými ľadovými kryhami plávajúcimi na hladine vody, jej os by mala byť dostatočne hlboká, čo je možné za predpokladu, že priemer nie je prekročiť (55 – 60) % návrhu.

Veľký výkon dodávaný do ľadovej vrtule, zväčšená hrúbka listu, malé hodnoty relatívneho predstihu pri prevádzkových podmienkach - to všetko prispieva k vzniku kavitácie. Hlavným spôsobom jeho oddelenia je zvýšenie pomeru disku.

Pri prevádzke v ľade sa GDC vrtule výrazne mení: ťah klesá, krútiaci moment sa zvyšuje a účinnosť výrazne klesá. Spoľahlivé posúdenie týchto zmien je jedným z problémov, ktoré vznikajú pri výpočte ľadových vrtúľ. Dizajn komplikuje aj skutočnosť, že prakticky neexistujú žiadne systematické údaje o interakcii vrtule a trupu v prúde vody a ľadu.

Vrtule pre plavidlá s aktívnou navigáciou v ľade zaberajú medzipolohu medzi vrtuľami dopravných lodí a ľadoborcov.

Ľadoborce dnes používajú hlavne pevné vrtule (FPP). Najlepším pohonom je v tomto prípade vrtuľový elektromotor, ktorý pri interakcii vrtule s ľadom poskytuje výrazné zvýšenie krútiaceho momentu na hriadeli a tým znižuje pravdepodobnosť zaseknutia vrtule. Elektromotor navyše skracuje čas spätného chodu a zvyšuje manévrovateľnosť plavidla. Preto aj napriek pomerne vysokým stratám výkonu pri prenose je elektrický pohon široko používaný na ľadoborcoch a plavidlách s aktívnym ľadom.

V poslednej dobe existuje tendencia používať vrtule na týchto plavidlách, vrátane dýz. Použitie takýchto vrtúľ v kombinácii so spaľovacím motorom alebo turbínou zníži energetické straty v prevodovke. Uchytenie poskytuje zvýšený dôraz na kotvenia, ovládanie lopatiek - dostatočná manévrovateľnosť. Takéto hnacie zariadenie má však aj množstvo významných nevýhod: úlomky ľadu vstupujúce do dýzy vedú k prudkému zvýšeniu vibrácií konca kormy; počiatočné náklady, prevádzka a opravy v prípade poruchy CV vrtule sú výrazne vyššie ako v prípade pevnej vrtule,

Pevnosť vrtúľ. Čepeľ je špirálovitá škrupina s premenlivou šírkou, hrúbkou a zakrivením pozdĺž polomeru. Možno ho považovať za konzolový nosník, pevne uložený v koreňovej časti. Pod vplyvom vonkajších zaťažení: ťah, odolnosť proti otáčaniu, odstredivé sily je čepeľ vystavená krúteniu, ohýbaniu, naťahovaniu, t.j. je vystavená komplexnému namáhaniu. nepredstavujú príliš veľké nebezpečenstvo a nemôžu sa dostať do medzilopatkového priestoru

Výpočet pevnosti čepele, ako obvykle, zahŕňa tri úlohy: určenie vonkajších síl a vnútorných napätí, priradenie primeraného bezpečnostného faktora.

Vonkajšie sily sa zvyčajne delia do dvoch kategórií: stacionárne a periodické, ktoré vznikajú najmä v dôsledku nerovnomernosti rýchlostného poľa.

Dnes možno považovať problém určovania vonkajších síl za prakticky vyriešený. Pre vrtuľu danej geometrie, ktorá pracuje v danom rýchlostnom poli, overovací výpočet umožňuje určiť priemerné aj amplitúdové hodnoty všetkých vyššie uvedených typov zaťažení pôsobiacich na lopatku.

Pri určovaní vnútorných síl je situácia o niečo komplikovanejšia, avšak pre skrutky s nie príliš veľkým pomerom kotúčov existujú pomerne spoľahlivé metódy na výpočet týchto napätí.

Výpočty vykonané pre lodné skrutky ukazujú...

Na záver poznamenávame, že presné určenie napätí v lopatkách pri rôznych prevádzkových podmienkach (spätný chod, pohyb vo vlnách a pod.) nie je zatiaľ vždy možné. Toto je kompenzované značnými bezpečnostnými rezervami zavedenými pri priraďovaní prípustných napätí.

V predbežných fázach výpočtu skrutky možno na odhad jej pevnosti použiť výraz (20.1).

Aby sa čln, ako každé plavidlo, pohyboval konštantnou rýchlosťou, je potrebné naň pôsobiť konštantnou silou (ťahom), ktorá by postačovala na prekonanie odporu vody.

Na malých lodiach sa najčastejšie používa na vytvorenie ťahu skrutka vrtule- ľahká, kompaktná, vysoko efektívna, jednoduchá na výrobu a ľahko ovládateľná pohonná jednotka. Hovorme o tom podrobnejšie, pochopíme princíp činnosti a konštrukciu vrtule.

Vrtuľa (obr. 1) pozostáva z puzdra - rozbočovačov a niekoľko čepele, odliate integrálne s ním alebo vyrobené samostatne a pripojené k nemu. Vrtuľa sa zvyčajne nachádza na korme lode a je poháňaná motorom cez hriadeľ vrtule. Za svoj názov vďačí skutočnosti, že počas prevádzky sa ktorýkoľvek bod jeho čepele pohybuje pozdĺž špirála- sa otáča a súčasne sa pohybuje vpred s loďou. Teória, ktorá vysvetľuje činnosť vrtule, je založená na princípe hydrodynamické krídlo. Na prvý pohľad sa to zdá zvláštne - čo s tým má krídlo spoločné - ale neponáhľajte sa k záveru?

Pozrime sa na list vrtule zboku (obr. 2) a predstavme si smer, ktorým sa pohybuje vo vode (alebo pri uplatnení princípu reverzibility pohybu smer prúdenia okolo listu).

Rýchlosť W prúdu vody vzhľadom na lopatku možno získať geometrickým sčítaním dvoch vektorov: obvodová rýchlosť V r =2πrn spôsobená rotáciou vrtule (π = 3,14; r je vzdialenosť uvažovaného úseku vrtule). list od osi vrtule n je počet otáčok vrtule za sekundu) a translačná rýchlosť pohybu plavidla V a. Vektor celkovej rýchlosti W smeruje k spodnej ploche lopatky pod uhlom α, ktorý sa nazýva v teórii krídel uhol nábehu. V tomto prípade sa na spodnej ploche lopatky (nazýva sa výtlačná plocha) vytvorí zvýšený tlak vody a na hornej (nasávacej) ploche sa vytvorí podtlak. V dôsledku rozdielu tlaku na lopatky, ako na krídle, vzniká zdvíhacia sila Y, ak ju rozložíme na zložky, z ktorých jedna smeruje v smere pohybu plavidla a druhá je kolmá. k nej získame silu P, ktorá vytvára ťah vrtule a silu T , vytvárajúcu krútiaci moment, ktorý musí motor prekonať, aby sa vrtuľa mohla otáčať a pohybovať loďou.

Ťah vrtule vytvorený vztlakovou silou nezávisí ani tak od plochy listu, ale - úplne analogicky s krídlom - od takých parametrov, ako je uhol nábehu, profil sekcie, dĺžka listu.

Poďme sa zoznámiť s týmito a ďalšími hlavnými charakteristikami vrtule.

Priemer skrutky D je určené kružnicou opísanou bodom listu, ktorý je najvzdialenejší od osi vrtule.

Geometrický krok vrtuľa H je stúpanie špirálovej plochy, s ktorou sa zhoduje výtlačná strana listu. Ak by bola skrutka zaskrutkovaná do vody ako matica, potom by loď pri jednej otáčke prekonala vzdialenosť rovnajúcu sa stúpaniu skrutky a jej rýchlosť by sa rovnala Hn.

Prečo by mala mať čepeľ špirálový povrch? Pozrime sa na obr. 2. Je zrejmé, že vrtuľa bude dávať najväčší ťah, ak sú časti listu na akomkoľvek polomere r umiestnené v rovnakom optimálnom uhle nábehu k prichádzajúcemu toku α. V blízkosti náboja však bude obvodová rýchlosť V r =2πrn menšia ako na konci listu, pričom axiálna rýchlosť vrtule Hn je všade rovnaká. V dôsledku toho sa veľkosť a smer rýchlosti W zmenia, aby sa uhol α nezmenil, lopatka na náboji by mala byť otočená pod väčším uhlom k V r ako na konci. To je dobre vidieť aj na ďalšom obrázku (obr. 3), ktorý znázorňuje spôsob tvarovania a kontroly skrutkovitej plochy čepele pomocou rozstupových štvorcov.

Priemer a stúpanie lodnej skrutky sú najdôležitejšie parametre, od ktorých závisí možnosť maximálneho využitia výkonu motora a následne aj dosiahnutia najvyššej rýchlosti plavidla.

Ak je stúpanie vrtule príliš veľké pre danú rýchlosť a otáčky, lopatky zachytia a vrhnú späť príliš veľa vody, zvýši sa ťah vrtule, ale zároveň sa zvýši krútiaci moment na hriadeli vrtule a motor nebude mať dostatok výkonu na vyvinutie plnej rýchlosti. V tomto prípade to hovoria skrutka je ťažká.

Naopak, ak je stúpanie malé, motor bez problémov roztočí vrtuľu na plné otáčky, no ťah bude malý a loď nedosiahne maximálnu možnú rýchlosť. Takáto skrutka sa zvažuje ľahké.

Rozstup a priemer sa vypočítajú s prihliadnutím na odpor vody voči pohybu trupu, danú rýchlosť plavidla, rýchlosť a výkon inštalovaného motora. Všeobecné pravidlo je toto: ľahké, vysokorýchlostné člny vyžadujú vrtule s veľkým stúpaním alebo stúpaním H/D pomeru, zatiaľ čo ťažké a nízkorýchlostné člny vyžadujú menšie. Pri bežne používaných motoroch s otáčkami 1500-5000 ot/min bude optimálny krokový pomer H/D: na pretekárskych motorových člnoch a vetroňoch 0,9-1,4; ľahké výletné člny 0,8-1,2; výtlakové člny 0,6-1,0 a veľmi ťažké pomalé člny 0,55-0,80. Je dôležité mať na pamäti, že tieto hodnoty platia, ak hriadeľ vrtule robí približne 1000 otáčok za minútu na každých 15 km/h rýchlosti lode. V opačnom prípade je potrebné použiť prevodovku, ktorá zodpovedajúcim spôsobom mení otáčky vrtule.

Priemer vrtule výrazne ovplyvňuje zaťaženie motora. Napríklad pri zvýšení D len o 5% je potrebné zvýšiť výkon motora takmer o 30%, aby sa dosiahol rovnaký počet n otáčok vrtule. Toto treba vziať do úvahy, ak potrebujete „odľahčiť“ ťažkú ​​vrtuľu: niekedy stačí konce lopatiek mierne orezať na menší priemer.

Počas jednej otáčky sa vrtuľa spolu s loďou posunie dopredu (obr. 4) nie o veľkosť stúpania H, ale v dôsledku kĺzania vo vode - o menšiu vzdialenosť, tzv. krok hp. Strata rýchlosti v tomto prípade bude Hn=h p n. Množstvo sklzu je charakterizované pomerom:

Sklz s sa zvyčajne vyjadruje v percentách.

Dezén a kĺzanie vrtule sa dá ľahko určiť, pretože poznáme rýchlosť člna, stúpanie vrtule a počet jej otáčok, pretože:

Je dôležité zdôrazniť, že kĺzanie je nevyhnutnou podmienkou činnosti vrtule, pretože práve vďaka kĺzaniu prúdi voda na list pod uhlom nábehu a vzniká na ňom zdvíhacia sila - ťah. Ak by bol sklz nulový, krok by sa rovnal stúpaniu skrutky a prakticky by neexistovala žiadna zarážka.

Sklz dosahuje svoju maximálnu hodnotu (100 %), keď vrtuľa pracuje na lodi kotviacej k brehu. Najmenej preklzávajú vrtule ľahkých pretekárskych motorových člnov a skútrov (8-15%); pre lodné skrutky hobľovacích člnov je sklz 15-25%, pre ťažké výtlakové člny je to 20-40% a pre plachetnice s pomocným motorom je to 50-70%. Nadmerný sklz naznačuje, že vrtuľa je príliš ťažká alebo je loď preťažená, pretože s narastajúcim zaťažením (napríklad pri ťahaní vodného lyžiara s motorovým člnom) sa sklz zvyšuje.

Pre lodné vrtule sa používajú segmentové, letecké plocho-konvexné a konvexno-konkávne profily prierezu listov. Posledné dva typy sú efektívnejšie, ale náročnejšie na výrobu a kladú menší dôraz pri cúvaní, t.j.

Oblasť čepele, ako už bolo uvedené, nemá významný vplyv na skrutkový doraz. Nadmerná plocha však vedie k zvýšenému treniu vrtule o vodu a zbytočnej spotrebe výkonu motora.

Na vysokorýchlostných lodiach sa často musíte potýkať s fenoménom kavitácie vrtule. Je známe, že pri nízkom tlaku (napríklad vysoko v horách) voda vrie pri teplote pod 100 ° C. U rýchlobežných vrtúľ dosahuje podtlak na sacej strane listu takú veľkú hodnotu, že voda vrie už pri prirodzenej teplote. Vznikajú bubliny a dutiny naplnené parou – tento jav sa nazýva kavitácia. Existujú dva stupne kavitácie (obr. 5). V prvej fáze sú dutiny malé a prakticky neovplyvňujú činnosť skrutky. Keď však bubliny prasknú, vytvárajú sa enormné lokálne tlaky, ktoré spôsobujú odštiepenie materiálu čepele na povrchu. Takéto poškodenie eróziou počas dlhodobej prevádzky kavitujúcej vrtule môže byť dosť významné.

S ďalším zvýšením rýchlosti otáčania vrtule začína druhá etapa kavitácie. Vytvorí sa súvislá dutina (dutina), ktorá sa môže uzavrieť mimo čepele. Erózia sa zastaví, ale ťah vyvíjaný skrutkou prudko klesá.

Okamih nástupu kavitácie závisí nielen od počtu otáčok, ale aj od celkovej plochy lopatiek, hrúbky a zakrivenia profilu časti lopatky, hĺbky ponorenia vrtule pod vodorysku atď. Čím menšia je plocha lopatiek, tým väčšia je hrúbka ich profilu a čím bližšie je vrtuľa umiestnená k vodoryske, navyše pri nižších rýchlostiach, teda „skôr“, dochádza ku kavitácii. Všimnite si, že rozvoj kavitácie uľahčujú vzduchové bubliny a turbulencie z konzol, hriadeľa, falošného kýlu umiestneného pred vrtuľou, zvýšeného stúpania vrtule atď.

Charakteristickým znakom oblasti vrtuľových listov je jeho pomer disku A/A d, teda pomer celkovej plochy všetkých nasadených a narovnaných lopatiek A k ploche kružnice A d opísanej vrtuľou (obr. 6). Pre malé lodné skrutky pomalobežných lodí je pomer kotúčov zvyčajne 0,35-0,60, pre kavitačné vrtule vysokorýchlostných lodí 0,80-1,20.

Trojlistové vrtule sú najbežnejšie na lodiach, hoci dvojlistové vrtule sa často používajú na pretekárskych lodiach. Všeobecne povedané, dvojlisté vrtule sú efektívnejšie. Pri trojlistovej vrtuli je vzdialenosť medzi okrajmi susedných lopatiek menšia, takže do prúdenia okolo lopatiek sa vnáša väčšie skreslenie. Okrem toho je krútiaci moment trojlistovej vrtule o niečo väčší; V súlade s tým je výkon potrebný na jeho otáčanie vyšší. Štyri a päťlisté sa používajú najmä v prípadoch, keď je potrebné znížiť vibrácie a hluk z prevádzky vrtúľ.

V závislosti od smeru otáčania hriadeľa vrtule (pri pohľade od kormy) sa používajú skrutky správny(v smere hodinových ručičiek) a vľavo rotácia.

Konečné hodnotenie účinnosti vybranej vrtule je jej efektívnosťη p je pomer užitočného výkonu vynaloženého priamo na vytvorenie zastávky P a pohyb plavidla rýchlosťou υ (t.j. Po, 75 k) k výkonu motora dodávanému do lodnej skrutky.

Výkonové straty na vrtuli sú pomerne výrazné a dosahujú 35-50%. Spôsobujú ich náklady na zrýchlenie prúdenia vody za vrtuľou, krútenie a zužovanie tohto prúdenia, trenie lopatiek o vodu a pod.. Na lodiach je veľmi ťažké dosiahnuť vysokú účinnosť vrtule kvôli malému ponoru, ale aj pri vrtuľových vrtuľách. ktorý obmedzuje priemer vrtule, a zložitosť výberu optimálnej rýchlosti.

Vrtuľa umiestnená v korme je vždy v dosahu prechádzajúci tok, unášaný trupom lode, takže rýchlosť jeho stretnutia s vodou je menšia ako rýchlosť lode. Na ľahkých hobľovacích lodiach, na ktorých je vrtuľa inštalovaná pod plochým dnom, je toto zníženie malé (2-5%), ale na ťažkých výtlakových lodiach, najmä ak je vrtuľa umiestnená za kormou, sa zvyšuje na 15-20%. . Je zrejmé, že je potrebné vziať do úvahy súvisiace prúdenie, inak bude vrtuľa ťažká.

Vrtuľa, ktorá nasáva vodu ako čerpadlo, zvyšuje rýchlosť prúdenia vody okolo zadného konca plavidla. V dôsledku toho sa tu vytvára zóna nízkeho tlaku, ktorá spomaľuje pohyb nádoby. Prekonať túto silu odsávanie skrutka musí vyvinúť ďalší dôraz. Je zrejmé, že čím sú obrysy plnšie a čím väčší je ponor plavidla v oblasti vrtule, tým väčší je priemer vrtule a čím nižšia je rýchlosť, tým väčšia je sacia sila. Napríklad na hobľovacom člne tvorí najviac 4 % hlavného ťahu, čiže ťahu potrebného na pohyb lode, a na záchrannom člne dosahuje 15 – 30 %.

Keď vrtuľa pracuje za trupom lode, užitočný výkon už nebude charakterizovaný účinnosťou vrtule, ale tzv. propulzný koeficient:

kde η k je koeficient vplyvu na telo, berúc do úvahy straty výkonu vplyvom prechádzajúceho prietoku a nasávania.

Priemerné hodnoty koeficientu pohonu na moderných lodiach sú 0,45-0,55.

Na konci tohto prvého oboznámenia sa s vrtuľou vám odporúčame: preskúmať vrtuľu vašej lode, zmerať jej priemer a stúpanie, odhadnúť rýchlosť lode, preklz vrtule, otáčky hriadeľa a zaťaženie motora. Môže sa ukázať, že nájdete príležitosť, ako loď zrýchliť.

Ako vybrať optimálnu skrutku vám povieme v najbližších číslach kolekcie.

Poznámky

1. Ako bude ukázané nižšie, rýchlosť prúdenia na lodnú skrutku je menšia ako rýchlosť lode.

2. Pre listy s asymetrickým profilom, ktoré sa zvyčajne používajú pre vrtule, sa ťah stáva nulovým pri záporných uhloch nábehu, to znamená, keď behúň mierne presahuje geometrické stúpanie vrtule. Krok, pri ktorom je doraz skrutky nulový, sa nazýva hydrodynamický krok skrutka alebo krok nulového zastavenia.

3. V niektorých prípadoch môže byť η k väčšie ako jedna.

Ako funguje vrtuľa? Vrtuľa premieňa rotáciu hriadeľa motora na ťah – silu, ktorá tlačí loď dopredu. Pri otáčaní vrtule vzniká na plochách jej lopatiek smerom dopredu – v smere pohybu nádoby (sanie) podtlak a na vzad (pumpovanie) zvýšený tlak vody. V dôsledku rozdielu tlakov na lopatky vzniká sila Y (nazýva sa to zdvíhanie) rozkladom sily na zložky - jednu smerujúcu k pohybu nádoby a druhú na ňu kolmú, získame silu P. , ktorý vytvára ťah vrtule a sila T, ktorá generuje krútiaci moment, ktorý motor prekonáva.

Ťah do značnej miery závisí od uhla nábehu a profilu čepele. Optimálna hodnota pre vrtule vysokorýchlostných člnov je 4-8°. Ak je a väčšie ako optimálna hodnota, potom sa výkon motora neproduktívne vynakladá na prekonanie veľkého krútiaceho momentu, ale ak je uhol nábehu malý, zdvíhacia sila a následne aj ťah P budú malé a výkon motora bude malý. byť nedostatočne využívané.

V diagrame ilustrujúcom povahu interakcie medzi lopatkou a vodou môže byť a reprezentované ako uhol medzi smerom vektora rýchlosti prúdu W prúdiaceho na lopatku a výtlačným povrchom. Vektor rýchlosti prúdenia W vzniká geometrickým sčítaním vektorov rýchlosti translačného pohybu vrtule Va spolu s loďou a rýchlosti otáčania Vr, t.j. rýchlosti pohybu listu v rovine kolmej na os vrtule. .

Špirálový povrch čepele. Na obrázku sú znázornené sily a rýchlosti pôsobiace v jednom konkrétnom priereze listu, umiestnenom na určitom polomere r vrtule. Obvodová rýchlosť otáčania V závisí od polomeru, na ktorom sa úsek nachádza (Vr = 2× p × r× n, kde n je rýchlosť otáčania vrtule, ot/s), pričom translačná rýchlosť vrtule Va zostáva konštantná pre akúkoľvek časť čepele. Čím väčšie r, t. j. čím bližšie je uvažovaný úsek umiestnený ku koncu lopatky, tým väčšia je obvodová rýchlosť Vr, a teda aj celková rýchlosť W.

Pretože strana Va v uvažovanom trojuholníku otáčok zostáva konštantná, potom ako sa časť listu vzďaľuje od stredu, je potrebné otáčať listy pod veľkým uhlom k osi vrtule tak, aby si a udržala svoju optimálnu hodnotu, t.j. rovnaké pre všetky sekcie. Takto sa získa skrutkovitá plocha s konštantným stúpaním N Pripomeňme, že stúpanie vrtule je pohyb ľubovoľného bodu listu pozdĺž osi za jednu celú otáčku vrtule.

Kresba pomáha vizualizovať zložitý špirálovitý povrch čepele. Počas chodu vrtule sa list akoby kĺže po vodiacich štvorcoch, ktoré majú na každom polomere inú základnú dĺžku, ale rovnakú výšku - stúpanie H, a stúpa za jednu otáčku o hodnotu H. Súčin stúpania a frekvencia otáčania (Hn) je teoretická rýchlosť pohybu vrtule pozdĺž osi.

Rýchlosť plavidla, rýchlosť vrtule a sklz. Pri pohybe nesie trup lode so sebou vodu, čím vytvára prúdenie, takže skutočná rýchlosť vrtule stretávajúcej sa s vodou Va je vždy o niečo menšia ako skutočná rýchlosť lode V. Pre vysokorýchlostné hobľovacie motorové člny je rozdiel malé - iba 2 - 5%, pretože ich trup kĺže po vode a takmer ju „neťahá“ so sebou. Pre lode plaviace sa priemernou rýchlosťou je tento rozdiel 5 – 8 % a pre lode s nízkou rýchlosťou a hlbokým výtlakom dosahuje 15 – 20 %. Porovnajme teraz teoretickú rýchlosť skrutky Hn s rýchlosťou jej skutočného pohybu Va vzhľadom na prietok vody.

Rozdiel Hn - Va, nazývaný sklz, určuje prácu na ústí vrtule pod uhlom nábehu a k prúdu vody s rýchlosťou W. Pomer sklzu k teoretickej rýchlosti vrtule v percentách sa nazýva relatívny sklz:
s = (Hn-Va)/Hn.

Sklz dosahuje svoju maximálnu hodnotu (100 %), keď vrtuľa pracuje na lodi kotviacej k brehu. Vrtule ľahkých pretekárskych motorových člnov majú najmenší sklz (8-15%) pri plnej rýchlosti; pri vrtuliach hobľovacích motorových člnov a motorových člnov dosahuje kĺzavosť 15-25%, pri ťažkých výtlakových člnoch 20-40% a pri plachetniciach s pomocným motorom 50-70%.

Ľahká alebo ťažká vrtuľa. Priemer a stúpanie lodnej skrutky sú najdôležitejšie parametre, od ktorých závisí miera využitia výkonu motora a následne aj možnosť dosiahnutia najvyššej rýchlosti plavidla.

Každý motor má svoju takzvanú vonkajšiu charakteristiku - závislosť výkonu odoberaného z hriadeľa od otáčok kľukového hriadeľa pri plne otvorenej škrtiacej klapke karburátora. Takáto charakteristika pre prívesný motor Whirlwind je napríklad znázornená na obrázku (krivka 1). Maximálny výkon 21,5 l, s. motor sa vyvíja pri 5000 ot./min.

Výkon, ktorý absorbuje vrtuľa na danom člne v závislosti od otáčok motora, je na tom istom obrázku znázornený nie jednou, ale tromi krivkami - charakteristika skrutky 2, 3 a 4, z ktorých každá zodpovedá konkrétnej vrtuli , teda vrtuľa určitého stúpania a priemeru.

Keď sa stúpanie aj priemer vrtule zväčšia nad optimálne hodnoty, lopatky zachytia a vrhnú späť príliš veľa vody: vzrastie ťah, no zároveň sa zvýši aj potrebný krútiaci moment na hriadeli vrtule. Vrtuľová charakteristika 2 takejto vrtule sa pretína s vonkajšou charakteristikou motora 1 v bode A. To znamená, že motor už dosiahol hranicu - maximálnu hodnotu krútiaceho momentu a nie je schopný vytočiť vrtuľu na vysoké otáčky, t.j. nevyvíja menovité otáčky a jemu zodpovedajúci menovitý výkon. V tomto prípade poloha bodu A ukazuje, že motor produkuje iba 12 koní. s. výkon namiesto 22 koní. s. Táto vrtuľa je tzv hydrodynamicky ťažké.

Naopak, ak je stúpanie alebo priemer skrutky malý (krivka 4), ťah aj potrebný krútiaci moment budú menšie, takže motor sa nielen ľahko rozvinie, ale aj prekročí menovité otáčky kľukového hriadeľa. Jeho prevádzkový režim bude charakterizovaný bodom C. A v tomto prípade nebude výkon motora plne využitý a prevádzka v príliš vysokých otáčkach je spojená s nebezpečne vysokým opotrebovaním dielov. Treba zdôrazniť, že keďže doraz vrtule je malý, loď nedosiahne maximálnu možnú rýchlosť. Táto skrutka sa nazýva hydrodynamicky ľahké.

Vrtuľa, ktorá umožňuje konkrétnej kombinácii lode a motora plne využiť ich silu, sa nazýva dohodnuté. Pre uvažovaný príklad toto súhlasil vrtuľa má charakteristiku 3, ktorá sa pretína s vonkajšou charakteristikou motora v bode B, zodpovedajúca jeho maximálnemu výkonu.

Obrázok ilustruje dôležitosť výberu správnej vrtule na príklade motorového člna Krym s prívesným motorom Whirlwind Pri použití štandardnej motorovej vrtule so stúpaním 300 mm, motorový čln s 2 osobami. na palube dosahuje rýchlosť 37 km/h. Pri plnom zaťažení 4 osôb sa rýchlosť člna zníži na 22 km/h. Pri výmene vrtule za inú so stúpaním 264 mm sa rýchlosť pri plnom zaťažení zvýši na 32 km/h. Najlepšie výsledky sa dosahujú s vrtuľou s pomerom stúpania H/D = 1,0 (rozstup a priemer sú 240 mm): maximálna rýchlosť sa zvyšuje na 40-42 km/h, rýchlosť pri plnom zaťažení je až 38 km/h . O výrazných úsporách paliva, ktoré je možné dosiahnuť pomocou vrtule so zníženým stúpaním, možno ľahko usudzovať Ak sa pri štandardnej vrtuli s nákladom 400 kg spotrebuje 400 g paliva na každý prejdený kilometer, potom pri montáži vrtule s vrtuľou. stúpanie 240 mm, spotreba paliva bude 237 g/km.

Treba poznamenať, že dohodnuté Existuje nekonečné množstvo vrtúľ pre danú kombináciu člna a motora. Vrtuľa s o niečo väčším priemerom, ale o niečo menším stúpaním totiž zaťaží motor rovnako ako vrtuľa s menším priemerom a väčším stúpaním. Platí pravidlo: pri výmene vrtule zhodnej s trupom a motorom za inú, s podobnými hodnotami D a H (odchýlka je prípustná nie viac ako 10%), je potrebné, aby súčet týchto hodnôt lebo stará a nová vrtuľa sú si rovné.

Avšak z tejto sady dohodnuté skrutky, iba jedna skrutka so špecifickými hodnotami D a H bude mať najväčšiu účinnosť. Táto skrutka sa nazýva optimálne. Účelom výpočtu vrtule je presne nájsť optimálne hodnoty priemeru a stúpania.

Efektívnosť.Účinnosť vrtule sa hodnotí hodnotou jej účinnosti, teda pomerom užitočne využitého výkonu k vynaloženému výkonu motora.

Bez toho, aby sme zachádzali do detailov, poznamenávame, že účinnosť nekavitujúcej vrtule závisí hlavne od relatívneho sklzu vrtule, ktorý je zase určený pomerom výkonu, rýchlosti, priemeru a rýchlosti otáčania.

Maximálna účinnosť vrtule môže dosiahnuť 70 ~ 80%, ale v praxi je pomerne ťažké zvoliť optimálne hodnoty hlavných parametrov, od ktorých závisí účinnosť: priemer a rýchlosť otáčania. Preto na malých lodiach môže byť účinnosť skutočných vrtúľ oveľa nižšia a dosahuje iba 45%.

Vrtuľa dosahuje maximálnu účinnosť pri relatívnom sklze 10 - 30%. Keď sa sklz zvyšuje, účinnosť rýchlo klesá: keď vrtuľa pracuje v režime kotvenia, rovná sa nule. Podobne účinnosť klesá na nulu, keď je v dôsledku vysokých otáčok pri malom stúpaní skrutkový doraz nulový.

Treba však brať do úvahy aj vzájomný vplyv puzdra a skrutky. Počas prevádzky vrtuľa zachytáva a vrhá značné masy vody do kormy, v dôsledku čoho sa zvyšuje rýchlosť prúdenia okolo zadnej časti trupu a klesá tlak. Toto je sprevádzané javom nasávania, t.j. objavením sa dodatočnej sily odporu vody voči pohybu plavidla v porovnaní s tým, ktorý zažíva pri ťahaní. V dôsledku toho musí skrutka vyvinúť ťah, ktorý o určitú hodnotu prevyšuje odpor tela Pe = R/(1-t) kg. Tu t je koeficient nasávania, ktorého hodnota závisí od rýchlosti plavidla a obrysov trupu v oblasti, kde sa nachádza lodná skrutka. Na hobľovacích člnoch a motorových člnoch, na ktorých je vrtuľa umiestnená pod relatívne plochým dnom a nemá pred sebou kormový stĺpik, pri rýchlostiach nad 30 km/h t = 0,02-0,03. Na člnoch a motorových člnoch s nízkou rýchlosťou (10-25 km/h), na ktorých je vrtuľa inštalovaná za kormou, je t = 0,06-0,15.

Na druhej strane trup lode, ktorý vytvára prúdenie, znižuje rýchlosť vody prúdiacej na vrtuľu. Toto zohľadňuje príslušný prietokový koeficient w: Va = V (1-w) m/s. Hodnoty w sa dajú ľahko určiť z údajov uvedených vyššie.

Celková hnacia účinnosť komplexu loď-motor-vrtuľka sa vypočíta podľa vzorca:
h = h p h ((1-t)/(1-w)) h h m = h p h h k h h m Tu h p je účinnosť skrutky; h k - koeficient vplyvu tela; h m - účinnosť hriadeľa a spätného prevodu.

Koeficient vplyvu puzdra je často väčší ako jedna (1,1 - 1,15) a straty v hriadeli sa odhadujú na 0,9 - 0,95.

Priemer a stúpanie skrutky. Prvky vrtule pre konkrétne plavidlo je možné vypočítať len na základe krivky odporu vody voči pohybu daného plavidla, vonkajšej charakteristiky motora a konštrukčných diagramov získaných z výsledkov modelových skúšok vrtúľ s určitými parametrami a tvary čepele. Na predbežné určenie priemeru a stúpania skrutky existujú zjednodušené vzorce, ktoré tu nemá zmysel uvádzať, pretože navrhnuté na použitie presnejšie metódy na výpočet optimálnej vrtule. Tieto metódy sú založené na aproximácii (približnom zobrazení) grafických diagramov pomocou analytických závislostí, čo umožňuje vykonávať pomerne presné výpočty na počítači a dokonca aj na mikrokalkulačkách.

Priemer vrtúľ, získaný buď približným vzorcom alebo presnými výpočtami, sa zvyčajne zväčší asi o 5 %, aby sa získala zámerne ťažká vrtuľa a zabezpečila sa jej konzistencia s motorom pri následných skúškach plavidla. Na „odľahčenie“ skrutky sa postupne reže priemer, kým sa nedosiahnu menovité otáčky motora pri konštrukčnej rýchlosti.

Pre lodné skrutky malých plavidiel to však nie je potrebné. Dôvod je jednoduchý: zaťaženie rekreačného plavidla sa značne líši a vrtuľa, ktorá je trochu „ťažká“ alebo „ľahká“ pri jednom výtlaku, sa stane konzistentnou pri inom zaťažení.

Kavitácia a vlastnosti geometrie vrtúľ malých lodí. Vysoké rýchlosti motorových člnov a motorových člnov a rýchlosť otáčania vrtúľ spôsobujú kavitáciu - vrenie vody a tvorbu bublín pary v oblasti vákua na sacej strane lopatky. V počiatočnom štádiu kavitácie sú tieto bubliny malé a nemajú prakticky žiadny vplyv na činnosť vrtule. Keď však tieto bubliny prasknú, vytvárajú sa enormné lokálne tlaky, ktoré spôsobujú odštiepenie povrchu čepele. Pri dlhšej prevádzke kavitujúcej vrtule môže byť takéto poškodenie eróziou také významné, že sa zníži účinnosť vrtule.

S ďalším zvýšením rýchlosti začína druhá etapa kavitácie. Pevná dutina - jaskyňa - zahŕňa celú čepeľ a môže sa dokonca uzavrieť mimo nej. Ťah vyvíjaný vrtuľou klesá v dôsledku prudkého nárastu odporu a deformácie tvaru lopatiek.

Kavitáciu vrtule možno zistiť tak, že rýchlosť člna sa prestane zvyšovať, napriek ďalšiemu zvýšeniu rýchlosti otáčania. Vrtuľa vydáva špecifický hluk, vibrácie sa prenášajú na trup a loď sa pohybuje nepravidelne.

Okamih nástupu kavitácie závisí nielen od rýchlosti otáčania, ale aj od množstva ďalších parametrov. Čím menšia je plocha lopatiek, tým väčšia je hrúbka ich profilu a čím bližšie je vrtuľa umiestnená k vodoryske, tým nižšia je rýchlosť otáčania, t.j. čím skôr dochádza k kavitácii. Vzhľad kavitácie je tiež uľahčený veľkým uhlom sklonu hriadeľa vrtule, chybami v listoch - ohýbanie, nekvalitný povrch.

Ťah vyvinutý vrtuľou je prakticky nezávislý od plochy lopatiek. Naopak, ako sa táto oblasť zväčšuje, trenie o vodu sa zvyšuje a na prekonanie tohto trenia sa dodatočne spotrebúva výkon motora. Na druhej strane treba počítať s tým, že pri rovnakom dôraze na široké lopatky je podtlak na sacej strane menší ako na úzkych. Preto je potrebná vrtuľa so širokými listami tam, kde je možná kavitácia (t. j. na vysokorýchlostných člnoch a pri vysokých otáčkach hriadeľa vrtule).

Pracovná alebo narovnaná plocha lopatiek sa považuje za charakteristiku vrtule. Pri jej výpočte sa berie šírka listu, meraná na výtlačnej ploche po dĺžke kruhového oblúka pri danom polomere ťahanom od stredu vrtule. Charakteristiky vrtule zvyčajne neindikujú narovnanú plochu samotných listov A, ale jej pomer k ploche Ad pevného disku rovnakého priemeru ako vrtuľa, t.j. A/Ad. Na skrutkách vyrobených vo výrobe je hodnota pomeru kotúča vyrazená na náboji.

Pre vrtule pracujúce v predkavitačnom režime sa pomer kotúča berie v rozsahu 0,3 - 0,6. Pre silne zaťažené lodné skrutky na vysokorýchlostných člnoch s výkonnými vysokorýchlostnými motormi sa A/Ad zvyšuje na 0,6 - 1,1. Veľký pomer kotúčov je potrebný aj pri výrobe skrutiek z materiálov s nízkou pevnosťou, napríklad siluminu alebo sklolaminátu. V tomto prípade je vhodnejšie urobiť čepele širšie ako zväčšiť ich hrúbku.

Os vrtule na hobľovacom člne je umiestnená pomerne blízko k hladine vody, preto sú časté prípady nasávania vzduchu do lopatiek vrtule (prevzdušňovanie povrchu) alebo odkrytia celej vrtule pri plavbe na vlne. V týchto prípadoch sa ťah vrtule prudko zníži a otáčky motora môžu prekročiť maximálne povolené otáčky. Aby sa znížil vplyv prevzdušňovania, stúpanie vrtule je premenlivé pozdĺž polomeru - počnúc prierezom listu pri r = (0,63-0,7) R smerom k náboju sa stúpanie zníži o 15~20%.

Lodné vrtule majú zvyčajne vysokú frekvenciu otáčania, preto v dôsledku vysokých odstredivých rýchlostí prúdi voda pozdĺž lopatiek v radiálnom smere, čo negatívne ovplyvňuje účinnosť vrtule. Na zníženie tohto efektu majú lopatky výrazný sklon smerom k korme – od 10 do 15°.

Vo väčšine prípadov majú listy vrtule mierny šabľovitý tvar - línia stredných častí listu je krivočiara s konvexnosťou smerujúcou v smere otáčania vrtule. Vďaka plynulejšiemu vstupu lopatiek do vody sa takéto vrtule vyznačujú menšími vibráciami lopatiek, sú menej náchylné na kavitáciu a majú zvýšenú pevnosť vstupných hrán.

Najrozšírenejší medzi vrtuľami malých lodí je segmentovaný plankonvexný profil. Listy vrtule vysokorýchlostných motorových člnov a motorových člnov určených pre rýchlosti nad 40 km/h musia byť vyrobené čo najtenšie, aby sa predišlo kavitácii. Na zvýšenie účinnosti v týchto prípadoch sa odporúča konvexno-konkávny profil („otvor“). Predpokladá sa, že šípka konkávnosti profilu sa rovná približne 2 % tetivy prierezu a relatívna hrúbka profilu segmentu (pomer hrúbky t k tetive b pri konštrukčnom polomere skrutky rovný 0,6 R) je zvyčajne sa berú v rozsahu t/b = 0,04-0,10.

Dvojlistá vrtuľa má vyššiu účinnosť ako trojlistá, ale pri veľkom pomere kotúčov je veľmi ťažké zabezpečiť potrebnú pevnosť listu takejto vrtule. Na malých lodiach sú preto najviac rozšírené trojlisté vrtule. Vrtule s dvoma listami sa používajú na pretekárskych lodiach, kde je vrtuľa zaťažená len málo, a na plachetniciach a motorových jachtách, kde motor zohráva pomocnú úlohu. V druhom prípade je dôležité, aby bolo možné nainštalovať vrtuľu vo vertikálnej polohe v hydrodynamickej brázde kormy, aby sa znížil jej odpor pri plachtení.

Berúc do úvahy zvláštnosti výroby a prevádzky vrtúľ, materiály na ich výrobu musia mať tieto všeobecné vlastnosti:

vysoké mechanické vlastnosti, t.j. pevnosť a ťažnosť, poskytujúca schopnosť odolávať únavovému zaťaženiu vnímanému čepeľami;

zvýšená odolnosť proti korózii a erózii a schopnosť udržiavať pôvodnú čistotu povrchu po dlhú dobu;

vysoké technologické vlastnosti, t.j. dobré odlievacie vlastnosti a ľahké spracovanie reznými nástrojmi;

udržiavateľnosť - možnosť ľahkého narovnania, zvárania, povrchovej úpravy atď.

Materiály na výrobu vrtúľ sú neželezné zliatiny a nehrdzavejúca oceľ. Vzhľadom na nedostatok neželezných zliatin a vysoké náklady na nehrdzavejúcu oceľ sa napriek prevádzkovým požiadavkám vrtule stále vyrábajú z uhlíkovej ocele. Ako experimentálne materiály sa používajú plasty a titán.

Uhlíkové ocele triedy 25L, ZOL a 35L majú extrémne nízke korózne vlastnosti. Skrutky z neho vyrobené zlyhajú v dôsledku korózneho opotrebovania po 6-18 mesiacoch. Použitie tohto materiálu sa odporúča iba na lodiach prevádzkovaných v ťažkých ľadových podmienkach alebo na lodiach, ktoré budú v najbližších rokoch vyradené z prevádzky. S cieľom zvýšiť koróznu odolnosť a únavovú pevnosť vrtúľ z uhlíkovej ocele sa v súčasnosti zavádzajú elektrolytické povlaky zo špeciálnych zliatin nanášané na listy inžinierskou metódou. M.I.

V súlade s klasifikáciou Medzinárodnej asociácie klasifikačných spoločností (IACS) sú neželezné zliatiny na výrobu vrtúľ rozdelené do štyroch kategórií s rôznymi nižšími úrovňami mechanických vlastností (tabuľka 3.3).

Z mosadzí v domácej praxi je najbežnejšia mangánovo-železná mosadz značky LMtsZh55-3-1, ktorej chemické zloženie a mechanické vlastnosti sú uvedené v tabuľke. 3.5. Táto mosadz má dobré odlievacie vlastnosti, ale nízke korózne-únavové vlastnosti; jeho podmienený limit koróznej odolnosti v morskej vode je a σ -1 = (8,5-10) kgf/mm2 = 80-100 na základe 106. Najzávažnejšie nevýhody tejto mosadze sú nasledujúce:

odzinkovanie, teda uvoľnenie zinku zo zliatiny pri absencii ochrannej ochrany. Dôsledkom odzinkovanie sú praskliny a deštrukcia povrchu čepele;

sklon ku koróznemu praskaniu, t.j. k deštrukcii spôsobenej nadmerným namáhaním materiálu pri spoločnom pôsobení vnútorných ťahových napätí a korozívneho prostredia (morská voda).

Vnútorné ťahové napätia vznikajú v dôsledku zahrievania a následného ochladzovania kovu pri zváraní alebo vyrovnávaní. Dosahujú významné hodnoty a dajú sa približne odhadnúť pomocou vzorca

kde / je teplota vykurovania.

Čepele vyrobené z materiálov náchylných na korózne praskanie pod napätím vytvoria trhliny 10 alebo viac týždňov po zahriatí, a to aj bez použitia prevádzkového zaťaženia. Tendencia ku koróznemu praskaniu vedie k deštrukcii čepelí, ak sa vnútorné pnutie neodstráni rýchlo tepelným spracovaním.

Nedostatočné zohľadnenie pri návrhu a výrobe vrtúľ na nízke korózne-únavové vlastnosti mosadze LMtsZh55-3-1 a jej náchylnosť na korózne praskanie spôsobili na domácich lodiach veľký počet nehôd vrtule (obr. 3.51). Ak sa zohľadnia tieto faktory, odporúča sa použiť mosadz LMtsZh55-3-1 na výrobu stredne veľkých vrtúľ.

Na nahradenie uhlíkovej ocele nedostatočne odolnej voči korózii bola vyvinutá a široko používaná domáca nehrdzavejúca oceľ triedy 1X14NDL (tabuľka 3.4). Táto zliatina má relatívne vysoké korózne-únavové vlastnosti (medza odolnosti proti korózii 0_i~ - 15 kgf/mm2 na základe 106 cyklov) pri dobrej povrchovej úprave čepelí. Vzhľadom na technologické ťažkosti pri vykonávaní takéhoto spracovania sa povrch čepelí vyrobených z tejto zliatiny zvyčajne čistí iba abrazívami. Nerezová oceľ 1X14NDL, ktorá je veľmi citlivá na rezy, má v skutočnosti o_i = 7,5-f-8 kgf/mm 2 na základe 10 6. Táto vlastnosť bola tiež dôvodom zničenia listov vrtule v dôsledku vyčerpania zdroja cyklickej sily na mnohých domácich lodiach (Leninsky Komsomol, Melitopol atď.).

Najsľubnejšími a najkvalitnejšími materiálmi na výrobu vrtúľ sú špeciálne zliatiny vrátane niklu a hliníka a v ešte väčšej miere mangánovo-hliníkový bronz. Priemysel zvládol výrobu vrtúľ z nasledujúcich domácich zliatin:

nikel-hliníkový bronz BrAZHN9-4-4;

mangánovo-hliníkové bronzy „Neva-60“ a „Neva-70“. Zloženie a fyzikálne vlastnosti týchto zliatin sú uvedené v tabuľke. 3.5.

Tieto zliatiny majú výrazne vyššiu odolnosť proti korózii a poškodeniu eróziou a výrazne väčšiu odolnosť proti koróznej únave v porovnaní s mosadzou.

Nikel-hliníkové bronzy nie sú náchylné na korózne praskanie, t.j. po zahriatí nevyžadujú tepelné spracovanie; pri zahriatí z 200 na 500° však krehnú. Ak sa list vrtule vyrobený z takého bronzu zahreje v tomto teplotnom rozsahu, stratí svoje plastické vlastnosti (obr. 3.52) a pri zaťažení (napríklad pri vyrovnávaní) sa môže zlomiť. Po zvýšení teploty ohrevu na 700°C a viac sa plastické vlastnosti tohto materiálu zvyšujú.

Mangánovo-hliníkové bronzy nie sú pri zahrievaní náchylné na krehnutie (pozri obr. 3.52), ale v oveľa menšej miere ako mosadze sú náchylné na korózne praskanie.

Dôvodom boli vysoké nároky na materiály a precíznosť výroby vrtúľ

zakúpenie licencie na materiály a technológiu výroby vrtúľ od anglickej špecializovanej firmy Stone.

Licencované zliatiny majú podobné vlastnosti ako zodpovedajúce domáce materiály. Nazývajú sa: nikel-hliníkový bronz - „Nikálium“; mangánovo-hliníkové bronzy - „Novoston“ a „Superston-70“.

Domáce námorné plavidlá postavené v zahraničí sú vybavené lodnými skrutkami vyrobenými v špecializovaných závodoch LIPS (Holandsko), Theodor Zeise (Nemecko), Stone (Anglicko), Ansaldo (Taliansko), Mitsubishi (Japonsko), "Sosste Nantez de Fontiers" (Francúzsko), atď.

Najbežnejšie zliatiny používané týmito spoločnosťami majú nasledujúce názvy alebo označenia:

nikel-hliníkové bronzy „Kunial“ (spoločnosť LIPS), „Alkunik“ (spoločnosť Theodor Zeise), „Mitsubi“ (spoločnosť Mitsubishi), „Nialma“ („Ansaldo“), „Nantial“ („Sosste Nantes de Fontier“);

mangánovo-hliníkové bronzy "Linrunel" (LIPS); AI-MnBzl3 („Theodor Zeise“); "Mangal-99" (Société Nantes).

Vrtule vyrobené zo zahraničných nehrdzavejúcich ocelí sa inštalujú prevažne len na lode postavené vo Fínsku. Tieto skrutky sú vyrobené z ocele Karhula 15C130, ktorá má nižšie korózne-únavové vlastnosti ako oceľ 1X14NDL a ešte menej kvalitnej nízkouhlíkovej legovanej ocele s obsahom 3% Ni.