Каждый двигатель имеет так называемую внешнюю характеристику — зависимость снимаемой с вала мощности от частоты вращения коленчатого вала при полностью открытой дроссельной заслонке. График изменения мощности, которая поглощается на данной лодке гребным винтом в зависимости от частоты вращения двигателя, называется винтовой характеристикой и присуща только винту с определенными шагом и диаметром. Взаимное расположение этих характеристик на осях координат и в особенности положение точки их пересечения показывают степень эффективного использования мощности двигателя. Для наглядности здесь приведены данные внешней и винтовой характеристик отечественного мотора «Вихрь» (рис. 42).
Рис. 42. Внешняя и винтовая характеристики мотора «Вихрь».
Кривая 1 на рисунке иллюстрирует внешнюю характеристику мотора, а кривые 2, 3 и 4—винтовые характеристики разных винтов. При увеличении шага и диаметра винта свыше оптимальных значений лопасти начинают захватывать и отбрасывать назад слишком большие объемы воды; упор при этом возрастает, но одновременно увеличивается и потребный крутящий момент на гребном валу. Винтовая характеристика 2 такого винта пересекается с внешней характеристикой двигателя в точке А. Координаты этой точки показывают, что двигатель отдает всего 12 л.с. вместо 22 л.с. Такой гребной винт следует отнести к гидродинамически тяжелым винтам.
И наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), и упор и потребный крутящий момент будут меньше, то двигатель не только легко разовьет, но и превысит значение номинальной частоты вращения коленвала. Режим его работы будет характеризоваться точкой С. И в этом случае мощность двигателя будет использоваться не полностью, а работа на слишком высоких оборотах сопряжена с повышенными нагрузками и износом деталей. При этом надо иметь в виду, что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт относят к гидродинамически легким.
Как уже говорилось, для каждого конкретного сочетания судна и двигателя существует оптимальный гребной винт. Для рассматриваемого примера такой оптимальный винт имеет характеристику 3, которая пересекается с внешней характеристикой двигателя в точке В, соответствующей его максимальной мощности. Численные рекомендации для наиболее популярных моторов мощностью 20-25 л.с. могут быть следующие.
Штатные гребные винты, имеющие Н=280—300 мм, дают оптимальные результаты на сравнительно плоскодонных лодках с массой корпуса до 150 кг и нагрузкой 1—2 чел. На еще более легкой лодке массой до 100 кг можно получить прирост скорости за счет увеличения Н на 8-12%. На более тяжелых глиссирующих корпусах, имеющих большую килеватость днища и при большой нагрузке (4-5 чел.), шаг винта может быть уменьшен на 10 — 15% (до 240-220 мм), но использовать такой винт при поездке без пассажиров с малой нагрузкой не рекомендуется: двигатель будет «перекручивать обороты» и быстро выйдет из строя.
