Расчет крыльевого устройства моторной лодки

Гидродинамический расчет устройства подводного крыла и гребного винта мотолодки производится после выбора геометрических элементов крыльевого устройства, определения водоизмещения и положения центра тяжести катера.

Исходным параметром для определения размеров крыла в процессе расчета, является площадь его погруженной части. Ее можно рассчитать из соотношения

.

Коэффициент подъемной силы на практике выбирается в пределах 0,1-0,3, а в общем случае он зависит от расчетной скорости катера. Для кормового крыла значение данного коэффициента увеличивается на 20-50 % по сравнению с носовым крылом. Это позволяет существенно увеличить устойчивость движения. После вычисления площади определяют размах и хорду крыла, стремясь максимально увеличить значения гидродинамического качества, поперечной устойчивости и прочности крыла.

Удлинение подводного крыла определяет гидродинамическое качество, а увеличение размаха повышает поперечную устойчивость судна. Естественно, что для небольших катеров и мотолодок последний показатель особенно важен.

Определив размеры основных геометрических элементов крыла, рассчитывают угол атаки крыла в зависимости от нагрузки, конструкции и погружения. Этот расчет также считается приближенным, поэтому угол атаки следует уточнить при натурных испытаниях мотолодки. Для этого необходимо предусмотреть такую конструкцию крепления несущих плоскостей, чтобы во время доводочных испытаний имелась возможность изменения угла атаки крыльев в пределах до 3°. После окончательного подбора угла атаки положение крыла жестко фиксируется. Подробнее...

Для расчета кормового подводного крыла (ПК) необходимо учитывать влияние на его обтекание носового крыла моторной лодки. Удобная методика такого расчета была разработана В. Соколовым. Подробнее...

Общепринятая методика расчета параметров гребного винта в общих чертах пригодна и для катеров с ПК, однако здесь необходимо учитывать некоторые специфические особенности работы винта.

Kак известно, кривая сопротивления на скорости, предшествующей выходу на крылья характеризуется определенным максимумом («горбом») сопротивления. Точке минимума сопротивления соответствует момент полного отрыва корпуса катера от воды. Точка, соответствующая расчетной скорости хода в крыльевом режиме, расположена за минимумом сопротивления. Поэтому гребной винт должен обеспечивать не только достижение заданной скорости, но и преодоление горба сопротивления.

При установке ПК на мотолодку необходимо иметь в виду, что из-за высоких скоростей штатные винты подвесного мотора становятся гидродинамически «легкими» и при номинальной частоте вращения не снимают с мотора всей мощности. В результате мотор будет развивать повышенные обороты, что может вызвать серьезные поломки.

Для обеспечения нормальной работы двигателя шаг гребных винтов следует увеличивать примерно на 20 %. Например, при диаметре штатного гребного винта мотора «Вихрь» 240 мм его шаг должен быть равен 360 мм. Для уменьшения опасности подсасывания воздуха к винту, особенно при эксплуатации лодки с неполной загрузкой, рекомендуется применять винты с радиально-переменным шагом.