Приобретение современного мощного мотора для лодки — не гарантия того, что на воде потенциал скрытых под капотом «лошадей» реализует себя в полную силу. Максимально эффективным комплект «судно + двигатель и поставленная цель (задача)» сделает грамотный подбор гребного винта. Как же выбрать оптимальную модель, которая позволит взять от мотора максимум и сохранить его моторесурс? На какие параметры ориентироваться? О чём спрашивать продавцов?
<p style="color: #071d36;">
Приобретение современного мощного мотора для лодки — не гарантия того, что на воде потенциал скрытых под капотом «лошадей» реализует себя в полную силу. Максимально эффективным комплект «судно + двигатель и поставленная цель (задача)» сделает грамотный подбор гребного винта. Как же выбрать оптимальную модель, которая позволит взять от мотора максимум и сохранить его моторесурс? На какие параметры ориентироваться? О чём спрашивать продавцов?
</p>
<h3 style="color: #071d36;">Ключевые характеристики гребного винта</h3>
<p style="color: #071d36;">
Поскольку лодочные двигатели выпускают в большом разнообразии (производители, модели, мощность, типы), то и винты для них требуются не одинаковые. Гребные винты различают по шагу, диаметру, количеству лопастей, материалу, конструкции и диаметру ступицы и иным параметрам.
</p>
<h4 style="color: #071d36;">Конструкция и принцип работы винта</h4>
<p style="color: #071d36;">
Основа работы винта — преобразование вращения гребного вала в силу, заставляющую судно перемещаться. Поэтому винт ещё называют движителем.<br>
Прежде чем углубляться в тонкости выбора, начать следует с базовых параметров, а именно посадки на вал.<br>
Существует два варианта соединения: <span style="font-weight: bolder;">шпоночное</span> (на моторах небольшой мощности) или более распространённое <span style="font-weight: bolder;">шлицевое</span> (у разных производителей количество шлицов гребного вала различаются).<br>
Ступица должна входить по диаметру в обойму гребного вала; данный параметр у всех лодочных моторов тоже неодинаков.
</p>
<p style="color: #071d36;">
<img width="512" alt="80247e25d2b60788fa3218481283a971.jpeg" src="/upload/medialibrary/b47/bqq5yiwti289vxzafkywp4sbr3qgfjp0.jpeg" height="432" style="width: 500px;" title="80247e25d2b60788fa3218481283a971.jpeg">
</p>
<p style="color: #071d36;">
Винт фиксируется на валу гайкой. Отвод отработанных газов в большинстве случаев идёт через ступицу, что повышает КПД. На «подвесниках» малой мощности при посадке гребного винта на шпонку выхлоп производится через отверстие под антикавитационной плитой.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Минимизировать для редуктора последствия ударов, наездов и вибрации помогает резиновая втулка-демпфер, находящаяся в некоторых винтах между ступицей и шлицевым валом. Через неё импульс вращения переносится от двигателя на движитель.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Cъёмная втулка — практичный способ экономно расширить диапазон рабочих режимов судна. Установив сменную втулку, достаточно просто менять лопасти разного шага и диаметра в зависимости от поставленной задачи.
</p>
<h4 style="color: #071d36;">Лопасти. Количество и форма</h4>
<p style="color: #071d36;">
И количество лопастей, и форма влияют на эксплуатационные характеристики судна. С их увеличением растёт отношение диаметра к площади. Площадь действия сил, толкающих катер или яхту, становится больше, но усиливается также и сопротивление. Чем меньше лопастей, тем оно меньше.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Итак, обычное их количество в случае маломерного флота — 2–5; остальное встречается редко. Наиболее высоким КПД обладают двухлопастные пропеллеры. Однако их почти не используют (трудно обеспечить прочность лопастей): в основном на маломощных вспомогательных двигателях, устаревших моделях либо парусных яхтах. Словом, всюду, где нагрузка на винт минимальна.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Гребные винты с тремя лопастями — оптимальное решение в большинстве случаев, поэтому их устанавливают более чем на половине ПЛМ или двигателей с валолинией. Это обусловлено хорошими характеристиками работы пропеллера на всех оборотах, от малых до высоких.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Четырёхлопастной винт обладает лучшим балансом за счёт расстановки лопастей. Всё работает ровно, меньше проскальзывания, вибраций и больше упора на малых и средних оборотах. Такие винты облегчают и ускоряют выход в режим глиссирования при резком старте. Итак, в этих диапазонах большинство четырёхлопастных гребных винтов показывают результаты лучше, чем модели с тремя лопастями.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Винты с пятью лопастями актуальны для спортивных и гоночных катеров, оснащённых особо мощными двигателями, когда требуется реализовать избыточный потенциал последних.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Таким образом, для «обычной жизни» остаётся выбор: три или четыре, и споры между сторонниками одного и другого варианта бесконечны.
</p>
<p style="border: 3px solid #f6a623; color: #071d36; background: #ffffff;">
<span style="font-weight: bolder;">Не существует универсального ответа на вопрос «Какой гребной винт лучше?». </span><br>
<span style="font-weight: bolder;">Эффективнее тот, что грамотно подобран для решения определённой задачи, поставленной перед конкретным комплектом.</span>
</p>
<p style="color: #071d36;">
Каковы основные отличия между данными модификациями? Трёхлопастные винты, как правило, позволяют развить большую скорость на максимальных оборотах, а расход топлива в таком режиме будет меньше.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Зато дальние переходы при крейсерском ходе (до 80% от номинальных оборотов) экономичнее с четырёхлопастным винтом. И при повышении нагрузки (буксировка лыжника или «ватрушки», лишние пассажиры на борту, внезапная волна) обороты не просядут благодаря хорошей «упираемости». Более уравновешенная работа мотора даёт возможность снижения минимальной рабочей частоты вращения, а хороший упор позволит идти в глиссирующем режиме при более низких оборотах.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Форма контура лопасти, как и их количество, также видна невооружённым глазом и тоже значительно влияет на КПД. Может быть симметричной или саблевидной (второй вариант встречается чаще, поскольку такая конструкция за счет более плавного входа в воду меньше подвержена кавитации и отличается меньшей вибрацией). Использование суженных к концам лопастей снижает трение, и это используется для винтов на скоростные суда.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Самое продуктивное соотношение тяги и скорости обеспечивают наиболее распространённые варианты контура: эллипс и «круглое ухо». Существуют многообразные различия и в профилях сечения лопастей.
</p>
<p style="border: 3px solid #f6a623; color: #071d36; background: #ffffff;">
<span style="font-weight: bolder;">Чем интенсивнее растут мощности моторов и быстроходность судов, </span><br>
<span style="font-weight: bolder;">тем выше требования к особенностям геометрии гребных винтов.</span>
</p>
<h4 style="color: #071d36;">Шаг. «Грузовой» и «скоростной»: в чём ошибка?</h4>
<p style="color: #071d36;">
Шагом называют расстояние, которое винт за один оборот пройдёт в идеально твёрдой среде. Поскольку вода не даёт пропеллеру жёсткой связи, на практике он проскальзывает. Таким образом, реальный шаг винта всегда меньше теоретического. Коэффициент проскальзывания в разных ситуациях отличается. Максимальные показатели по этому параметру будут у пришвартованной лодки с работающим ПЛМ; минимальное скольжение — у глиссирующего на максимальной скорости лёгкого судна. По данному параметру определяют пригодность винта к комплекту.
</p>
<p style="color: #071d36;">
<img width="512" alt="fb4f80dda941cfbd4edbcb251dd9f0f8.jpeg" src="/upload/medialibrary/ef6/5bqg5h49fbefk0o6zx1bbjq8j0ybdpcz.jpeg" height="321" style="width: 600px;" title="fb4f80dda941cfbd4edbcb251dd9f0f8.jpeg">
</p>
<p style="color: #071d36;">
Гидродинамика винта — тема замысловатая, а моделей с универсальным шагом не существует. Даже одному комплекту «лодка + мотор» понадобятся винты с разным шагом. Это позволит обеспечить оптимальную работу двигателя в разных условиях: пустое судно с одним рулевым либо группа пассажиров с грузом. Или буксировка воднолыжника.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Как правило, шаг подбирают таким образом, чтобы мотор при полностью открытой заслонке дросселя попал в рабочий диапазон оборотов (данные прописаны производителем в паспорте и индивидуальны для каждого мотора).
</p>
<p style="color: #071d36;">
Часто владелец лодки выбирает винт с большим шагом, чтобы получить более высокую скорость. Но реальность эту теорию периодически опровергает. По разным причинам.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Различающаяся конфигурация лопастей двух современных винтов с заявленным шагом в 13” от разных производителей может сделать один экземпляр значительно «тяжелее» в работе, чем другой. Даже незначительное изменение диаметра винта также способно ощутимо повлиять на прирост оборотов. Поэтому любые расчёты и идеи относительно подбора винта требуют методичной проверки на воде.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Некорректно называть винт тяговым или скоростным. Они могут быть более скоростными или грузовыми лишь при сравнении одного с другим и оценке влияния на комбинацию «лодка + ПЛМ». Последних вариантов множество. И конкретный экземпляр винта на одном комплекте покажет себя более грузовым, а на другом — более скоростным.
</p>
<h4 style="color: #071d36;">Диаметр</h4>
<p style="color: #071d36;">
В маркировке, нанесенной на винт, — это вторая единица параметров, требующая особого внимания и определяющая размеры гребного винта. Измеряется по окружности, описанной кончиками лопастей.
</p>
<p style="color: #071d36;">
<img width="443" alt="b2fa7991962811fc5f6c97a1b26fa35f.jpeg" src="/upload/medialibrary/55e/jabh2i5geln1bob20yaygdwksy6fbso6.jpeg" height="512" style="width: 400px;" title="b2fa7991962811fc5f6c97a1b26fa35f.jpeg">
</p>
<p style="color: #071d36;">
Диаметр зависит от размеров судна; он «в ответе» за упор, приёмистость мотора и коэффициент проскальзывания в воде. При сравнении винтов одинакового шага образец большего диаметра предотвращает проскальзывание под нагрузкой, даёт лучший упор и сильнее грузит двигатель.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Если говорить о соотношении шага и диаметра: на винтах «средней линии» чаще всего зависимость обратная — выше шаг, меньше диаметр. Но это обычно не касается пропеллеров «крайних размеров»: совсем миниатюрных или очень больших.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Современные модели для моторов большой мощности отличаются заметным отгибом выходящей кромки (интерцептором). Это работает так же, как закрылок самолётного крыла, только в воде: препятствует потере упора, позволяют уменьшить проскальзывание и в итоге увеличивает КПД. Кромка усиливает способность гребного винта захватывать жидкость. Особенно актуальна такая конструкция движителя для судов с большим углом ходового дифферента.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Для сравнения: аналогичные алюминиевые лопасти со слабо выраженным интерцептором или без такового будут просто резать воду без упора, а мотор с рёвом уйдет в «перекрут». Они имеют меньший отклик на действия судоводителя. К примеру, он немного прибавит газа, тахометр покажет рост оборотов, а скорость останется прежней. Или вырастет, но с задержкой: винт сначала будет буксовать.
</p>
<h4 style="color: #071d36;">Сталь или алюминий: что выбирать?</h4>
<p style="color: #071d36;">
…Он постоянно упирается, толкая судно вперёд. Его подтачивают коррозия из-за непрерывного воздействия воды и кавитационная эрозия. Песок и камешки на мелководье работают как абразив. И это ещё если повезёт не столкнуться с препятствием!
</p>
<p style="color: #071d36;">
Гребной винт с учётом требований производства и ремонтопригодности должен быть прочным, пластичным и стойко переносить вышеописанные трудности.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Этим требованиям вполне соответствуют алюминиевые сплавы разных составов, поэтому винты из них наиболее распространены.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Нержавеющая сталь также хороша для изготовления гребных винтов. На третьем месте — изделия из сплавов цветных металлов (многокомпонентная бронза и комбинации с алюминием).
</p>
<p style="color: #071d36;">
Благодаря развитию химии для изготовления современных моделей применяют и композитные материалы. Их существенные характеристики таковы: невысокая стоимость, низкий КПД «благодаря» толстому профилю лопастей, ремонтонепригодность. Зато они абсолютно устойчивы к коррозии.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Основные преимущества винтов из мягких алюминиевых сплавов: бюджетная стоимость и мягкость. При контакте с подводным препятствием они страдают, зато ценой своей «жизни» спасают куда более дорогостоящий редуктор. Преимущество сплавов алюминия с магнием, кремнием, марганцем и титаном — в том, что их легко отливать и обрабатывать, но невысокая прочность вынуждает делать лопасти толще. Как тупым ножом труднее резать продукты, так и мотору сложнее вращать такую модификацию. Однако у всего есть свои плюсы. На абразивном фарватере винты из мягкосплавного состава «ходят» дольше, и сторонники гаражного ремонта ценят их за возможность самостоятельно выправить после небольших столкновений с камнями или бревнами.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Некоторым компромиссом станет выбор очень твёрдого сплава алюминия. В литье и обработке он сложнее, но качества материала позволяют уменьшить толщину лопастей. Рабочие обороты вырастут, так как двигателю проще и легче «крутить» такой винт. Но твёрдость вкупе с хрупкостью тонких лопастей делает его расходным узлом. Последствия наезда на камень или вылета на мель суровы: лопасти выкрашиваются крупными кусками или просто выламываются…
</p>
<p style="color: #071d36;">
Модели из нержавейки превосходят алюминиевые по всем статьям. Конечно, такой винт «быстрым» делает не сталь, а особенности конструкции, основанные на характеристиках материала.
</p>
<p style="color: #071d36;">
<img width="360" alt="b695616cfb86442a8e4c3cfa1236bd69.jpeg" src="/upload/medialibrary/ab1/24u0qjylus4o25qxnwif59vvri0q4mlx.jpeg" height="512" style="width: 400px;" title="b695616cfb86442a8e4c3cfa1236bd69.jpeg">
</p>
<p style="color: #071d36;">
Они лучше держат геометрию, в целом более сбалансированы; металл крепче и твёрже, за счет чего лопасти можно делать тоньше, а угол их наклона — больше. Потери на трение уменьшаются благодаря высокой чистоте обработки поверхности и точности профилировки. В целом это даёт наилучшие гидродинамические характеристики.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Правда, иногда «излишняя» прочность невыгодна. В момент встречи мотора с подводным препятствием винт, несмотря на демпфер, выстоит и передаст импульс удара на более слабые узлы: корпус, вал, редуктор, шестерни...
</p>
<p style="color: #071d36;">
А ключевой сдерживающий фактор при выборе материала — стоимость.
</p>
<h3 style="color: #071d36;">Методика подбора лодочного винта</h3>
<p style="color: #071d36;">
Вопрос краеугольный: зачем его менять? Обычно производитель мотора устанавливает на него некий винт. Задача судовладельца — понять: требуется ли замена в принципе? Что конкретно не устраивает в работе имеющегося? Позволит ли новый винт улучшить показатели?
</p>
<p style="border: 3px solid #f6a623; color: #071d36; background: #ffffff;">
<span style="font-weight: bolder;">Без тахометра на эти вопросы не ответить, оптимальный гребной винт не подобрать.</span>
</p>
<h4 style="color: #071d36;">Измеряем количество оборотов, делаем расчёты и выводы</h4>
<p style="color: #071d36;">
Первый шаг к новому винту — измерить характеристики его предшественника, поставляемого с завода. После того, как сняты показания тахометра на данном комплекте «судно + мотор», следуют предварительные выводы: какие шаг, диаметр, форма лопастей подойдут для конкретных катера или лодки. Не помешают и промежуточные измерения (скорость, количество оборотов) с момента выхода в глиссирующий режим и далее, до момента, когда двигатель раскрутится до максимума. С интервалом каждую тысячу оборотов.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Как анализировать полученные данные? «Недокрут», когда ПЛМ не развивает рекомендуемые максимальные обороты, характерен для тяжёлых лодок с небольшим движком или использовании винта с излишне большим шагом. Его называют гидродинамически тяжелым (к его физической массе это не относится). «Недокрут» чреват повышенными нагрузками на все узлы и невозможностью реализовать потенциал двигателя.
</p>
<p style="color: #071d36;">
«Перекрут» (переход за предельно допустимое количество оборотов — мотор идёт «вразнос») не менее вреден для двигателя, эксплуатация в режимах работы выше расчётных противопоказана. «Лёгкий» гребной винт нехорош даже на средних оборотах. Повышенный расход топлива и низкая скорость увеличивают время пути и снижают моторесурс.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Изменение шага винта в большую сторону на один уменьшает количество оборотов в минуту на 200-300. И наоборот.
</p>
<p style="border: 3px solid #f6a623; color: #071d36; background: #ffffff;">
<span style="font-weight: bolder;">· «перекрут» и «недокрут» на максимальном газе снижают моторесурс и КПД двигателя<br>
· шаг больше — обороты ниже; шаг меньше — обороты выше (изменение на 1 дюйм — изменение примерно на 200–300 об/мин).</span>
</p>
<p style="color: #071d36;">
Кроме шага, меняется и диаметр, причём его влияние на количество оборотов очень заметно: полдюйма туда или сюда «дадут» 400-500 об/мин. Увеличение убавляет количество оборотов, уменьшение повышает.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Если же судно развивает оптимальную скорость, при этом мотор нормально развивает максимальные обороты и не перекручивает на открытой дроссельной заслонке, — можно делать вывод: винт подобран верно. КПД достаточно высок, потенциал комплекта реализован полностью. Следовательно, данный винт в замене не нуждается.
</p>
<h4 style="color: #071d36;">Испытания. Ожидания и реальность</h4>
<p style="color: #071d36;">
Подбирая винт, каждый судовладелец преследует конкретную цель. Это может быть высокая крейсерская скорость либо уверенное движение катера при буксировке лыжника и т.п. Скоростные модели имеют более узкое поле применения, а винт меньшего шага может использоваться как запасной или в качестве тягового, когда на борту много груза или пассажиров.
</p>
<br>
<p style="color: #071d36;">
<em>Сравнение гребных винтов Baeksan для лодочного мотора Yamaha 9.9–15</em>
</p>
<p style="color: #071d36;">
Конечно, всегда будет хотеться чего-то лучшего, к тому же на практике всегда существуют какие-то досадные «мелочи». То медленно разгоняется; то на глисс с лишним пассажиром выходит мучительно… Предела совершенству нет. Однако на поведение судна оказывают влияние не только очевидные параметры винта (шаг, диаметр, форма/площадь/количество лопастей), но и более тонкие его нюансы: толщина входящей кромки, наличие интерцептора и т.п. Таких «мелочей» очень много, и далеко не все очевидны.
</p>
<p style="color: #071d36;">
Не стоить верить в миф «оригинальные винты лучше». Производитель моторов не всегда разрабатывает винты и участвует в их конструировании, расчётах, испытаниях. Чаще всего фирмы просто заказывают винты с собственным логотипом у завода-изготовителя. А уж там выпускают продукцию под разнообразными торговыми марками.
</p>