Гребной винт в насадке

Когда говорят про гребной винт в насадке, многие сразу представляют себе просто 'трубу с винтом внутри'. Но на деле это сложная гидродинамическая система, где мелочи вроде зазора между кромкой лопасти и внутренней поверхностью насадки влияют на КПД сильнее, чем материал изготовления. В ООО Дандун Восточный морской завод мы не раз сталкивались с заказами, где клиенты просили 'универсальную насадку', не учитывая, что её геометрия должна рассчитываться под конкретный тип судна и режим эксплуатации.

Почему зазоры имеют значение

В 2018 году мы тестировали насадку для буксира – заказчик жаловался на вибрацию на заднем ходу. Оказалось, предыдущий производитель сделал зазор 12 мм вместо рекомендуемых 6-8 мм. При реверсе поток 'проскакивал' между лопастью и насадкой, создавая кавитационные пузыри. После пересборки с точной подгонкой вибрация исчезла, но пришлось переваривать крепёжные фланцы – урок на будущее.

Кстати, о материалах: для арктических рейсов иногда ставим бронзовые насадки с антикоррозийным покрытием, хотя большинство думает, что нержавейки достаточно. Но лёд – отдельная история, тут и геометрия лопастей должна быть с поправкой на обледенение.

На https://www.dddh.ru мы как раз выложили техотчёт по кавитационным испытаниям – там видно, как меняется КПД при разной форме входной кромки насадки. Не все клиенты это читают, конечно, но для проектировщиков полезно.

Ошибки при монтаже, которые дорого обходятся

Как-то раз на рыболовном траулере после установки новой насадки начался разнос оборотов. Сначала грешили на регулятор, но при детальном осмотре выяснилось – монтажники не выверили соосность гребного вала и насадки, перекос был всего 1.5 градуса, но его хватило для возникновения вихрей на стыке.

Теперь всегда рекомендуем ставить лазерный целеуказатель при юстировке, даже если заказчик торопит. Кстати, в ООО Дандун Восточный морской завод для таких случаев сделали шаблон-кондуктор – сокращает время монтажа на 30%, но некоторые судовладельцы всё равно экономят на 'лишних' операциях.

Ещё нюанс – сварные швы внутри насадки. Их нужно шлифовать вровень с поверхностью, иначе даже миллиметровый наплыв даёт до 3% потерь тяги. Проверяли на стенде с имитацией нагрузки – разница заметна невооружённым глазом.

Когда насадка не нужна

Был случай: заказчик настаивал на гребной винт в насадке для скоростного катера, хотя по расчётам она давала выигрыш только до 8 узлов. Убедили его провести ходовые испытания со съёмным прототипом – в итоге отказались от насадки, поставили винт с саблевидными лопастями. Результат – экономия топлива на 12% на крейсерской скорости.

Это к вопросу о том, что насадка не всегда панацея. Для тихоходных судов с большой площадью миделя – да, для остальных нужно считать баланс между приростом КПД на малых ходах и сопротивлением на высоких.

Кстати, в описании наших услуг на dddh.ru мы специально указываем, что перед заказом проводим гидродинамический расчёт – слишком много было случаев, когда люди переплачивали за ненужную опцию.

Нюансы ремонта и восстановления

Часто привозят насадки с погнутыми кромками после столкновений с плавучими объектами. Раньше пытались править гидравликой, но сейчас перешли на термофиксацию – нагреваем участок до 200°C и выпрямляем с контролем шаблоном. Метод дороже, но сохраняет усталостные характеристики металла.

Обращайте внимание на зону сварного шва у основания лопастей – там часто появляются микротрещины, которые не видны без магнитопорошкового контроля. Как-то пропустили такую на барже, через полгода клиент вернулся с треснувшей ступицей.

Для сложных случаев у нас на заводе сделали станок с ЧПУ для локальной правки – но им можно работать только с нашими же насадками, где известны все параметры сплава.

Что показывают стендовые испытания

При тестировании гребной винт в насадке всегда замеряем не только тягу, но и распределение давления в 12 точках по периметру. Как-то обнаружили асимметрию – оказалось, проблема в литниковых остатках от литья, которые не удалили при механической обработке.

Сейчас внедрили акустический мониторинг – по спектру шума можно определить зарождение кавитации раньше, чем она станет видимой. Методику отрабатывали совместно с Крыловским институтом, данные есть в открытом доступе на нашем сайте.

Кстати, о точности: при замерах на мелководье КПД падает на 15-20%, но многие судовладельцы не учитывают этот фактор при заказе. Приходится объяснять, что паспортные данные справедливы для условий глубокой воды.