Винты регулируемого шага

Для описанных винтов фиксированного шага характерен общий недостаток: их параметры оптимальны только для определенных условий эксплуатации (сопротивление воды движению мотосудна и скорость, мощность и число оборотов двигателя). Между тем многие моторные суда во время эксплуатации неизбежно работают на разных режимах. Например, полностью нагруженная лодка испытывает большое сопротивление и движется в режиме плавания или переходном, а та же лодка с одним человеком глиссирует при значительно меньшем сопротивлении воды движению. Естественно, что если гребной винт такой лодки рассчитан на режим глиссирования, то для переходного режима он будет гидродинамически тяжелым и двигатель не разовьет полных оборотов и мощности. И наоборот, оптимальный для режима плавания гребной винт будет легким для глиссирования. Для судов на подводных крыльях в момент выход на крылья, как известно, существует горб сопротивления, для преодоления которого необходим резерв мощности (около 30%) именно потому, что гребной винт, приспособленный
для больших скоростей, тяжел для этого момента и двигатель не развивает оптимальных оборотов
В предыдущем параграфе было показано, что можно добиться согласованной работы движителя и двигателя, изменив шаг винта, т. е. для разных условий эксплуатации шаг винта должен быть разным. Лопасти винтов регулируемого шага (ВРШ) поворачиваются вокруг своей оси, изменяя шаг винта. Это дает возможность изменять скорость хода моторного судна от самой малой до полной на переднем и заднем ходу при постоянных числе оборотов и направлении вращения гребного вала. При правом вращении винта, как показано на рис. 188, положение / лопасти соответствует переднему ходу, положение 2 — нейтральному (стоп) и положение 3 — заднему ходу. ВРШ позволяет применять нереверсивные двигатели без реверсивных устройств, существенно упрощая конструкцию двигателя, обеспечивают наиболее экономичный режим работы двигателя (по расходу топлива), дают возможность получить любую самую малую скорость хода судна и повышают моторесурс двигателя.
Поворотом лопастей ВРШ всегда можно подобрать оптимальный шаг для разных условий работы моторного судна и при данном числе оборотов достигнуть наиболее полного преобразования мощности двигателя в полезный упор винта.
Основной недостаток ВРШ — относительная сложность изготовления, требующая достаточно высокой квалификации строителя и проведения токарных и фрезерных работ. Кроме того, ступица ВРШ для размещения механизма поворота лопастей развита больше, чем у ВФШ, что приводит к уменьшению к. п. д. на 1—3% на расчетном режиме работы винта. При других режимах работы снижение к. п. д. еще больше, так как при повороте лопастей изменение шага их сечений у корня отстает от изменения шага крайних сечений. При повороте лопастей на задний ход по указанной причине корневые сечения частично продолжают работать с углами атаки, соответствующими переднему ходу, что, естественно, снижает упор винта. Однако режимы работы, отличные от расчетного режима, как правило, кратковременные (например, момент выхода СПК на крылья), поэтому некоторое снижение эффективности винта несущественно, а увеличение трудоемкости изготовления ВРШ вполне компенсируется его
преимуществами.
ВРШ состоит из гребного винта с поворотными лопастями, механизма изменения шага и привода для управления этим механизмом. Механизм изменения шага может быть шестеренным, кулисным и т. п.