как увеличить скорость лодки за счет винта
Пять важных моментов, от которых зависит скорость лодки
Все знают, что лодочный мотор должен находиться точно посередине транца, а вот регулировке лодочного мотора относительно нижней точки транца обычно не придают значения, хотя этот фактор очень важен, для глиссирующих лодок. Только при правильной установке мотора по высоте достигается максимальная скорость и экономичность.
Антикавитационная плита лодочного мотора должна располагаться на уровне от 0 до 25 мм ниже днища лодки, как правило, нужное заглубление подбирается экспериментальным путём, и зависит от килеватости лодки. При недостаточном заглублении гребной винт будет хватать воздух, в результате чего будет возникать кавитация, при большом заглублении возникает излишнее сопротивление подводной части ноги лодочного мотора.
2. Регулировка угла наклона лодочного мотора (дифферента).
Необходимый угол наклона лодочного мотора относительно транца лодки определяется положением антикавитационной плиты в режиме глиссирования. Антикавитационная плита должна быть параллельна водной поверхности, или параллельно днищу лодки.
При слишком маленьком углу установки мотора, лодка будет поднимать корму, и опускать нос, при сильно большом лодка начнёт дельфинировать это может привести к потере управления и перевороту. Регулировка угла наклона лодочного мотора осуществляется путём перестановки регулировочного штыря в соответствующее отверстие, такую регулировку проводят на заглушенном двигателе.
3. Подбор шага гребного винта.
Основные характеристики гребного винта это диаметр, шаг, увод лопасти. 
На заводе при комплектации лодочного мотора, чтобы добиться большей универсальности применения лодочного мотора, как правило, ставят винт с меньшим шагом (грузовой). Установив, мотор с таким винтом на надувную моторную лодку из ПВХ мы получаем низкую скорость и превышение паспортных оборотов двигателя, что негативно сказывается на его работоспособности и сроке службы. Встречается и противоположное явление, когда газ открыт не полностью 3/4, а скорость уже не растёт и большее открытие ручки газа приводит только к увеличению расхода топлива. Оба этих случая возникают из-за неправильно подобранного винта. Наша главная задача подобрать такой винт, что бы на данной лодке при Вашей загрузке, лодочный мотор мог работать во всём диапазоне оборотов, в результате мы получим максимальную скорость и экономичность.
4. Распределение веса в лодке.
В надувных лодках оснащённых моторами малой мощности 4-6 л.с. выход на глиссирование возможен, только если соблюдать определённые правила распределения груза. Поскольку мощность лодочного мотора 
буквально граничит с возможностью перейти из водоизмещенного режима в глиссирующий от шкипера требуются определённые навыки, ведь скорость глиссирующей лодки в полтора раза выше, при меньшем потреблении топлива.
Рассмотрим самую распространённую ситуацию, когда Вы сидите на задней банке, максимально сдвинувшись к транцу. Лодка приподнимает нос и пытается выйти на глиссирование, но что-то ей мешает, не хватает буквально пол лошадиной силы. Так чего же нам на самом деле не хватает? Ответ прост, во время выхода на глиссирование под днищем лодки собирается воздух на языке водомоторников «бревно» если шкипер пересядет вперёд к центру лодки то поможет лодке через него перевалить, и сразу почувствует прибавку в скорости при тех же оборотах двигателя. Такое перемещение шкипера поможет поднять скорость лодки даже на моторе мощностью 2.5 л.с. с 7-8 км/ч до 12-13км/ч правда это будет не полноценный выход на глиссирование, а так называемый переходный режим.
Не бойтесь экспериментировать, возьмите с собой GPS навигатор и найдите в лодке такое положение при котором лодка будет идти с максимальной скоростью, для мотора мощностью 4л.с. скорость 20 км/ч вполне достижимая величина.
5. Гидрокрыло на лодочный мотор.
Изначально гидрокрыло (гидрофоил) получило большое распространение при установке на мощные лодочные моторы, которые устанавливали на короткие лодки, что бы убрать «кобру» при выходе на глиссирование. Но как оказалось на практике данное приспособление при установке на моторы малой мощности помогает им выйти на глиссирование в случая когда, казалось бы, глиссирование невозможно из-за малой мощности лодочного мотора. Происходит это потому что крыло установленное на антикавитационной плите лодочного мотора создаёт дополнительную подъёмную силу и помогает маломощному лодочному мотору вытолкнуть лодку на глиссирование.
Изготовление и регулировка гидрокрыла процесс довольно кропотливый, но полученные результаты стоят затраченных сил и времени. Когда лодка 2,90 м. под мотором 3,5 л.с. уверенно выходит и идёт в режиме глиссирования.
Выжимаем скорость
Место встречи водномоторников
Выжимаем скорость
Подбор и доработка гребного винта
Но для начала, чтобы более отчетливо понимать, что придется сделать и почему, освежим в памяти несколько теоретических моментов.
Три кита
Рис. 1 Шаг винта можно условно представить как расстояние, котороe он пройдёт за один оборот в неподвижном и жестком резьбовом канале (а).
Многие спрашивают, не изменяется ли шаг по длине лопасти, ведь каждая из них тоже «закручивается винтом». Нет, подавляющее большинство винтов для подвесных моторов
имеют один и тот же шаг что у ступицы, что на концах лопастей. Разница углов объясняется разницей диаметров и, соответственно, длин окружностей. Вот, например,
под какими углами располагается на разных диаметрах лопасть у гребного винта шагом 400 мм и диаметром 420 мм (б). Кстати, именно так и делаются угольники для контроля
винта на шаговой плите. Винты с переменным по длине лопасти шагом можно встретить только у спортсменов, и достигается это, как правило, рихтовкой. На рисунке (в)
показано построение контрольных угольников для того же винта, шаг которого начиная с диаметра 200 мм либо увеличен до 45° мм (красные линии),
либо уменьшен до 35° мм (синие линии).
|
И если откорректировать шаг или отброс достаточно сложно (кроме хороших профессиональных навыков и опыта требуется специальное оборудование),
то уменьшить площадь лопастей за счет диаметра или дискового отношения с технологической точки зрения проще простого.
Именно по такому пути Александр Беляевский и советует пойти при настройке «потребительской» лодки на максимальную скорость.
Коротка у стула ножка.
. Подпилю ее немножко. Чтобы не уподобиться герою популярного стишка, действовать необходимо по принципу «семь раз отмерь, один раз отрежь».
Спешка и стремление получить вожделенный результат с первой попытки чреваты риском погубить дорогостоящий винт или в лучшем случае получить слишком «легкий» вариант,
пригодный разве что для использования с большой нагрузкой.
Итак, порядок действий приблизительно таков.
Первым делом при помощи формулы h=Vп/0.001219nk, представляющей собой преобразованный вариант уже упомянутой зависимости
с учетом 20-процентной «скидки», примерно определим, с винтом какого шага можно достичь интересующую скорость. Здесь советуем реально смотреть на вещи и не задавать высот,
взять которые заведомо не удастся. В наиболее распространенном диапазоне скоростей 50-60 км/ч лучше теоретически закладывать прибавку примерно в 10-15 км/ч,
не более (причем далеко не факт, что получите ее на практике, особенно если вам повезло и проданный в комплекте с мотором винт и без того максимально соответствует лодке).
В качестве «стартового ориентира» используйте информацию о максимальных скоростях, достигнутых на аналогичных лодках, а также собственные результаты,
полученные с имеющимся винтом.
Ну а дальше, собственно, остается удалить с винта то, что мешает мотору раскрутиться до положенных оборотов. Уменьшать площадь лопастей можно двумя способами.
При первом подрезаются их кромки, отчего лопасти превращаются в узкие «ножи» (рис. 4). Такой способ, к которому часто прибегают гонщики,
Александр Беляевский для «потребительских» винтов не рекомендует, поскольку уменьшение дискового отношения сопряжено с рядом тонкостей.
В частности, возможно заметное снижение приемистости и упора на промежуточных и разгонных режимах (наибольшая тяга при относительно невысоких оборотах
обеспечивается как раз при большом дисковом отношении, и именно поэтому, например, при буксировке воднолыжников и парашютистов наиболее эффективны винты с
широкими «лопухами» или четырехлопастные).
Главное, как уже говорилось, действовать без спешки, постепенно, и не лениться проводить промежуточные испытания. По словам Александра Беляевского,
уменьшение длины каждой из лопастей на 8-10 мм вызывает рост частоты вращения коленва-ла примерно на 250-300 об/мин. От
размера самого винта это соотношение, как правило, не зависит, но постоянный контроль полученных результатов не повредит.
Далее лопасть-образец обрабатывается по контуру напильником (для быстроты черновую обработку можно сделать на наждачном круге),
после чего ее очертания легко перенести на остальные при помощи простейшего бумажного шаблона. Александр делает это так: бумажная заготовка подгоняется к ступице (рис. 6),
обжимается по контуру и обрезается ножницами по полученному «слепку» (рис. 7). Кстати, если руки слегка испачканы машинным маслом или алюминиевой пудрой,
оставшейся после опиливания, контур получается более отчетливым.
От редактора:
Многие рекомендации носят чисто практический характер и основаны на многолетнем опыте. Поэтому редакция не стала изменять некоторые
спорные моменты, например, приводимое в статье утверждение о малой эффективности полировки гребного винта.
«Катера и Яхты» №195 (2005 год)
Опубликовано с разрешения редакции журнала «Катера и Яхты»
Как увеличить скорость лодки за счет винта
Гребные винты для лодочных моторов и способы увеличения скорости.
Что полезно знать из теории.
Как работает гребной винт (рис. 211). Гребной винт преобразует вращение вала двигателя в упор — силу, толкающую судно вперед.
При вращении винта на поверхностях его лопастей, обращенных вперед — в сторону движения судна (засасывающих), создается разрежение, а на обращенных назад (нагнетающих) — повышенное давление воды. В результате разности давлений на лопастях возникает сила Y (ее называют подъемной).
Упор в большой степени зависит от угла атаки а профиля лопасти (рис. 212). Оптимальное значение угла атаки для быстроходных катерных винтов 4—8°.
Если а больше оптимальной величины, то мощность двигателя непроизводительно затрачивается на преодоление большого крутящего момента; если же угол атаки мал, подъемная сила и, следовательно, упор Р будут невелики, мощность двигателя окажется недоиспользованной. 
На схеме, иллюстрирующей характер взаимодействия лопасти и воды, угол атаки а можно представить себе как угол между направлением вектора скорости набегающего на лопасть потока W и нагнетающей поверхностью.
Вектор скорости потока W образован геометрическим сложением векторов скорости поступательного перемещения Vа винта вместе с судном и скорости вращения vr т. е. скорости перемещения лопасти в плоскости, перпендикулярной оси винта.
Винтовая поверхность лопасти. На рис. 212 показаны силы и скорости, действующие в каком-то одном определенном поперечном сечении лопасти, расположенном на определенном радиусе r гребного винта.
Так как сторона Vа в треугольнике рассматриваемых скоростей остается постоянной, то по мере удаления сечения лопасти от центра необходимо разворачивать лопасти под большим углом к оси винта, чтобы угол атаки а сохранял оптимальную величину, т. е. оставался одинаковым для всех сечений.
Таким образом получается винтовая поверхность с постоянным шагом Н. Напомним, что шагом винта называется перемещение любой точки лопасти вдоль оси за один полный оборот винта.
Представить сложную винтовую поверхность лопасти помогает рис. 213. Лопасть при работе винта как бы скользит по направляющим угольникам, имеющим на каждом радиусе разную длину основания, но одинаковую высоту — шаг, и поднимается за один оборот на величину 1 шага Н. Произведение же шага на число оборотов ( Hn ) представляет собой теоретическую скорость перемещения винта вдоль оси.
При движении корпус судна увлекает за собой воду, создавая попутный поток, поэтому действительная скорость встречи винта с водой V а всегда несколько меньше, чем теоретическая скорость винта Нп.
У быстроходных глиссирующих мотолодок разница невелика — всего 2— 5%, так как их корпус скользит по воде и почти не «тянет» ее за собой. У катеров со средней скоростью хода эта разница составляет 5—8%, а у тихоходных водоизмещающих глубокосидящих катеров достигает 15—20%.
Сравним теперь теоретическую скорость винта Нп со скоростью его фактического перемещения V а относительно потока воды (рис. 214). Пусть это будет «Казанка», идущая под мотором «Вихрь» со скоростью 42 км/ч (11,7 м/с). Скорость натекания воды на винт окажется на 5% меньше: V а = (1 —0,05)*11,7 = 11,1 м/с.
Таким образом, мы получаем разность Нп — V а = 14 — 11,1 = 2,9 м/с.
Максимальной величины (100%) скольжение достигает при работе винта на судне, пришвартованном к берегу. Наименьшее скольжение (8—15%) имеют винты легких гоночных мотолодок на полном ходу; у винтов глиссирующих прогулочных катеров скольжение составляет 15—25%, у тяжелых водоизмещающих катеров 20— 40%, а у парусных яхт, имеющих вспомогательный двигатель, 50—70%.
Легкий или тяжелый гребной винт.
Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых зависит степень использования мощности двигателя, а следовательно, и возможность достижения наибольшей скорости хода судна.
Каждый двигатель имеет свою так называемую внешнюю характеристику — зависимость снимаемой с вала мощности от числа оборотов коленчатого вала при полностью открытом дросселе карбюратора. Такая характеристика для подвесного мотора «Вихрь», например, показана на рис. 215 (кривая 1). Максимум мощности в 22 л. с. двигатель развивает при 5000 об/мин. 
Мощность, которая поглощается на данной лодке гребным винтом в зависимости от числа оборотов мотора, показана на этом же рисунке не одной, а тремя кривыми — винтовыми характеристиками 2, 3 и 4, каждая из которых соответствует определенному гребному винту, т. е. винту определенного шага и диаметра.
И при увеличении шага, и при увеличении диаметра винта выше оптимальных значений лопасти захватывают и отбрасывают назад слишком большое количество 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 1 в точке А; это означает, что двигатель уже достиг предельного— максимального значения крутящего момента и не в состоянии проворачивать вал с большим числом оборотов, т. е. не может развить номинальное число оборотов и соответствующую ему номинальную мощность.
В данном случае положение точки А показывает, что двигатель отдает всего 12 л. с. мощности вместо 22 л. с. Такой гребной винт называется гидродинамически тяжелым.
Наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), упор и потребный крутящий момент будут меньше, поэтому двигатель не только легко разовьет, но и превысит номинальное значение числа оборотов. Режим его работы будет характеризоваться точкой С.
Как мы видим, и в этом случае мощность двигателя используется не полностью, а работа на слишком высоких оборотах сопряжена с опасно большим износом деталей. При этом надо подчеркнуть, что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт называется гидродинамически легким.
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.
Сказанное можно иллюстрировать таким примером. Дюралевая «Казанка» с 20-сильным мотором «Вихрь», имеющим штатный гребной винт диаметром 240 и шагом 300 мм, с двумя человеками на борту развивает скорость 42 км/ч.
Если этот же мотор с тем же винтом поставить на другую лодку — «Нептун», более тяжелую и имеющую иные обводы, скорость ее с той же нагрузкой составит 36 км/ч, а с четырьмя пассажирами — снизится до 14 км/ч.
Гребной винт, близкий к оптимальному для «Казанки», на «Нептуне» становится тяжелым. Заменим его другим винтом, имеющим тот же диаметр, но шаг, уменьшенный до 240 мм. Скорость «Нептуна» (при той же мощности) возрастает до 41 и 36 км/ч соответственно только благодаря тому, что винт стал близким к оптимальному для данной лодки при данной нагрузке.
При расчете винта его шаг и диаметр вычисляют с учетом сопротивления воды движению данного судна при определенной осадке (нагрузке) и на заданной скорости хода судна, имея в виду определенное число оборотов и мощность устанавливаемого двигателя.
При обычно применяемых двигателях с числом оборотов 1500—5000 об/мин оптимальное шаговое отношение Н/ D составляет: для гоночных мотолодок и глиссеров 0,9—1,4; легких прогулочных катеров 0,8—1,2; водоизмещающих катеров 0,6—1,0 и очень тяжелых тихоходных катеров 0,55—0,80.
Следует иметь в виду, что эти значения справедливы, если гребной вал делает примерно 1000 об/мин на каждые 15 км/ч скорости лодки; при ином числе оборотов вращения вала необходимо применять редуктор.
Диаметр винта существенно влияет на загрузку двигателя. Например, при увеличении D всего на 5% приходится повышать мощность двигателя почти на 30%, чтобы получить то же число оборотов винта. Это следует учитывать, если требуется «облегчить» тяжелый винт: иногда бывает достаточно лишь немного подрезать концы его лопастей.
Что можно сделать, чтобы лодка пошла быстрее
Владимир Соколов | 13 августа 2018 г.
Конечно, не сразу, а попользовавшись комплектом. Поездив какое-то время на стоковом, т.е. магазинном комплекте, они начинают что-то улучшать на своем судне. Как правило, всё начинается с тюнинга самой лодки – приспособления под конкретные условия передвижения, условия рыбалки, чтобы добавить комфорта и при перемещении по воде, и когда судно находится на якоре. О многих из этих наработок я уже сообщал на страницах нашего журнала.
Рассмотрел, пожалуй, все аспекты подобного апгрейда, но пока не касался непосредственно корпусов лодок – моторов – винтов. Начну с лодок, ведь отдельным моделям может потребоваться некоторое вмешательство, правда, в этот раз обойдемся без применения ножниц и клея.
Дело в том, что не все производители и по сегодняшний день уделяют должное внимание обводам своих лодок. Речь сейчас пойдет о лодках с жестким пайолом, которые чаще могут потребовать вмешательства, и это вмешательство обычно не столь радикально по сравнению с лодками, оснащенными НДНД (надувное днище низкого давления).
Проверка расположения кильсона
Первым объектом нашего придирчивого осмотра будет надувной кильсон и его монтаж на днищевом полотне. Если производителем вклеен кильсон не по размеру длины днища – более короткий или, наоборот, длинный – перед транцем может образоваться или провал, или горб (а на фото 1 – и то, и другое). При этом на фото представлен не самый яркий пример, иногда бывает и значительно серьезнее. Дефектом это назвать язык не поворачивается, потому как плаванию не особо мешает и на управляемость с безопасностью если и влияет, то несильно.
Но если лодка эксплуатируется напряженно, то более низкая скорость приведет к большему расходу топлива, что при современных ценах на бензин уже может быть ощутимо для семейного бюджета. Если с подобным дефектом нет возможности обратиться непосредственно к производителю (тем более что некоторые из них оправдывают укороченный кильсон необходимостью легкого доступа к сливному клапану, расположенному, как правило, в самой низкой точке на днище – фото 2), то вопрос можно решить собственными силами и своими руками.
На тех лодках, с которыми мне пришлось иметь дело, я устанавливал кусок серой трубы для производства санитарно- технических работ, подойдет и белая пластиковая труба для воздуховодов. На фото 3 она обозначена как «формирующий цилиндр» и выделена красным. Только перед походом в магазин нужно точно промерить расстояние от нижней поверхности пайола до днища, но уже с учетом того, как оно должно стоять в идеале.
Подобная конструкция проста в изготовлении. Она не мешает транспортировке и сворачиванию лодки и инсталлируется в лодку перед установкой двух кормовых секций пайола. Но помогает она лишь в том случае, если днище натянуто достаточно хорошо и подобная впадина наблюдается только в области киля.
В этой связи не могу не упомянуть компанию «Посейдон», которая в одной из своих моделей «Викинг ПРО» для придания необходимой килеватости ставит подобную конструкцию кильсона уже, что называется, в стоке (фото 4), лишь смещая сливное устройство чуть в сторону (фото 5), чтобы кильсон новый конструкции его не перекрывал.
Если для этих целей использовать вспененный ПВХ, имеющий заметно меньшую твердость, имеет смысл на вставке по передней и боковым кромкам снять фаску, чтобы на внешней поверхности днища не было от неё заметных выступов. Вставка перевозится отдельно и устанавливается на свое место только на заключительном этапе сборки лодки перед установкой пайольного покрытия в кормовой части.
Замечу, что в отдельных случаях использование вставки может быть совмещено с установкой цилиндра для упора на кильсон.
Подбор винта
Иногда приходится слышать от коллег, что вроде бы и хорошая, грамотно склеенная лодка разгоняется лишь слегка за тридцать, и никакими манипуляциями с подвеской мотора или перемещениями экипажа и груза в кокпите ничего изменить не получается. У некоторых возникает даже ощущение, что винт просто прокручивается на втулке, что в подавляющем большинстве случаев не имеет места.
В чем же дело? А дело, если лодка уже доведена, как это описывалось чуть выше, скорее всего в винте. И как это ни печально констатировать, подобные винты с нарушенной геометрией, встречаются на моторах «из магазина». Довольно давно, столкнувшись с проблемой недостаточной скорости на комплекте друга, мы перепробовали, казалось бы, все варианты, но на стоковый-то винт и грешить не могли. Однако решили всё же проверить винт на шаговой горке.
Через несколько дней мы уже ставили винт на место. И лодка после этого тюнинга винта побежала почти на 12 км/ч быстрее. Что, думаю, стоило всех наших хлопот. Винт стал работать именно в том режиме, к которому и был предназначен.
За несколько прошедших лет мне довелось увидеть различные по качеству изготовления винты. Были среди них и просто идеальные, но попадались и весьма странные, которые и ехать-то не должны были. Расхождение от заявленных параметров порой составляло больше 4 дюймов. Это явный перебор! Не буду возлагать ответственность ни на производителей, ни на продавцов, но скажу лишь одно: винт лучше проверить на шаговой горке, если есть хоть малейшие сомнения в скорости хода уже доведенной до ума лодки.
Подбор винта обычно начинается с проверки геометрии и качества изготовления винта. И лишь после этого переходят на воду для замеров скорости и максимально развиваемых мотором оборотов с этим винтом. Я обычно использую такой алгоритм для этого процесса.
К сожалению, у нас как-то не прижились винты с дробными значениями шага, хотя такие значения диаметра встречаются за рубежом довольно часто. Но поставив винт большего шага, не стоит ожидать приращения скорости, особенно на груженом корпусе. На «легком» же, скорее всего, прибавка появится, хотя это зависит от многих значений и при условии, что есть доступная возможность в условиях мастерской изменять и шаг винта, и его диаметр, и дисковое отношение, и форму лопастей. Сейчас же мы говорим о том, как можно оттюнинговать без существенной переделки.
Практика использования различных винтов показывает, что заменяя аналогичные по форме винты с разным значением шага, можем добавить или убрать максимальные обороты. Расчет ориентировочно такой: каждый прибавленный дюйм «убирает» в среднем от 200 до 350 об/мин.
Правда, повторюсь, замена винта далеко не всегда приводит к росту скорости. Но установив новый винт и выбрав режим экономичного хода, можно весьма прилично сэкономить на горючем. Не далее как в прошлом году на катере знакомого на 4-тактном моторе Yamaha 60 изначально стоял винт с шагом 13 дюймов. С ним катер налегке разгонялся до 55 км/ч, при этом мотор крутил максимум 5200 об/мин, т.е. винт был «тяжелый» для этого корпуса.
Когда же на борт поднимался экипаж с рыболовным оснащением, скорость заметно снижалась и обороты мотора выше 4800 не поднимались. После замены винта на 11-дюймовый катер налегке достигал тех же 55 км/ч, но уже на 5900 об/мин.