Тысячи судоводителей-любителей хотели бы иметь
четкую картину — конкретные цифры для
конкретных сочетаний “лодка—мотор—гребной
винт” при конкретной нагрузке и центровке.
Интересный материал для оценки до сих пор
распространенной у нас серийной техники дает
приводимая ниже статья известного киевского
автора — Вадима Константиновича Елисеева. Было
время, когда наш прогулочно-туристский флот
единообразием и железной стройностью своих
рядов мог угодить взыскательному вкусу самого
строгого военачальника: “казанка-дюралька” с
10-сильной “Москвой” — вот и весь выбор! С тех пор
одних только металлических серийных мотолодок
(далее — МЛ) в “Катерах и яхтах” описано более
двух десятков. Да, как минимум, четыре семейства
подвесных моторов — из тех, “кому за двадцать”:
“Привет-22”, “Нептун-23”, “Вихрь-М”, “Вихрь-30”.
Почему семейства? А потому, что даже один и тот же
подвесной мотор (далее — ПМ) с измененными
параметрами установленного на него гребного
винта (далее — ГВ) превращается, по сути, уже в
другую механическую установку, обладая иными
тяговыми характеристиками. Для потребителя это
значит, что даже при той же загрузке той же МЛ
скорость хода и путевой расход топлива уже будут
иными.
Во времена засилия юрких “казанок”
главным достоинством МЛ была мощность
установленного на ней ПМ и скорость. Проблемы
экономичности мало кого волновали — по
доступности бензин стоял в одном ряду с
газировкой! Но вот бензин вздорожал, и в
лексиконе водномоторника “путевой расход
топлива” уверенно занял доминирующее место,
став самым главным эксплуатационным
показателем.
Какова же реальная картина основных
эксплуатационных показателей — путевого
расхода топлива и скорости полного хода — для
флота серийных глиссирующих мотолодок?
Естественно, приводимые ниже усредненные цифры
будут полезны и владельцам любых самодельных
лодок, близких по размерениям и обводам.
У глиссирующей МЛ путевой расход зависит
только от параметров ее ПМ и для данной скорости
полного хода может быть найден по внешней
экономической характеристике мотора с
конкретным ГВ (“КиЯ” № 143). Иными словами,
скорость данной лодки однозначно предопределяет
и ее путевой расход. Сведения о скорости можно
почерпнуть из рекламно-справочных описаний МЛ.
Однако намного надежнее будут результаты
расчета по графикам буксировочного
сопротивления корпуса и тяговым характеристикам
моторов — хотя бы потому, что в этом случае
нагрузку лодки выражают точными цифрами —
килограммами водоизмещения, а не условным числом
пассажировместимости.
Подшивка “КиЯ” дает достаточно богатый
материал для таких расчетов. В № 57, 70 и 82
приведены кривые буксировочного сопротивления
“Прогресса-2”, “Казанки-5” и “Воронежа”. Кроме
того, у автора имеются аналогичные данные по
корпусам МЛ “Крым”, “Днепр”, “МКМ”,
“Серебрянка” и “Юг-2500”, полученные в опытовом
бассейне ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова. Это два
десятка кривых для разного водоизмещения и
центровки мотолодок. А в “КиЯ” № 46, 53 и 68
опубликованы результаты гидродинамических
испытаний ПМ “Вихрь-М”, “Нептун-23” и
“Привет-22” с комплектами гребных винтов. В целом
это дает нам более полутора десятков тяговых и
внешних экономических характеристик для разных
сочетаний “мотор—гребной винт”. Аналогичные
характеристики рассчитаны автором для мотора
“Вихрь-30” со штатным окрашенным винтом (“КиЯ”
№ 143).
Всего, таким образом, набирается около
трех сотен различных сочетаний
“корпус—винт—мотор”, что позволяет получить
достаточно объемное представление о
рассматриваемых эксплуатационных показателях
нашего флота. Естественно, нет смысла приводить
все без исключения данные — существеннее
выявить те или иные закономерности. Наконец,
каждого владельца МЛ интересуют вопросы: какой
ГВ его мотора обеспечит наибольшую экономию
топлива? Что в этом плане дает полировка лопастей
винта? И всегда ли при подборе ГВ наибольшая
скорость служит залогом наивысшей
экономичности? Ответы на подобные вопросы дают
приведенные ниже таблицы и графики.
Указанные в табл. 1 предельные скорости
глиссирующих мотолодок для разных сочетаний
“мотор—винт” соответствуют максимально
допустимой частоте вращения коленчатого вала,
равной 5000 об/мин. Для мотора “Вихрь-30” с винтом №
2 эта скорость, по оценке автора, равна 46.0 км/ч.
В табл. 2 приведены скорости полного хода
мотолодок определенного водоизмещения с
конкретными моторами и винтами. Прочерк в графе
скорости означает, что с данной нагрузкой лодка
не выходит на глиссирование (не преодолевается
“горб” кривой буксировочного сопротивления). В
скобках — величины скорости, которые выше
предельно допустимой для данного ГВ и ПМ.
Центровка характеризуется расстоянием от центра
тяжести до транца, выраженного в долях
наибольшей длины МЛ.
Путевые расходы, графически изображенные
на рис. 1-2, соответствуют величинам скорости
полного хода для МЛ с параметрами, указанными в
табл. 2. Графики зависимости путевого расхода от
водоизмещения для МЛ “Сарепта” построены на
основании данных заводских испытаний (см. “КиЯ”
№ 82).
Что же показывают приведенные данные?
Самая общая закономерность очевидна: с
ростом водоизмещения путь, пройденный на 1 л
топлива, уменьшается, т. е. экономичность
ухудшается. Правда, для судов с разными моторами
по-разному. Мотор с грузовым ГВ реагирует на
увеличение нагрузки меньше, чем со скоростным —
как видно на примерах “Вихря-М” с ГВ № 2 и 5 и
“Привета-22” с ГВ № 10 и 13 (рис. 2). (У “Нептуна-23” с
грузовым ГВ № 8 все скорости полного хода выше
предельно допустимой). Различаются в этом смысле
и разные моторы со своими скоростными винтами.
Если, например, у МЛ под “Нептуном-23” с ГВ № 3 при
изменении водоизмещения от 300 до 700 кг
экономичность ухудшается в среднем на 15%, то под
“Вихрем-М” (ГВ № 2) — вдвое больше, а под
“Приветом-22” (ГВ № 10) – даже втрое больше. Мотор
“Вихрь-30” с ГВ № 2 в этом смысле близок к
“Нептуну-23” — с увеличением водоизмещения его
экономичность ухудшается примерно на 20%.
Максимальный разброс величин путевого
расхода составляет от 2.0 до 4.4 км/л (рис. 1).
Абсолютным рекордсменом по экономичности
оказались МЛ под “Нептуном-23” со штатными
полированными “вихревскими” винтами (ГВ № 3).
Для них величина пути, пройденного на 1 л топлива,
составляет 3.8-4.4 км/л. Для сравнения: МЛ с
“Вихрем-30” (штатный окрашенный ГВ № 2) эта
величина меньше на 1.5 км/л; в то время как у
“Нептуна-23” его основной штатный ГВ № 6 снижает
этот путь всего на 0.5 км/л. Естественно, во всех
этих случаях у МЛ с одним и тем же корпусом будут
различны и скорости хода (см. табл. 2).
Кстати о скорости. Из приведенных данных
следует, что при подборе ГВ более высокая
скорость не всегда является признаком более
экономичного хода лодки. Например, у сильно
загруженных МЛ под “Вихрем-М” с грузовым ГВ № 5
скорость хода существенно выше, чем со
скоростным ГВ № 2 (см. табл. 2), но экономичность
при этом, как правило, ниже (см. рис. 2).
Справедливости ради отметим, что выигрыш в
скорости несравненно больше, чем проигрыш в
экономичности. Например, у мотолодок “Днепр”,
“Воронеж” и “МКМ” при большой загрузке (см.
табл. 2) выигрыш в скорости равен в среднем 25%, а
экономичность ухудшается примерно на 3-4%.
Скорость и экономичность оказываются
взаимосвязанными и при оценке влияния центровки
лодки. На рис. 1 показана роль центровки для
“Крыма” и “Днепра” с ПМ “Нептун-23” (ГВ № 3) и
“Вихрем-30” (ГВ № 2). У “Крыма” с водоизмещением
580 кг при переходе к более передней центровке ( Xg =
0.38) и скорость, и экономичность ухудшаются
примерно в равной степени для обоих ПМ: скорость
примерно на 6%, экономичность — на 3-4%. Такого же
порядка влияние передней центровки (Xg = 0.40) на МЛ
“Днепр” с водоизмещением 400 кг под теми же
моторами: скорость снижается на 6-7%,
экономичность — на 4-5%. Но при водоизмещении
“Днепра” 650 кг влияние изменения центровки
становится намного сильнее: под “Вихрем-30”
скорость падает примерно на 12%, а экономичность —
на 9%. Еще чувствительнее к передней центровке
“Днепр” такого водоизмещения под ПМ
“Нептун-23”: скорость падает уже на 22%, а
экономичность — даже на 26%! (Более сильное
влияние центровки на эксплуатационные
показатели “Днепра” объясняется, по-видимому,
большей килеватостью его корпуса.) В общем, можно
сделать вывод, что изменение центровки весьма
ощутимо влияет и на экономичность, и на скорость
— на последнюю несколько сильнее. Советую
обратить на этот вывод внимание всем владельцам
МЛ, близких к “Днепру” размерений и обводов.
Рис. 2 и табл. 2 иллюстрируют роль полировки
штатного ГВ “Вихря-М”. Степень влияния
полировки винта также зависит от нагрузки. При
водоизмещении порядка 400 кг приращение и
скорости, и экономичности составляет около 5%, а
при водоизмещении порядка 600 кг — втрое больше
(скорости — 17%, экономичности — 13%). Любопытно, что
абсолютное приращение пути, пройденного на 1 л
топлива, не зависит от водоизмещения, в то время
как абсолютное приращение скорости при большой
загрузке судов почти втрое больше, чем при малой
— соответственно 4.0 и 1.5 км/ч. Иными словами,
полировка винта особенно эффективна при большой
загрузке МЛ.
В заключение — несколько слов о
сравнительной оценке потребительских качеств
“Нептуна-23”, “Вихря-М” и “Вихря-30”. Как видно
из табл. 2, последний обеспечивает наиболее
высокие скорости хода. Но насколько и какой
ценой?
Вначале сравним между собой оба “Вихря” с одним
и тем же штатным “окрашенным” ГВ № 2. При
относительно малой нагрузке МЛ (водоизмещение
300-450 кг) “Вихрь-30” имеет преимущество в скорости
в среднем на 21%, но существенно уступает
“Вихрю-М” по экономичности — путь на 1 л топлива
оказывается ниже на 18%. Для более загруженных МЛ
(водоизмещение 500-650 кг) более эффективен
“Вихрь-30”: преимущество в скорости возрастает в
среднем до 45%, а экономичность хуже всего на 5%.
Иными словами, более мощный “Вихрь”
целесообразно использовать при относительно
большой загрузке глиссирующих МЛ.
Любопытны результаты сравнения
“Вихря-М” и “Нептуна-23”. Еще в “КиЯ” № 53 было
установлено заметное преимущество “Нептуна-23”
по гидродинамическим параметрам — эффективному
упору и пропульсивному КПД. А вот как выглядит
это преимущество на уровне потребительских
качеств.
С одним и тем же штатным полированным ГВ
от “Вихря” (№ 3) “Нептун-23” намного выгоднее
“Вихря-М”, особенно при большой загрузке МЛ: при
водоизмещении 500-650 кг выигрыш в скорости
“Нептуна-23” составляет в среднем 14%, а в
экономичности — 36%! В диапазоне водоизмещений от
300 до 450 кг эти цифры несколько скромнее: 8 и 23%
соответственно. Заметим попутно, что основной
штатный ГВ “Нептуна-23” (№ 6) и по скорости, и по
экономичности оказался менее эффективным, чем
винт № 3.
Наконец, весьма любопытно сравнить два
мотора-рекордсмена с их скоростными ГВ:
“Вихрь-30” с винтом № 2 и “Нептун-23” с винтом № 3.
У первого — все рекорды скорости, у второго —
экономичности (см.рис.1 и табл.2). Здесь, независимо
от водоизмещения, выигрыш в скорости у МЛ с
“Вихрем-30” составляет в среднем 6-7%. Зато у
“Нептуна-23” поразительна величина выигрыша в
экономичности: от 58% при водоизмещении 300-450 кг до
62% при 500-650 кг! Как говорится, комментарии излишни!
Подведем краткие итоги:
1. Путь, пройденный на 1 л топлива, для
флота наших МЛ ориентировочно оценивается
величиной от 2.5 до 4.0 км/л.
2. Наивысшая экономичность достигается
под “Нептуном-23” с полированным винтом от
“Вихря” (3.8-4.4 км/л). Это примерно на 60% выше, чем у
“Вихря-30” с окрашенным винтом — несмотря на то,
что у последнего скорости выше на 6-7%.
3. “Вихрь-М” и по скорости, и по
экономичности уступает менее мощному
“Нептуну-23”. Если у обоих моторов один и тот же
штатный полированный винт “Вихря”, то при
большой загрузке МЛ с “Нептуном-23” выигрывают в
скорости примерно на 15%, а в экономичности — даже
вдвое больше.
4. Естественно, что с увеличением
нагрузки экономичность мотолодок ухудшается, но
для разных моторов в различной степени: менее
всего (на 15-20%) у МЛ под “Нептуном-23”
(полированный “вихревский” винт) и “Вихрем-30”.
Влияние нагрузки на экономичность меньше
сказывается у моторов с грузовыми винтами.
5. Правильная центровка МЛ —
существенный резерв повышения экономичности и
скорости, особенно при большой загрузке и
увеличенной килеватости корпуса.
6. Полировка ГВ ощутимо повышает и
скорость, и экономичность — чем больше
водоизмещение МЛ, тем сильнее.
7. Переход к грузовому винту у сильно
загруженных МЛ существенно повышает их скорость,
но экономичность может при этом несколько
ухудшаться.
В.Елисеев, канд.техн.наук
|
В библиотеку