14+

Вы когда-нибудь замечали, что гребные винты подводных лодок выглядят иначе, чем винты надводных кораблей и судов? Различие в основном заключается не только в их ярко выраженной саблевидной форме лопастей, а и в их количестве. У субмарин гребные винты имеют обычно семь лопастей, в то время как у надводных судов гребные винты оснащены четырьмя или пятью лопастями, реже шестью.

Причём наличие семи лопастей на винтах подводных лодок никак не зависит от количества самих гребных движителей. Так например если винтов два, то каждый из них всё рано оснащается именно семью лопастями. Как же так вышло, что именно такое количество лопастей стало оптимальным для субмарин?

Чтобы ответить на этот вопрос, было бы неплохо углубиться в историю развития гребных винтов субмарин. И как удалось выяснить, первые подводные лодки были оснащены обычными гребными винтами. Эти винты имели 4 — 5 лопастей, хорошо себя зарекомендовали, имели относительно низкую кавитацию и хороший КПД. Однако у таких «классических» винтов был один существенный недостаток — они были очень шумными.

Ну а поскольку малошумность подводной лодки — это её главное тактическое преимущество, то подводники постепенно начали формулировать задачу для инженеров, чтобы те наконец уже начали разрабатывать малошумные винты. А поскольку в середине XX века инструменты компьютерного моделирования не были развиты так, как сейчас, им приходилось прибегать к макетному моделированию.

Основным источником шума создаваемым гребным винтом является кавитация, возникающая в результате его быстрого вращения. Следовательно нужно уменьшить обороты, но тогда, соответственно, упадет и тяга винта. Компенсировать это можно либо увеличением площади лопастей либо их количеством. Первый путь тупиковый, так как площадь классических лопастей и так является максимальной, если попытаться их увеличить то они начнут затенять друг друга и тяга упадет.

Но и второй путь не такой радужный как кажется на первый взгляд, слишком часто расположенные узкие лопасти создают взаимную интерференцию(упрощенно говоря, это когда каждая следующая лопасть попадает в возмущенный/турбулентный/ поток от предыдущей), что ведет не только к снижению тяги и КПД, но и к вибрации, а вибрация это еще один шум. Но методом проб и ошибок учёные и конструкторы все же пришли к выводу, что многолопастные винты более перспективны, и при правильном их расчете можно добиться значительного снижения шумности при умеренном падении КПД.

Таким образом было решено искать так называемую золотую середину — компромисс между тягой винта и его КПД, а также между его малошумностью. Было решено остановиться на семилопастном варианте, т.к. именно семь лопастей обеспечивали с одной стороны применимую тягу и КПД, а с другой стороны достигалась оптимальная малошумность.

Если же взглянуть на гребные винты обычных надводных судов, то с малошумностью здесь вообще не сталкивались, потому что владельца коммерческого судна интересует только КПД винта и низкий его износ. Да и кильватерный след можно чуть ли не из космоса увидеть, так что нет смысла шифроваться. Именно поэтому лопастей на винте четыре штуки.

Также часто можно встретить и суда с пятилопастными винтами, т.к. такое число лопастей тоже обладает и низкой кавитацией, и высоким КПД. Бывают ещё и шестилопастные гребные винты надводных судов, но они встречаются реже. А вот что касается семи лопастей, то такие винты на надводных судах вообще не используются из-за низкой тяги и КПД.

Возвращаясь к винтам субмарин, нужно отметить, что были попытки внедрить и восьмилопастные гребные винты, но дальше экспериментов дело не пошло. И связано это с тем, что с одной стороны такой вот винт становился менее шумным незначительно, но вот его тяга и КПД снижались значительно. Именно поэтому от восьми лопастей отказались.

Источник:https://zen.yandex.ru/pkush

14+

от admin