История, Как Возникло Древнерусское Государство, История рода Рюриковичей, Старинные Печати, Государственный Герб России: от первых Печатей до наших Дней, Символы и Святыни России в Картинках, Преподобный Феодосий Кавказский, Русские Святые, Как Появились Награды в России, Портреты Российских Царей, Генералов, Изображения Наград, Русские Народные Игры, Русские Хороводы, Русские народные Поговорки, Пословицы, Присловья, История Древней Греции, Чудеса Света, История Развития Флота, Автомобили Внедорожники, Отдых в Волгограде

Меню Сайта

Главная

Как Возникло Древнерусское Государство

Русские князья период от 1303 до 1612 года

Династия Романовых

История России с конца XVIII до начала XX века

История и мистика при Ленине и Сталине

История КГБ от Ленина до Горбачева

История Масонства

Казни

Государственный Герб России: от первых Печатей до наших Дней

Символы и Святыни Русской Православной Церкви

Символы и Святыни России в Картинках

Портреты Российских Царей, Генералов, Изображения Наград

Награды Российской Империи

Русские Народные Игры

Хороводы

Русские народные Поговорки, Пословицы, Присловья

История Древней Греции

Преподобный Феодосий Кавказский

Русские Святые

Алгоритмы геополитики и стратегии тайных войн мировой закулисы

Чудеса Света

Катастрофы

Реактивные самолеты и ракеты Третьего рейха

История Великой Отечественной Войны, Сражения, Нападения, Операции, Оборона

История формирования, подготовка, и выдающиеся операции спецподразделений (спецназа)

История побед летчика Гельмута Липфера

История войны рассказанная немецким пехотинцем Бенно Цизером

Мифы индейцев Южной Америки

История Развития Флота

История развития Самых Больших Кораблей

Постройка моделей Кораблей и Судов

История развития Самых Быстрых Кораблей

Автомобили Внедорожники

Вездеходы Снегоходы

Танки

Подводные Лодки

Туристам информация о Странах

Отдых в Волгограде

Первые попытки применить гребной винт

Если скорость первых пароходов не превышала 4—6 уз, то уже через 15—20 лет они могли развивать скорость порядка 12 уз. Закат парусного флота был предрешен, чему способствовало появление движителя принципиально нового типа.

Первые попытки применить гребной винт имели место в XVIII в. Однако, как утверждают историки, в новый движитель поверили лишь в 1836 г., когда им оснастил свой бот англичанин Фрэнсис П. Смит. Изобретателю помог «его величество случай»; рассказ об этом некоторые исследователи относят к области исторических анекдотов.

Винт Смита с двумя витками спирали был изготовлен из дерева. Однажды при очередном испытании бота в канале судно содрогнулось и... прибавило скорости. Оказалось, что при ударе о затонувший предмет винт потерял половину спирали. В дальнейшем Смит изготовлял винты с одновитковой спиралью.

Винт Смита выдержал экзамен, когда бот прошел около 400миль со средней скоростью 8 уз. При этом часть рейса проходила в штормовых условиях, с которыми колесному пароходу трудно было бы справиться.

 

Рис. 5. Кормовая  оконечность «Принстона» с винтом Эриксона

Английское Адмиралтейство, оценив винт Смита, в том же 1836 г. поручило изобретателю построить крупное винтовое судно. Так. появился «Архимед» водоизмещением 237 т, который принято считать первым винтовым пароходом. На винт диаметром 2,1 м работали две паровые машины мощностью по 45л. с. На испытаниях «Архимед» развил скорость 9, 8 уз.

Оригинальным было решение сравнить эффективность колесного и винтового движителей. «Архимед» соединили тросами, корма к корме, с колесным пароходом «Вильям Гунстон». Машины дали ход, и «Вильям Гунстон»... потащил за собой первенца винтового судостроения. Однако спешить с выводами было рано.

Значительным событием в истории развития корабельных движителей явилось изобретение шведом Ионом Эриксоном- в 1836 г. гребного винта, в котором был использован принцип лопастных колес. В отличие от обычных колес, ось вращения которых располагалась поперек судна, колеса Эриксона имели ось вращения, проходящую вдоль судна, и создавали осевой поток отбрасываемых масс воды. Движитель состоял из двух колес, расположенных друг за другом и вращавшихся в противоположные стороны. В дальнейшем Эриксон упростил движитель, ограничившись одним колесом.

 

Рис. 6. Испытания на перетягивание «Раттлера» и «Алекто»

В 1839г. Эриксон отправился в США и построил там первый американский пароходофрегат «Принстон» водоизмещением 700 т с винтом собственной конструкции (рис. 5). На испытаниях корабль развил 14 уз — скорость по тем временам небывалую.

При перетягивании по описанному выше способу «Принстон» отбуксировал колесный пароход «Грейт Вестерн».

У гребного винта не было недостатка в противниках. Они не желали признать результаты, достигнутые «Принстоном», ссылаясь на то, что водоизмещение сравниваемых судов, их обводы и мощность машин были неодинаковы. Окончательно, однако, точки над «и» были поставлены, когда английское Адмиралтейство организовало сравнительные испытания двух специально построенных в 1843г. одинаковых пароходофрегатов водоизмещением 894т с паровой машиной мощностью 200л. с. — винтового «Раттлер» и колесного «Алекто».

Сначала оба корабля были испытаны под парусами и показали практически одинаковую скорость, что служило подтверждением их геометрического подобия. Затем фрегаты подверглись испытанию перетягиванием. После того как машины развили полную мощность, «Раттлер» начал буксировать «Алекто» со скоростью более 2 уз (рис. 6). Этим испытания не ограничивались. Корабли были проверены на различных режимах, результаты которых сведены в табл. 1. Скептики были посрамлены; «выяснение отношений» между колесными и винтовым движителями закончилось.

Таблица 1 Скорость сравниваемых кораблей на режимах

Название корабля

Скорость, уз, на режиме

под машиной

под машиной

и парусами

под машиной против ветра

«Раттлер»

9,2

11,9

7,5

«Алекто»

8,8

11,2

7,0

Гребной винт получил признание благодаря преимуществам, главные из которых —простота конструкции, небольшие размеры и относительно высокий КПД. По мере совершенствования винт приобрел стабильную форму, с небольшими отклонениями сохраняющуюся и поныне.

 

Рис. 7. Схема создания упора при работе гребного винта

Гребной винт состоит из ступицы с расположенными на ней лопастями (рис. 7). В основе работы гребного винта лежит гидродинамическая сила, создаваемая разностью давлений на сторонах лопастей. Любое концентричное сечение лопасти представляет собой элемент несущего крыла. Поэтому при вращении винта на каждом элементе лопасти возникают такие же силы, как на крыле.

Поток, обтекающий выпуклую сторону лопасти (засасывающая сторона), слегка поджимается и вследствие этого движение его ускоряется. Поток, обтекающий плоскую (иногда слегка вогнутую) сторону лопасти (нагнетающая сторона), встречая на своем пути препятствие, подтормаживается и несколько замедляет скорость. В соответствии с законом Бернулли, на засасывающей стороне лопасти давление потока падает и возникает зона разрежения. В то же время на нагнетающей стороне лопасти, напротив, давление возрастает и возникает зона

давления. Вследствие разности давлений на стороны лопасти образуется гидродинамическая сила. Теорией и экспериментальными исследованиями установлено, что основная часть гидродинамической силы — 70—75% — создается за счет разрежения на засасывающей стороне лопастей винта и только 30—25% — за счет давления на нагнетающей стороне лопастей.

 

Рис. 8. Винтообразно закрученная струя, отбрасываемая гребным винтом

Проекция гидродинамической силы на ось винта представляет собой упор винта. Эта сила воспринимается лопастями, которые через ступицу и гребной вал передают ее кораблю.

Поскольку лопасти имеют винтообразную поверхность, при вращении винта вода не только отбрасывается назад, но и закручивается в сторону вращения лопастей (рис. 8). Между тем задача движителя — только отбрасывать воду, не вращая ее, создавая реактивный импульс — силу тяги. На закручивание потока и на преодоление сопротивления вращения винта в воде затрачивается значительная доля мощности, подводимой к нему от двигателя.

Поэтому коэффициент полезного действия винта, равный отношению мощности, затраченной на создание тяги винта (полезная мощность), ко всей мощности, затраченной на вращение винта, всегда будет меньше единицы.

КПД гребных винтов колеблется в диапазоне 0,5—0,7. Верхний предел считается очень высоким и достижим на малооборотных винтах большого диаметра. Для быстроходных винтов небольшого диаметра КПД редко превышает 0,5—0,95. Но это в наши дни; в рассматриваемый же период гребные винты подбирались обычно по прототипу или опытным путем и имели значительно меньший КПД.

Если на кораблях гребной винт сравнительно быстро получил признание, то в коммерческом флоте его распространение задержалось. Колесные пароходы зачастую не уступали в скорости винтовым, а построенная в Англии в 1866 г. по заказу турецкого султана Абдула-Азиса, питавшего пристрастие к быстроходным судам, яхта «Махарусса» водоизмещением 3185 т с паровой машиной мощностью 6400 л. с. и бортовыми колесами диаметром 8,5 м на тот период являлась самым быстроходным паровым судном и развивала на полном ходу 18,5 уз.

На трансатлантических линиях вплоть до 1875г. все еще плавали колесные пароходы. Последним из них была «Скотина» — обладательница «Голубой ленты Атлантики» в 1862— 1867 гг.

История развития Самых Быстрых Кораблей