Когда моторная лодка мчится по водной глади, словно рассекая не только пространство, но и само время, оставляя позади вспененные пространства воды, согласитесь, это бесценное зрелище. Если со стороны полет моторки на воде выглядит сногсшибательно, представьте, каковы ощущения пилота?
Преимущество двигателя для скоростного движения неоспоримо. А если скольжение по воде должно исповедовать еще и принцип безопасности, то вместо устаревшей лопастной конструкции лучшим будет водомет.
Водометные лодочные моторы: описание
Водометные установки в качестве основы движения лодок — идея не так уж и нова. Первыми ее начали использовать в Новой Зеландии в конце пятидесятых годов прошлого столетия. Нужен был безопасный и в то же время надежный принцип передвижения водных транспортных средств по мелководью и в местах труднодоступных.
Но долгое время использование подобных установок имело далекий от коммерческого характер из-за дороговизны и слабо выраженного коэффициента полезного действия в сравнении с лопастным ходом. Конец девяностых годов положил этому край и водомет стал вровень с традиционным лодочным движителем.
Этому позволило случиться ряд факторов:
- Безопасность передвижения на воде — не единственный критерий водометного двигателя. Движущая сила винта, который делает до 1000 оборотов в минуту, становится угрозой на воде как для людей, так и для судов, находящихся вблизи. Именно в операциях спасения человеческих жизней водомет стал своего рода панацеей.
- Управляемость отменная от классики. Инерция хода гаситься практически мгновенно, достаточно лишь простого разворота водомета на 180 градусов. С гребным винтом подобный фокус чрезвычайно опасен нагрузкой на привод.
- Универсальность передвижения по мелководью, болотистым протокам и даже по водоемам с каменным дном подобного движителя дает неоспоримое преимущество перед винтовой моделью.
Принцип работы и технические характеристики
Ключевыми элементами водомета служат подобие винтовой части и обычный двигатель внутреннего сгорания. Судно движется посредством реактивной тяги, создающейся высокоскоростным выталкиванием водной струи частью конструкции, называемой водоотводом.
Вода заглатывается водозаборником, расположенным в передней части водного средства передвижения. Чтобы препятствовать проникновению водного мусора и растительности, в составе водозаборника включена сетка фильтр.
Винтообразный модуль (импеллер) толкает воду в зауженную часть, придавая ей дополнительное ускорение. Вода попадает на лопатки выпрямляющего агрегата, которые своим сопротивлением гасят ее колебания перед попаданием в сопло (водоотвод).
Водоотвод же сочетает в себе:
- Переднюю часть, с помощью которой осуществляется перемещение воды к винту, называемую водозаборный элемент.
- Выпрямляющая основа, призванная гасить колебания водных масс.
- Сопло.
- Реверсивный тип руля. Именно такая модель дает возможность максимально быстро, почти мгновенно, менять направление хода.
- Выходная труба, сквозь которую массы воды исторгаются в наружное пространство.
Винтовые модули (импеллеры) также имеют ряд моделей:
- Осевая модель, которая из-за низкого коэффициента полезного действия работает на малых оборотах;
- Шнековая разновидность винта с повышенным КПД. Технология относительно новая, позволяющая мотору достичь высоких оборотов;
- Диагональный вид, рассчитанный на средние обороты работы мотора.
Достоинства и недостатки
Характеризуя плюсы и минусы устройства водометов, стоит акцентировать внимание на том, рассматриваются лишь установки для плавсредств малогабаритных, имеющих предназначение использоваться во внутренних водоемах.
Основными достоинствами можно счесть:
- Скорость передвижения.
- Мягкость хода и почти полное отсутствие тряски при включении средних и высоких оборотов.
- Высокая проходимость. Беспрепятственное движение по мелководью и труднодоступных местах.
- Безопасность в сравнении с классическим винтом.
Надежность плавательных средств, оснащенных водометами, не вызывает сомнений: водяная растительность и находящийся в воде мусор, способный затруднить движение винта, водомету не помеха!
Несомненно, вышеперечисленные преимущества выглядят мощно, но к водометным устройствам имеется ряд претензий:
- Управляемость водомета тяжелее по сравнению с обычным винтом.
- Увеличение массы плавсредства придает и само устройство, которое потяжелее винтового двигателя. Водные массы, которые «прогоняются» через устройство, добавят лишних килограмм.
- Двигатель с гребным винтом выигрывает также и по цене, ведь водометы почти в 2 раза дороже.
Лучшие модели водометов, их цены
Поэтому прежде, чем приобрести в личное пользование данный агрегат, необходимо тщательно взвесить все нюансы. И если же чаша весов все таки склонилась в пользу водомета, стоит обратить взгляд на популярные торговые марки с репутацией и доверием.
YAMAHА
- Выпускает качественное оборудование с диапазоном мощностей от сорока лошадиных сил до 50.
- В их моторах присутствует весь перечень опций для удобного пользования, вплоть до дистанционного управления.
- Ценовой диапазон японца от 220000 рублей до 300000.
TOHATSU
- Родом из Тайваня.
- Выпускают более облегченные двухтактные двигатели с мощностью в пределах 25 л. с.
- Скорость набирают быстро.
- Стоимость моделей не более 50000 рублей.
СТАЛКЕР
- Можно отнести к сверхлегким движителям с весом до 5 кг без учета водной массы.
- Этот бюджетный мотор двигает водное средство не быстрее 9 км в час и обладает баком емкостью 0.9 литра.
- Его преимуществом является более доступная цена до 25000 рублей.
MERCURY
- Это «американец» с репутацией.
- По мощности он уступает ямаховским, но их конек — наиболее экономичный расход топлива без потери в скоростях.
- Выпускают варианты с мощностью до 20 лошадиных сил с ценовым потолком до 170000
КАЛЬМАР
- Преимущественно легкие по своему типу двигатели с максимумом мощности 3 л. с.
- Скорость в 15 км/час такие устройства держат легко и непринужденно.
- Несмотря на то, что эти моторы считаются одними из дешевых, до 55 тысяч рублей, в качестве и надежности они не теряют нисколько.
Как изготовить водомет своими руками?
Покупка нужного водометного двигателя для лодки рекомендуется после тщательного изучения тактико-технических характеристик. Собственно, приобрести его не составляет труда и тут возможны различные варианты: в авторизированных точках продаж или через интернет магазины.
Для тех, кто желает сильно сэкономить, есть смысл или купить бывший в использовании или же сделать данное чудо техники своими руками. Теоретической составляющей на подобную тему во всемирной сети вдоволь, но без минимума умения обращаться со слесарной инструментальной базой не обойтись.
Лучшим из материалов для того, чтобы изготовить собственную водометную базу, можно счесть лист из нержавейки, потому соединять некоторые детали придется методом электросварки.
Готовые параметры трубы водомета найти несложно. Изготовленное по чертежам изделие непременно нужно заварить, швы тщательно отшлифовать. После желательно испытать получившуюся самоделку.
Примечание! Навесную конструкцию водомета крепится на лодку таким образом, чтобы отверстие водозабора на 3-5 сантиметров ниже уровня просадки по килю. Недостаток высоты можно компенсировать наращиванием конструкции кронштейнами соединениями.
Отзывы рыбаков
Отзывы об использовании водометных двигателей преимущественно положительного характера. К примеру некоторые из них.
Чтобы решить, какой из лодочных моторов приобретать, необходимо спрогнозировать цели его использования. Водомет сослужит отличную службу на мелководных речушках, которые также склонны периодически зарастать.
Примечание! Такой мотор менее прихотлив в эксплуатации и не несет угрозы из-за отсутствия режущей кромки винта. Пусть стоимость его и повыше классического собрата, эффективность в работе отобьет вложенные в него средства.
Эту щуку поймал с помощью активатора клева. Раньше никогда таких не ловил, теперь же каждый раз привожу с рыбалки трофейные экземпляры! Настало время и вам гарантировать свой улов!!!
ПОДРОБНЕЕ >
Эту щуку поймал с помощью активатора клева. Раньше никогда таких не ловил, теперь же каждый раз привожу с рыбалки трофейные экземпляры! Настало время и вам гарантировать свой улов!!!
ПОДРОБНЕЕ >
Водомет или винт: что лучше, плюсы и минусы движителей, сравнение в эксплуатации
Водомет или винт — что лучше для лодки? Учитывая, что движители работают по принципам простейшей механики, вопрос будет возникать с регулярным постоянством, а споры о механических движках идти вечно.
И все же, попробуем разобраться, может ли водомет конкурировать с традиционными лодочными гребными винтами, в чем плюсы и минусы каждого движка.
Сравнение водометов и винтов
Как и в случае с другими технически сложными устройствами, однозначного ответа на вопрос, что лучше, водомет или винт, до сих пор нет. Тем не менее, оценить целесообразность использования конкретного типа движителя можно. При выборе следует учитывать множество факторов, принимая во внимание характеристики судна.
Также имеют значение предполагаемые условия эксплуатации, во многом зависящие от особенностей водоема.
Управляемость
Водометный мотор дает судну лучшую управляемость и маневренность.
Лодка может развернуться на гораздо меньшем диаметре, чем с традиционным винтом, почти мгновенно остановиться без вреда для мотора и даже двигаться бортом вперед.
Выбег плавсредства при экстренном торможении минимальный. Винтовой движитель в таких условиях легко выйдет из строя, поскольку подобные маневры создают огромную нагрузку на вал.
При наличии реверсивно-рулевого устройства высокая управляемость водомета сохраняется на минимальных скоростях движения.
Безопасность
Пожалуй, основное преимущество водомета. Система лопаток находится внутри судна и не создает опасности для находящихся рядом людей и животных. Именно этим объясняется использование водометного движителя на спасательных катерах, гидроциклах и буксировщиках воднолыжников.
Тем более, что существует множество водоемов, где использование плавсредств с винтами просто запрещено.
Долговечность и износостойкость
В долговечности и износостойкости водомет может проиграть гребному винту. Судно с водяным насосом легко проходит по мелководью и засоренным участкам акватории, даже преодолевает небольшие препятствия (мель, перекаты). Гребной винт в таких условиях просто разрушится.
Но, вопреки распространенному мнению, водомет легко засасывает всевозможный плавучий мусор и, если не срабатывает как блендер, то выходит из строя.
Такая неприятность может случиться в любой засоренной акватории. Чтобы избавиться от мусора, приходится разбирать насадку. Процедура это нелегкая и, в отличие от очистки винта, продолжительная. Если винт намотал мусор, достаточно включить заднюю скорость для очистки.
Поэтому нужно внимательно следить за состоянием водометного движителя, поскольку разрушение его деталей, особенно при эксплуатации судна в морской воде, представляет большую опасность.
Кстати, при эксплуатации на мелководье у водометов значительно повышается износ пары ротор-статор.
Универсальность
Насчет универсальности водометных лодочных моторов тоже можно поспорить. Да, они легко проходят по мелководью, выигрывают на засоренных, мелких, каменистых участках, но в нормальных условиях уступают винту. Поэтому при выборе — водомет или винт, нужно ориентироваться на характер водоема, где мотор будет эксплуатироваться.
Есть у водомета еще одно неприятное свойство — при редком использовании движитель легко обрастает. Стоит оставить его на пару летних недель без работы — мотор потеряет 10% своих скоростных данных.
Механизм можно покрыть изнутри специальной краской, но это ненадолго.
Вес
Водометы добавляют плавсредству немалую толику веса. Много весит не сам двигатель, а находящаяся в нем вода. Этот момент нужно учитывать при расчете ходкости судна. Винт намного легче.
Таблица плюсов и минусов движителей
Выбирая, что лучше, водомет или винт, нужно помнить, что у каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Остановимся на них подробнее.
| Вид движка | Плюсы | Минусы |
| Водомет | • Высокий КПД на больших скоростях. • Безопасность для людей и животных, находящихся поблизости. • Защищенность движущихся частей, что делает возможным применение на мелководье. • Меньшую, по сравнению с гребным винтом, шумность |
• Низкий КПД на малых скоростях. • Непропорциональное по отношению к частоте вращения импеллера, изменение скорости, затрудняющее управление судном. • Проблемы кавитации, возникающие чаще, нежели у гребных винтов. Одной из причин их возникновения становятся завихрения во всасывающем отверстии. • Высокая стоимость оборудования |
| Гребной винт | • Низкая стоимость. • Малое количество деталей. • Простота обслуживания. • Высокий КПД на малых скоростях |
• Чувствительность к повреждениям, получаемым при столкновении с твердыми предметами. • Опасность для окружающих. Вращающиеся лопасти способны нанести серьезные травмы. • Снижение КПД по мере увеличения скорости. |
Эти плюсы и минусы следует учитывать, размышляя над тем, что лучше подходит для вашего судна – винт или водомет.
[adv3]
Что для какого случая выбрать
Чем больше водоизмещение, тем меньше смысла в установке водометного движителя. Однако на реках и озерах, где эксплуатируются суда небольших размеров, использование подобного оборудования может оказаться оправданным.
Водомет хорошо зарекомендовал себя в качестве варианта оснащения лодок и катеров:
- Участвующих в спортивных соревнованиях и большую часть времени перемещающихся на высоких скоростях. Здесь ключевую роль играет экономия топлива;
- Используемых для буксировки воднолыжников, сопровождения находящихся в воде спортсменов, проведения спасательных операций. В таких условиях значение имеет относительная безопасность водометного движителя;
- Эксплуатируемых на водоемах малой глубины, где существует риск повреждения вращающихся частей при контакте с каменистым дном.
- Если вы еще не определились с тем, что лучше, водомет или винт, имейте в виду, что во всех перечисленных случаях имеет смысл сделать выбор в пользу водомета.
- Тем не менее, для любителей путешествий и отдыха на воде, передвигающихся на малых и средних скоростях, винтовой движитель предпочтительнее с экономической точки зрения, сокращая расходы на обслуживание и эксплуатацию техники.
Есть и еще один важный момент. При установке на судно двух и более моторов, работающих на разные валы, КПД винтов не так сильно снижается из-за взаимных влияний, как КПД водометов.
Проводимые специалистами исследования, целью которых было определить, что лучше, водомет или винт, наглядно доказали:
- При одинаковой частоте вращения вала и мощности двигателя малые катера и лодки, оборудованные водометными движителями, способны развивать такую же скорость, что и суда с гребным винтом;
- Малым высокооборотным насосом нельзя заменить низкооборотный гребной винт большого диаметра;
- На судах с резкими изгибами формы корпуса и малокилеватыми обводами воздух, попадающий в водозаборное отверстие насоса, становится причиной снижения тяги;
- Катера, оборудованные водометными движителями, очень хорошо управляются на высоких скоростях.
Но эти исследования далеки от завершения. Новые материалы и технологии, применяемые в судостроении, вносят свои коррективы. И значит окончательный ответ, что предпочтительнее, винт или водомет, мы можем не получить никогда. Придется ориентироваться на собственные предпочтения и особенности акватории.
Игорь Филиппов,
специально для Motoaria.ru
Водомет или подвесной мотор с винтом — SpyShip.ru — Всё про лодочные моторы, надувные лодки пвх, гребные винты и другие аксессуары
Водометы в качестве движителей лодок и моторов используются в мире уже давно, а точнее с 50 годов 20 века. Изначально это была новозеландская идея.
Островитянам необходим был безопасный лодочный мотор, который можно было бы использовать безопасно и надежно на мелководных реках для доставки в труднодоступные места разнообразных грузов. Но для более менее коммерческого и повсеместного применения водометов пришлось ждать около 50 лет.
Только лишь в 90-х годах водометы стали конкурировать с традиционными подвесными лодочными моторами как по цене так и по эффективности.
Сравнение водомета и подвесного винтового мотора
Безопасность
Очевидное достоинство заключается в отсутствии гребного винта. Это особенно актуально когда вокруг судна зачастую полно других судов или даже людей в воде. Для применения в спасательной техники это как нельзя актуально, т.к. спасательное судно должно быть как можно ближе к спасаемому человеку. И глушить водомет нет необходимости, т.к. он безопасен на любом расстоянии.
Управление
Водометный движитель дает отличную управляемость и маневренность судну. Вы сможете развернуть лодку или катер на гораздо меньшем диаметре чем с традиционным винтовым лодочным мотором.
Для аварийной остановки водомет достаточно просто развернуть на 180 градусов, чего нельзя делать на моторах с гребными винтами, т.к. такой разворот создаст слишком высокую нагрузку на приводной вал, что может привести к его выходу из строя.
Водомет же позволит практически мгновенно остановиться без риска сломать что либо и опасности переворота судна.
Универсальность
Лопасти винта повредить на водомете никак нельзя, потому что их там нет, есть только крыльчатка, которая расположена внутри. Так что вы можете спокойно передвигаться по мелководным горным рекам и озерам даже с каменным дном.
Производителями рекомендуется держать глубину в 100 мм от дна до нижней кромки мотора, чтобы было свободное пространство для движения воды. С таким типом движителя вы никогда не лишитесь моторной тяги в 100 км.
от цивилизации из-за поломки винта и вам не придется тащить лодку, мотор и весь свой скарб на себе.
Технические особенности
На водометных моторах применяется вместо редуктора специальный блок. На моторах Mercury он называется JetPump. Вода засасывается через всасывающее отверстие под давлением, которое создается радиальной крыльчаткой. Далее вода направляется к тороидной камере с уменьшенным сечением, которая увеличивает скорость и давление струи и в итоге выбрасывает воду из выпускного сопла, толкая тем самым мотор и лодку. Через это же сопло в воздух выбрасываются выхлопные, отработанные газы из двигателя.
При установке мотора на судно нужно особое внимание обратить на то, что плоскость днища должна совпадать с кромкой горловины всасывающего отверстия водомета. Если же мотор установить чуть выше, то заниженное днище будет срывать водный поток и мешать нормальному всасыванию воды. В идеале нужно перед самым транцем ставить треугольное крыло для идеального водного потока.
Для установки водометных моторов нет никаких противопоказания, касающихся длины или типа судна.
Выводы. Что лучше выбрать
Необходимость приобретения того или иного мотора сводится к анализу улучшения или ухудшения качества жизни при его использовании. Смотрите и анализируйте все плюсы и минусы и обратите внимание на то, что для вас важнее в той или иной характеристике.
Что касается мощности, то все производители измеряют мощность своих моторов в точке приложения силы. И для достижения аналогичной скорости с винтовым мотором водомету требуется более мощный двигатель (моторный блок), т.к. водометные моторы имеют меньшую эффективность.
На водометах есть также такая проблема как притягивание разнообразного плавающего мусора ко всасывающему отверстию. Мелкая решетка решит проблему повреждения крыльчатки от крупного мусора, но вот от песка и мелкой гальки она не защитит. Так что водомет рекомендуется периодически гонять в чистой воде для очищения всех его водных каналов от отложений.
Цена тут тоже имеет свою не маловажную роль. Водометы заметно дороже винтовых моторов. Расход топлива у традиционных подвесных моторов также меньше.
На наш взгляд водометный мотор целесообразно покупать лишь при условии не возможности использования винтового подвесного мотора в местах эксплуатации. Это может быть либо малые глубины водоемов и неравномерность глубины, либо применение моторного судна в местах большого скопления людей.
В остальных случаях винтовые классические лодочные моторы гораздо эффективнее и практичнее своих водометных собратьев. Но если у вас нет проблем с финансами и вы хотите быть на “гребне волны”, то водомет вполне может стать вашим мотором на вашей лодке или катере, т.к.
значительных противопоказаний к его применению нет.
Статьи
Википедия глаголит:
Водометный движитель (водомет) — это движитель, у которого сила, движущая судно, создается выталкиваемой из него струей воды (реактивная тяга). По сути это водяной насос, который работает под водой. Применяются обычно на судах, плавающих на мелководье.
Водометные движители используются в мире уже с 1950-х годов. Это новозеландцы изобрели лодочный мотор, который можно было использовать безопасно и надежно на мелководных реках для доставки в труднодоступные места разнообразных грузов. Но для более менее коммерческого и повсеместного применения водометов ждали около 50 лет.
| Хорошо защищён от механических повреждений и кавитации (процесс парообразования и последующего схлопывания пузырьков пара с одновременным конденсированием пара в потоке жидкости ) |
| Хорошо плавает по мелководью (можно спокойно передвигаться по мелководным горным рекам и озерам с каменным дном), преодолевает засоренные участки водоёмов и даже перекаты и мели ( в отличие от винтового мотора, в котором такие штуки могут можно разрушить и винт, и сам мотор) |
| Безопасен для людей, которые находятся рядом в воде, т.к. импеллер находится внутри. Для применения в спасательной техники это очень актуально, т.к. спасательное судно должно быть как можно ближе к спасаемому человеку. И, кстати, глушить водомет нет необходимости |
| На больших скоростях КПД лучше, чем у винтовых. Тут на выбор: либо увеличенная максимальная скорость, либо экономия топлива |
| Водомётные катера более устойчивы и управляемы (даже при резких виражах на высокой скорости), потому что водомёт как бы «присасывает» катер к воде, за счет чего он устойчиво ведет себя. Можно совершить разворот практически на месте и двигаться бортом вперёд. Не требуется использование реверс-редуктора, торможение с полного хода, выбег судна при экстренном торможении наиболее короткий |
| Тише по сравнению с винтовыми движителями |
| Меньший, по сравнению с винтом, КПД на небольшой скорости из-за необходимости перевозки, помимо собственно полезного груза, также и воды, находящейся в трубопроводе; трения воды в трубопроводах;турбулентных завихрений потока воды в каналах водомёта |
| Затруднительность подачи воды сквозь днище судна к насосу, на эффективность которого будет влиять скорость движения судна относительно воды |
| Водозабор работает также как помпа и может затянуть со дна камни, песок, мусор. Это может забить систему охлаждения либо повредить импеллер и водовод |
| Высока степень износа пары ротор-статор, так как эксплуатация производится на мелководье. |
| Cвоеобразное поведение водомётного катера на малом ходу |
Мы используем водометные двигатели фирм Mercury и Weber, потому что они и мощные, и надежные, и крутые, что отлично соответствует нашим катерам.
Для тех, кто хочет досконально разобраться как работает водометный движитель
Импеллер
Импеллер (или винт, или рабочее колесо) — это лопаточная машина, заключенная в кольцо, снижает потери мощности и шумность.
Импеллер является главным элементом водометного движителя, преобразующим энергию двигателя в энергию поступательного движения судна.
Гидродинамически импеллеры бывают: осевые с цилиндрической и конической ступицей, осе-диагональные, диагональные и шнековые. Каждый из типов имеет свою область использования.
Осевые импеллеры являются предшественниками всех типов импеллеров водометных двигателей. Отличаются высокими значениями упора на низких скоростях движения. Имеют достаточно низкий кпд и небольшой запас по кавитации, что определяет применение низкооборотных двигателей. Просты в изготовлении.
Осе-диагональные импеллеры характеризуются достаточно высокими значениями кпд, способны эффективно работать на любых скоростях движения судна. Могут быть применены в компоновке со среднеоборотными двигателями. Диагональные и шнековые импеллеры – это наиболее современные импеллеры, проектирование которых могут себе позволить только фирмы, имеющие базу разработки гидродинамики. У таких импеллеров максимальные значения кпд находятся в зонах высоких оборотов двигателей и скоростей движения судна. Вообще, импеллер самая сложная деталь в составе водометного движителя, обычно они изготавливаются литыми с последующей механической обработкой лопастей. Некоторые производители изготавливают сварные импеллеры, заранее обработанные лопасти привариваются к ступице. Такая технология допустима в случае с низкооборотными осевыми импеллерами и совершенно не допустима для высокооборотных движителей. Значительный дисбалансы таких импеллеров, переменные силы действующие на лопасти неизменно приводят к отрыву лопастей, что может в свою очередь привести к разрушению всего движителя.
Большинство производителей водометов для малого судостроения изготавливают импеллеры методом точного литья с минимальной последующей обработкой. Такая технология дает значительное снижение стоимости изготовления при соблюдении высокой точности геометрии.
Импеллеры изготавливаются из нержавеющей стали или коррозионно-стойких бронз и латуней.
Водовод
Водовод (или водометная труба, или водозаборник) — обычно это профилированная труба. Водяной поток ускоряется либо лопастным механизмом, либо энергией сгорания топлива или давлением сжатого газа, что и обеспечивает направленный выброс струи через выпускное отверстие в корме.
Отбрасываемая масса воды создает упор движителя, что и приводит судно в движение. Водовод с точки зрения гидродинамики очень важная деталь любого водомета. Кроме этого конструктивно водозаборник, как правило, является несущей силовой деталью водометного движителя.
Именно в водозаборнике происходит «подготовка» воды перед импеллером. Очень важно, чтобы течение жидкости подошедшей к импеллеру было максимально равномерным и ламинарным по всему сечению.
Кроме того законом изменения сечений водозаборника можно добиться минимального разрежения на входе водозаборника, что положительно сказывается на способности водомета не «засасывать» в себя посторонние предметы.
Многие разработчики и производители недооценивают значения этого важного элемента водометного движителя, считая, что основная задача просто подвести воду к импеллеру. В угоду технологичности и компактности, водозаборники делают зачастую из листового материала, с очень крутыми подъемами свода водозаборника.
| Основные правила проектирования водозаборников |
| Свод водозаборника не должен быть крутым, должно быть соблюдено условие безотрывности течения потока воды от днища катера к своду водозаборника. |
| Входящая кромка, так называемая «губа» должна иметь профиль максимально приближенный к гидродинамическому. |
| Сечения водозаборника должны быть максимально приближены к форме трубы. Плоские поверхности образующие вход водозаборника, за два калибра от импеллера должны плавно перейти к форме круга. |
Спрямляющий аппарат
Спрямляющий аппарат создает на пути движения воды определенное сопротивление. Что бы это сопротивление уменьшить, в идеале профиль лопаток спрямляющего аппарата должен быть правильного гидродинамического профиля, при этом сама конструкция спрямляющего аппарата не имеет большого значения с точки зрения гидродинамики. Гидродинамические схемы исполнения спрямляющего аппарата.
Лопаточное поджатие. Это когда лопатки спрямляющего аппарата выполняют одновременно и функцию соплового аппарата. В этом случае профиль лопаток имеет форму клина.
У такого спрямляющего аппарата имеется одно преимущество – уменьшение осевого габарита всего водометного движителя. Но недостатков больше, чем преимуществ. Потери КПД достаточно велики, благодаря профилю лопаток.
О недостатках такого сопла будет сказано ниже в разделе Сопловой аппарат.
Щелевой водомет. Собственно самого спрямляющего аппарата в такой схеме нет. Функцию спрямления струи выполняет сжатое в прямоугольник сопло. Авторство этого типа водометного движителя принадлежит ЦНИИ им. Акад. А.Н.Крылова. Разрабатывалось это щелевое сопла для водометов большой мощности, для водоизмещающих судов с частично напорным водозаборником. Для глиссирующих судов этот тип ВД не эффективен. Пропульсивный КПД такого движителя не более 0,46, тогда как у традиционных ВД не менее 0,6, а у лучших образцов до 0,65. Такая разница в КПД дает потерю скорости катера более 40%.
Сопловой аппарат
Сопловой аппарат (или просто сопло) – элемент гидродинамической части водометного движителя, формирующий струю, которая выходя из сопла обеспечивает реактивную тягу. Задача соплового аппарата произвести поджатие воды на выходе из водомета.
Уменьшение в сопле проходного сечения преобразует давление воды в ее скорость. Наибольшая эффективность сопла достигается его точной, правильной профилировкой. Уменьшая или увеличивая поджатие сопла, можно менять характеристики водометного движителя.
| Виды сопловых аппаратов |
| В сопле размещен спрямляющий аппарат. Это значительно экономит осевой размер водомета, но требует очень дорогостоящего производства. |
| Сопло с лопаточными поджатием. В этом случае, так же спрямляющий аппарат расположен в сопле, но само сопло не имеет поджатия, эту функцию выполняют клиновые лопатки спрямляющего аппарата. Из недостатков конструктивных и практических: трудность организации реверсивно-рулевого устройства. Диаметр струи равен диаметру импеллера, соответственно увеличиваются и размеры реверсивного устройства. Струя на выходе из такого сопла рваная и неравномерная, единственный вариант рулевого устройства – рули в потоке – не самый лучший вариант. |
| Щелевое сопло. В таком сопле, в угоду технологичности (можно все сделать из листового металла) и стремлению к уменьшению габаритов, некоторые изготовители водометов существенно пренебрегают эксплуатационными и техническими параметрами водометных движителей. Как было сказано выше, пропульсивный кпд такого движителя не более 0,46, что ведет к недобору скорости и перерасходу топлива. Как и для сопла с лопаточным поджатием, на водомете с щелевым соплом не возможно организовать эффективное реверсивно-рулевое устройство. Этот тип водометного движителя предложен в ЦНИИ им. Акад. А.Н.Крылова и разрабатывался специально для водометов большой мощности, с частично напорным водозаборником. |
Реверсивно-рулевое устройство (РРУ)
РРУ обеспечивает поворот судна, а при перекрытии потока из сопла, струя воды поворачивается обратно, что дает судну задний ход.
| Задачи реверсивно-рулевого устройства |
| Максимально эффективно, без значительных усилий управлять судном на всех режимах переднего хода |
| Максимально эффективно использовать энергию водометного движителя на режиме заднего хода |
| Обеспечить хорошую управляемость судна при движении и маневрировании на заднем ходу |
Наибольшее количество патентов, касающихся водометных движителей, относится именно к РРУ. Практически все ведущие фирмы, производителей водометной техники имеют свои, отличающиеся от других производителей, схемы РРУ.
Для управления на переднем ходу большинство производителей применяют различные конструкции поворотных насадок.
Существует, так называемое полноповоротное сопло, устройство, которое не воздействует на сформированную в сопле струю, поворачивая ее, а само поворачивается вместе со струей. То есть такое сопло по праву может называться устройством управления вектором тяги водометного движителя.
Эффективность такого поворотного сопла чрезвычайно высока. На водометах на малом ходу для улучшения управляемости необходимы «подгазовки», а при использовании полноповоротного сопла, такая необходимость отпадает, судно одинаково эффективно управляется как на полном, таки на малом ходу.
Конечно, конструкция такого рулевого устройства более сложная, чем у поворотной насадки.
В качестве рулевого устройства иногда используют рули в потоке. Такие устройства имеют целый ряд недостатков таких как: худшая управляемость, нагруженность конструкции, потери эффективности до 5 % кпд движителя, повышенные усилия на штурвальном устройстве.
Известны схемы РРУ, когда рули в потоке при повороте на 90 градусов перекрывают весь поток струи водомета и вода начинает поступать в реверсивную камеру для обеспечения заднего хода, и при осуществлении реверса управляемость судном отсутствует.
Недостатком многих РРУ является нарушение мнемоники управления на режимах заднего хода (это когда при ходе назад, для поворота направо, штурвал необходимо крутить налево). Неэффективные реверсивные устройства – один из главных аргументов не в пользу водометных движителей при сравнении различных типов движителей.
Привод реверсивно-рулевого устройства (РРУ)
Существует великое множество приводов РРУ водометных движителей. Как правило каждая модель водомета любой фирмы имеет свой привод РРУ. Для водометов большой мощности (более 250-300 л.с.), как правило, применяются приводы, использующие гидравлические исполнительные механизмы. Такие приводы достаточно дороги, так как требуют насосных станций, трубопроводов, исполнительных механизмов.
Если исполнительные гидроцилиндры привода РРУ вынесены за борт судна, нужно быть готовым к тому, что он потребует очень внимательного отношения при эксплуатации. Совершенно не допустимо, что бы исполнительные гидроцилиндры находились под водой. Для водометов малой мощности (до 150 л.с.), как правило приводы исключительно механические, так как нагрузки на элементы привода незначительны.
Подшипниковые узлы и дейдвудные уплотнения
Многие производители существенно экономят на стоимости производства водометной техники и устанавливают опорные подшипники скольжения и дейдвудные уплотнения – сальниковые набивки.
Применение подшипника скольжения в водометном движителе с технической точки зрения абсолютно не оправдано. Одним из главных параметров водометного двигателя является величина зазора между импеллером и обечайкой.
При значительном увеличении этого зазора кпд движителя может существенно упасть. Подшипник скольжения из-за своих свойств не может обеспечить постоянный зазор. Импеллер начинает задевать за обечайку, изнашиваться и в конечном счете зазор увеличивается.
Некоторые производители для уменьшения этого эффекта используют коническую обечайку и рабочее колесо, требующее в процессе эксплуатации регулировки в осевом направлении.
При использовании подшипников качения таких проблем не существует. Безусловно, подшипниковые узлы должны быть надежно защищены от попадания в них воды. Эту функцию выполняет, в том числе, дейдвудное уплотнение.
Идеальным типом дейдвудного уплотнения является торцевое уплотнение. Такое уплотнение требует обязательного использования шарикоподшипниковых опор вала водомета. Торцевое уплотнение при эксплуатации неприхотливо, не требует обслуживания и единственное чего «не любит» — работы без воды.
Водомет подвержен забиванию водорослями, которые, наматываясь на вал с импеллером, могут его заклинить. В случае заклинивания водомета, для предотвращения поломки стационарного двигателя, на валу предусмотрена срезаемая шпонка.
Очистить от водорослей можно, открыв смотровой лючок и убрав их. Смотровой лючок находится в своеобразном «колодце», края которого подняты выше ватерлинии, что позволяет иметь доступ к водоводу на плаву.
От попадания в водомет крупных камней предохраняет решетка во впускном отверстии.
Достоинства и недостатки водометных движителей для катеров. Обзор водометов
ВНИМАНИЕ! 8 И 9 ИЮНЯ РАБОЧИЕ ДНИ
С 11 ПО 17 ИЮНЯ РОЗНИЧНЫЙ МАГАЗИН РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ!!!
Купить водометный катер
Водометные движители имеют немало преимуществ перед «обычными» комплексами с гребным винтом, но тем не менее им еще предстоит завоевывать популярность у любителей водного отдыха.
Ниже хорошо известный морской писатель и журналист Дэг Пайк пытается разобраться, почему одни катеростроители применяют водометные движители, а другие игнорируют их, и ответить на вопрос — имеют ли водометы перспективы на рынке прогулочных судов?
В использовании современных водометных движителей действительно много необычного. Странность заключается в том, что сегодня они находят применение исключительно в двух как бы противоположных — «полярных» — областях судостроения. Это или многовальные водометные установки большой мощности на гигантских скоростных паромах.
Или это водометы на самых малых скоростных аппаратах — гидроциклах, причем для них это единственный вариант движителя. Весь же основной объем рынка прогулочных моторных судов по-прежнему составляют катера и мотолодки с гребным винтом.
(Не будем говорить о крайне незначительном количестве подвесных моторов, выпускаемых с водометом).
Для непосвященных водометный движитель представляет собой просто тот же гребной винт, но заключенный в трубу, однако в действительности это один из самых сложных видов пропульсивных систем.
Водомет прежде всего — насос, который всасывает воду через входное отверстие, разгоняет ее и выталкивает наружу через сопло.
Сопло может поворачиваться в горизонтальной плоскости, обеспечивая поворот судна, а перекрывающий сопло дефлектор может повернуть струю воды обратно, что даст судну задний ход.
В водомете довольно велики потери на трение, поскольку вода течет внутри трубы, однако этот недостаток компенсируется повышенной эффективностью крыльчатки насоса — рабочего колеса, импеллера водомета. В итоге по своим пропульсивным характеристикам современный водомет практически не уступает гребному винту, а на самых высоких скоростях нередко и превосходит его.
Водомет весьма популярен там, где быстроходное малое судно должно беспрепятственно двигаться по мелководью.
Фирма «Воспауэр» — подразделение известной английской компании «Воспер Торникрофт», которая строит патрульные катера и малые военные корабли, разработала целый ряд водометов для новейших десантных судов, поскольку только этот движитель позволяет такому судну на ходу «выскочить» на берег, а затем и самостоятельно сняться с него за счет обратной струи, которая гонит воду под корпус.
Это преимущество можно использовать и на прогулочных судах, специально спроектированных для «высадки» на необорудованный отмелый берег. Возможно, именно поэтому американская компания «Хинкли» установила водомет на свою 36-футовую модель дейкрейсера, которая неслучайно названа «Пикник».
Безопасность — еще одна положительная черта водомета. Крыльчатка находится внутри лодки и не представляет опасности для людей, находящихся рядом в воде. Это — главная причина, по которой водометы применяются на гидроциклах и на буксировщиках воднолыжников. Спасательные катера — еще одна область, где безопасность водометов может сыграть решающее значение.
В большинстве случаев водометы добавляют катеру солидную толику веса. Уточним: не столько сам движитель, сколько находящаяся в нем постоянно вода. При расчете ходкости скоростных судов вес этой воды должен быть приплюсован к весу судна.
Частично этот добавочный вес может компенсироваться отсутствием в линии валопровода коробки передач, поскольку реверс и «стоп» обеспечиваются простым поворотом дефлектора (однако в большинстве установок необходима хотя бы муфта сцепления между двигателем и водометом, чтобы мотор мог работать независимо от режима работы движителя).
Водометы меньше подвержены поломкам от плавающего мусора, чем обычные винты (что может быть большим плюсом, скажем, для судов портофлота), однако это же соображение заставляет не отказываться от усложнения передач, чтобы иметь возможность противоположно направленной струей «промыть» забившуюся мусором решетку входного отверстия. Иногда используются специальные подвижные пальцы для удаления мусора от входного отверстия.
Еще одно преимущество водомета — удивительная мягкость работы трансмиссии и почти полное отсутствие вибрации, что немаловажно для прогулочных яхт.
НЕДОСТАТКИ
Высокая стоимость водомета — одна из важнейших отрицательных сторон. Стоит он примерно в полтора раза больше, чем обычный винто-рулевой комплекс. Для некоторых типов катеров это может вылиться в солидную прибавку к цене и наверняка будет отвергнуто покупателями как ненужная роскошь.
В основном негативная реакция потенциальных покупателей сосредоточена на рулевой системе: управление судном с водометным движителем существенно отличается от управления обычным винтовым судном, особенно при маневрировании в стесненных акваториях.
Преимущество в том, что судно с водометным движителем сохраняет полную управляемость, когда дефлектор установлен в нейтральное положение, что особенно важно в узкостях. Однако есть и минусы.
Проблема возникает, когда водитель переходит от обычной однорычажной системы управления к рычагам управления водометом.
Некоторые изготовители водометов пытаются скопировать привычную однорычажную систему, но это, скорее, медвежья услуга. Конечно, в некотором смысле это помогает водителю освоить водометный движитель, однако он должен постоянно помнить, что у водомета нет нейтрального положения рычага переключения скоростей, как на обычной коробке передач.
Коробка передач либо включает сцепление с двигателем, либо выключает, а у водомета сцепление относительно мягкое и возрастает постепенно, так что при включении сцепления вы не чувствуете немедленной реакции. Вам даже может показаться, что ровным счетом ничего не произошло.
Многие при этом давят на рычаги «до отказа» и получают совсем не то, чего ждали.
Хитрость управления водометом состоит в том, что рукоятку газа надо использовать только в открытом море, а в порту надо пользоваться дефлектором. Однако эта хитрость, особенно в случае сдвоенных водометов, очень тяжело дается тем, кто привык управлять обычным винтовым судном.
Иногда пытаются решить эту проблему путем некоторой автоматизации управления применением электроники. Такие системы электронного управления предлагает, например, новозеландская «Гамильтон Джет». «Воспауэр» в качестве альтернативы предлагает управление типа «джойстик».
Джойстиком можно управлять и двумя водометами сразу. Вам необходимо лишь «указать» рычагом направление, в котором надо двигаться (можно даже лагом), и электроника даст исполнительным механизмам именно те команды, которые обеспечат требуемый результат.
Бывает и по одному джойстику на каждый из двух водометов.
Знакомство с управлением водометами требует времени. Шведская катеростроительная фирма «Сторебро», выпускающая небольшие катера с водометными движителями, рекомендует владельцам пройти двухдневный курс обучения.
Конструкторы «Гамильтона» вдобавок к стандартным рычагам поставили на «J32» еще и муфту сцепления, встроенную в линию валопровода, а значит, добавили еще один рычаг.
Хотя освоение водомета и требует некоторого времени, те, кто уже привык к нему, очень высоко ценят такое качество водометного судна, как маневренность.
И последнее препятствие на пути водомета к завоеванию рынка прогулочных судов — подверженность обрастанию.
Если водомет используется регулярно, проблема не возникает, поскольку проходящий через канал поток воды препятствует обрастанию, однако стоит оставить катер без использования всего на две летние недели, и водомет так «обрастет», что катер потеряет 10% своих скоростных данных.
Покрытие водомета изнутри противообрастающими красками дает положительный эффект, но для окраски установку придется полностью разобрать. Кроме того, постоянный поток воды через некоторое время просто смоет эту краску.
Дэг Пайк Пер.с английского А.Альбова («IBI» № 285, VIII/IX 1998)
Загрузка...
