Стугна яхтинг в Україні
ВИБІР ПОТУЖНОСТІ ДВИГУНА І ШВИДКОСТІ ПАРУСНО-МОТОРНОЇ ЯХТИ Альберт НАЗАРІВ Більшість сучасних круїзних яхт можна з упевненістю назвати парусно-моторними: вони до 60% часу ходять під мотором. Для них надійний та правильно підібраний двигун є таким же важливим атрибутом, як рівень комфорту на борту та ходові якості під вітрилами. Тому прорахунки при виборі силової установки неприпустимі з погляду економічності експлуатації, а про безпеку.
Як отримано запропоновану діаграму Застосовано подвійний підхід до завдання: з одного боку, аналізуються статистичні дані натурних випробувань; з іншого виконуються серійні гідродинамічні розрахунки з допомогою результатів випробувань систематичної серії корпусів яхт Дельфтського Університету. Базова серія для розрахунків складена за результатами аналізу статистики основних розмірів сучасних судів типу, що розглядається. Ці гідродинамічні розрахунки служать встановлення характеру і закономірностей діаграми. Статистичні дані випробувань використані для "прив'язки" розрахунків до показників існуючих суден: з їх допомогою визначено значення комплексного пропульсивного коефіцієнта, що враховує ефективність гребного гвинта та його взаємодію з корпусом, ККД передачі та ін. фактори зниження потужності. Як показала перевірка, для типу яхт, що розглядається, пропонований метод оцінки потужності забезпечує отримання цілком достовірних результатів.
За результатами виконаного аналізу побудована пропонована на рис.1 діаграма. Вона наочно пов'язує швидкість (при ході без дії вітру і хвилювання) парусно-моторної яхти vS у вузлах з водотоннажністю D, т, довжиною корпусу по ватерлінії LWL, м і потужністю встановленого двигуна N, к.с.Значення діаграми відносяться до парусно-моторних яхт з плавниковим кілем та окремо встановленим кермом, з характерними для сучасних суден співвідношеннями головних розмірів та формами корпусу, обладнаним стаціонарними дизельними двигунами та гвинтами фіксованого кроку (ВФШ).
Завдання, які вирішуються за допомогою діаграми:1. Обгрунтування швидкості руху яхти під двигуном Вибору швидкості руху передує визначення сприятливих швидкісних режимів. Слід співвідносити швидкість і потужність двигуна, що встановлюється, з формою корпусу. Питання взаємозв'язку форми корпусу з досяжними швидкостями неодноразово докладно висвітлювалися у літературі. Для корпусів традиційних "водовипромінюючих" форм енергоозброєність має забезпечувати відносну швидкість у межах:
- від Fr = 0.29, що відповідає мінімальній швидкості яхти у вузлах за правилами ORC - до Fr = 0.42, за яким неминучі великі витрати потужності для подолання горба опору. Тобто. слід уникати режимів, коли лінії на діаграмі круто піднімаються вгору.
Для контролю режиму руху на діаграму нанесені ізофруди та область значень, характерна для сучасних яхт (за статистичними даними).
2. Оцінка потужності встановлюваного двигуна.Задаємося крейсерською швидкістю яхти (з викладених вище міркувань). Знаючи довжину яхти по КВЛ та водотоннажність при розрахунковому навантаженні визначаємо потрібну потужність.Запас потужності. Як показує аналіз парусно-моторних яхт, що добре зарекомендували себе в експлуатації, передбачається запас потужності дизеля не менше 20% від номінальної. Якщо судно має розвинену надводну частину або експлуатуватиметься переважно у складних погодних умовах, то запас потужності має бути відповіднозбільшено.Тип гребного гвинта.Значення діаграми відносяться до пропульсивних комплексів з ВФШ. Якщо використовується складний гвинт (що має нижчий ККД), потужність двигуна слід збільшити ще на 25. 35%. Розрахунки показують, що при русі під вітрилом гвинт ВФШ призводить до зниження швидкості в застопореному стані, що вільно обертається, приблизно на 7% і 3% відповідно (при Fr = 0.35). Проте для розглянутого типу круїзних парусно-моторних яхт, коли така втрата швидкості може бути виправдана, раціональніше і економічніше використовувати саме жорсткий гвинт.
Приклад: Потрібно оцінити потужність дизеля для парусно-моторної яхти з LWL = 12.4 м, D = 13 т, обладнаної гвинтом фіксованого кроку, для забезпечення крейсерської швидкості vS = 8.0 уз . Потрібна енергоозброєність за діаграмою Рис.1 складе n = 2.6 к.с./т.; потрібна потужність 34.5 л.с. З урахуванням запасу потужності 20% потужність дизеля становитиме 43.1 л.с. З каталогу вибираємо найближчий більший за потужністю дизель, наприклад Volvo Penta MD22L номінальною потужністю 48 к.с. Під час роботи на номінальній потужності швидкість під цим двигуном (звичайно, при належному підборі гвинта) складе близько 8.4 уз. Як можна помітити, для підвищення швидкості всього на 0.5 вузла потрібно встановити двигун потужністю 76 к.с.; витрата палива зросте у своїй в 1.6 разу.