Из Инета:
Как мы выяснили еще в прошлой статье, винт - это практически реактивный движитель, который при вращении отбрасывает массу воды в сторону, обратную движению лодки. Реакция отбрасываемых масс воды, которую испытывают лопасти ГВ, и создает упор винта.

На создание упора затрачивается энергия двигателя. Причем более эффективным всегда бывает тот винт, который на создание необходимого упора затрачивает наименьшую мощность. КПД лучших гребных винтов не превышает 75-80%. Из практики известно, что из обычных погруженных ГВ наиболее эффективны 2-лопастые винты, их КПД на 6-12% выше, чем 3-лопастных, и на 9-15% - чем 4-лопастных. Неслучайно на торпедных катерах времен Второй мировой войны да и на знаменитых рекордных глиссерах использовались 2-лопастные винты.

Весь упор, создаваемый таким винтом, приходится на площадь двух лопастей. Каждая единица их площади испытывает значительное давление, и именно это влечет за собой массу проблем.

Первая из них - это сильная вибрация, вызываемая работой ГВ. Из-за неравномерности набегающего потока (влияние днища, редуктора и т. д.) возникает различие в силах, действующих на каждую из лопастей. Это происходит с низкой частотой и большой амплитудой импульсных давлений. Возникающая вибрация пагубно сказывается на общей прочности винта, искажает его гидродинамическую профилировку, не говоря уже об ухудшении условий работы упорных подшипников и т. д.

2-лопастные винты весьма зависимы и от гидродинамической неуравновешенности. Практически неизбежны различия в шаге, в профиле, в площади лопастей, из-за чего возникают и различия в упоре, что тоже увеличивает вибрацию. Все это, уже не говоря об общей механической неуравновешенности, ограничивает область применения 2-лопастпых ГВ, делает очень высокими требования к качеству их изготовления.

Вторая проблема - это большая подверженность 2-лопастных винтов кавитации из-за их значительной пагруженности. Чем выше гидродинамическое давление на лопасти (которое зависит от упора винта, площади лопасти и квадрата скорости обтекания ее водой) тем раньше наступает кавитация.

Это - главные причины, по которым судостроители, даже несмотря на некоторое снижение КПД, предпочитают использовать 3- и 4-лопастные ГВ.

Так что заметное уменьшение вибрации и импульсного давления, обнаруженное во время наших испытаний при увеличении числа лопастей, вполне согласуется с теорией. Весь упор в нашем случае воспринимают уже четыре лопасти, нагрузка на каждую из них становится меньше. Следовательно, лопасти можно выбрать более узкими, с более тонким сечением, а узкие лопасти имеют более высокий КПД, чем широкие.

КПД винта увеличивается с уменьшением толщин сечений без потери его общей прочности, что также используется в нашем случае. Ведь увеличение толщины сечений по соображениям прочности приводит к более раннему возникновению кавитации, что существенно снижает гидродинамические характеристики винта.

Уменьшение вибрации и общей нагруженноести лопастей позволило уменьшить и толщину прикорневых сечений, приблизив ее к наиболее рациональным, с точки зрения гидродинамики, сечениям.

Известно, что большая часть упора создается на крайних сечениях лопасти, но на 4-лопастном винте уже появляется возможность вовлечь в полезную работу и более близко расположенные к ступице элементы лопасти.

Благодаря всем этим особенностям уже на малых скоростях 4-лопастной винт создает больший упор, чем аналогичный 3-лопаcтной. Отсюда - более резвый старт, лучшие разгонные характеристики при начальных режимах глиссирования, "хорошая упираемость" при буксировке.

Сказанное подтверждается результатами скоростных замеров винтов. Скоростная характеристика 4-лопастного винта с шагом 13" заметно опережает аналогичные показатели 3-лопастного вплоть до скоростей 46-47 км/ч.

А дальше? Дальше все свои преимущества 4-лопастной винт катастрофически теряет.

Все имеет свою обратную сторону, и любое, даже удачное техническое решение, как правило, лишь компромисс.

У 4-лопастных ГВ велико взаимное влияние лопастей, отрицательные последствия которого увеличиваются с ростом скоростей. Это негативное явление особенно сильно начинает сказываться на режимах, превышающих 75-80% поминального числа оборотов. На нашем графике именно в этой зоне 3-лопастной винт начинает опережать 4-лопастной. С ростом скоростей резко увеличиваются и потери на трение. Причем все эти закономерности с увеличением пройденного расстояния проявляются все явственней.

С увеличением шага ГВ их эффективность (в нашем случае - на максимальных оборотах) резко падает, а достижимые обороты не дотягивают до поминальных даже с минимальной нагрузкой. Поэтому, подбирая 4-лопастные винты по оптимальному шагу, приходится останавливаться на винтах с его меньшим значением в отличие от варианта с 3-лопастными винтами.

Напомним, что при выборе оптимального 3-лопастного винта в прошлый раз мы остановились на стальном винте с шагом 15" как самом скоростном для выходов налегке, а винт с шагом 13" мы выбрали как оптимальный грузовой. На этот раз предпочтительнее остановиться на 4-лопастпом винте с шагом 13". И не только по соображениям максимально достижимой скорости. Обратимся теперь к литровой "проходимости" - т. е. оценке топливной экономичности.

Экономный винт
Испытания на дистанцию, проходимую лодкой с одним водителем на 1 л топлива при разных скоростных режимах, тоже дали интересные результаты.

Чемпионом по топливной экономичности в наших испытаниях опять же стал винт с шагом 13". Причем абсолютный рекорд пройденного расстояния - 6 км 250 м на 1 л топлива - он показал на солидной скорости в 40 км/ч (см рис). Такой скорости для обычных условий эксплуатации вполне достаточно.



"Тринадцатый" винт превзошел по экономичности своих старших собратьев практически на всех скоростных режимах. Это еще раз доказывает, что оптимальный винт хорошо согласуется с двигателем и лодкой во всех диапазонах скоростей. Некоторым отставанием его по скорости, по сравнению с 14" и 15" на промежуточных режимах, ради топливной экономичности, наверное, можно пренебречь.

Если сравнивать топливную экономичность 4-лопастного винта с шагом 13" с аналогичным 3-лопастным, то первый будет экономичнее второго практически во всех скоростных диапазонах вплоть до 45 км/ч. С дальнейшим ростом скорости расход топлива резко возрастает, эффективность 4-лопастного ГВ обвально надает. Заметим, что и при скоростных испытаниях 4-лопастной винт стал отставать от своего 3-лопастного соперника именно со скорости 46-47 км/ч, т. е. все взаимосвязано. Объяснение этому мы уже нашли в предыдущей главе. Сопротивление и вредное взаимовлияние лопастей с ростом скорости увеличиваются уже лавинообразно. Эффективность 4-лопастных винтов лежит на начальных режимах глиссирования и в средних диапазонах, т. е. они -совсем не "гонщики", а скорее "рабочие лошадки".

Вспомните биплан "кукурузник" - знаменитый "ПО-2": он летит со скоростью шоссейного автомобиля, зато для разбега ему требуется несколько десятков метров любой ровной площадки, тогда как его реактивным собратьям необходимы сотни метров бетонной полосы. А любой винт - это тоже крыло, только вращающееся.

Зачем же винту четыре лопасти?
Подводя итог нашим испытаниям, мы можем сказать, что если:

нужна хорошая тяга на небольших скоростях глиссирования;
требуется получить мягкий ход и максимально снизить вибрацию;
топливная экономичность на дальних переходах важнее скоростных качеств;
вы занимаетесь буксировкой лыжников, не стремящихся к высокой скорости...
----------------------------------------------------------


И еще момент, многие катера...с транцевыми плитами....имеют винты с трямя лопастями....

Основной головняк винта 4 лопасти-его подбор к вашему мотору...