Гребные винты регулируемого шага (врш).
У судна с дизельной энергетической установкой полная мощность используeтся только при соответствии характеристик винта и двигателя, т.е. необходимо, чтобы при номинальной частоте вращения двигателя мощность, потребляемая винтом, и мощность двигателя были одинаковыми. Это равенство соблюдается лишь при одном значении скорости. При увеличении сопротивления винт окажется гидродинамически тяжелым, при уменьшении сопротивления — легким. В реальных условиях сопротивление изменяется непрерывно (изменение нагрузки, обрастание корпуса, волнение). Таким образом, при изменении условий эксплуатации двигателю соответствует не один винт, а серия гребных винтов с различными шаговыми отношениями.
Гребной винт, лопасти которого могут поворачиваться относительно осей, перпендикулярных к оси гребного винта, называется винтом регулируемого шага (ВРШ) (обычные винты - фиксированного шага). Благодаря повороту лопастей в ВРШ реализована идея совмещения серии винтов в одном движителе. Кривые действия ВРШ аналогичны диаграмме серии ВФШ по шаговому отношению. Использование ВРШ особенно важно для судов с широким диапазоном изменения сопротивления (буксиров, траулеров). Для этих судов характерны два основных режима движения — свободный ход и ход судна с возом. ВФШ, спроектированный на режим свободного хода, оказывается тяжелым при ходе с возом, а ВФШ, спроектированный на режим с возом, легок при движении на свободном ходу. Для этих судов применение ВРШ позволяет обеспечить либо увеличение тяги на швартовах и при движении с возом, либо скорости.
 | |
| Диаграмма кривых действия ВРШ | Кривые тяги винтов при работе по верхней ограничительной характеристике |
Кривая 1 - ВФШ, спроектированный на свободный ход; кривая 2 —ВФШ, рассчитанный на швартовный режим; кривая 3 — ВРШ. Очевидно, что выигрыш от применения ВРШ тем больше, чем больше разница в сопротивлении судна на свободном ходу и с возом.
Таким образом, применение ВРШ обеспечивает использование полной мощности при произвольном значении скорости судна, выбор наиболее экономичных режимов движения при заданной скорости и получение любого значения скорости в диапазоне от полного переднего до полного заднего хода без изменения направления вращения гребного вала.
Возможность реверсирования с помощью винтов позволяет устанавливать на судне нереверсивные двигатели. Вследствие ускорения реверсирования сокращается выбег и увеличивается безопасность плавания. Возможность управления скоростью с помощью поворота лопастей обеспечивает судну лучшие маневренные качества, облегчается швартовка и постановка сетей и тралов, уменьшается вероятность рывков при натяжении буксирного троса и т.п. Резкое уменьшение числа пусков и остановок двигателя при маневрировании и швартовке существенно увеличивает моторесурс дизелей. На некоторых специальных типах судов, например пожарных, вспомогательные механизмы питаются за счет отбора мощности от главного двигателя. На главные двигатели можно навешивать генераторы тока, а в случае электродвижения применять наиболее простые синхронные электродвигатели переменного тока.
Недостатки:
- КПД ВРШ на расчетном режиме, как правило, ниже (на 1—3%), чем КПД ВФШ;
- большая масса по сравнению с массой литого винта;
- увеличение первоначальных затрат на постройку судна.
Затраты на установку ВРШ обычно окупаются за один-два года эксплуатации судна, а увеличения массы установки в целом можно избежать, если главный двигатель и судно заранее проектировать с учетом применения ВРШ.