Расчет и построение чертежа гребного винта
Расчет КВН при заданном диаметре винта
Мощность, подведенная к движителю 
, кВт
Диаметр винтов D, м.
D = 
=1.58.
Коэффициент попутного потока 
.
Коэффициент засасывания на швартовном режиме 
.
=0,030
Коэффициент момента двигателя (движителя) 
.
Площадь диска винта 
, м2
Коэффициент попутного потока от барж толкаемого состава 
.
;
в этой формуле величины 
, Т относятся к баржам кормового ряда толкаемого состава, L – длина толкача.
Дальнейший расчет производится в таблице методом последовательных приближений. Первое приближение выполняется при скорости судна u, определенной в задании на проект.
Если при заданной скорости суммарная тяга КВН окажется больше, чем сопротивление, расчет необходимо повторить при несколько большей скорости судна; в противном случае скорость судна необходимо уменьшить и расчет вновь повторить.
Расчет заканчивается при условии отличия суммарной тяги от сопротивления не более чем на 1%.
Расчет КВН с заданным диаметром винта
Исходные данные:.               | |||||
| № | Расчетные величины | Разм. | Численные значения | ||
| 1 | Скорость судна  | м/с | 10 | ||
| 2 | Скорость КВН  | м/с | 7.493 | ||
| 3 | Относительная поступь  | - | 0.72 | ||
| 4 | Шаговое отношение PP/D=f(  ) (по диаграмме) | - | 1.0 | ||
| 5 | Коэффициент упора  (по диаграмме) | 0.02 | |||
| 6 | Упор движителя  | кН | 53.39 | ||
| 7 | Осевая вызванная скорость  | м/с | 0.997 | ||
| 8 | Коэффициент засасывания  | - | 0.075 | ||
| 9 | Суммарная тяга движителей  | кН | 1032,19 | ||
| 10 | Сопротивление  | кН | 1041 |
Условия выполнены, превышение не более 1%
Проверка дискового отношения винтов
Проверка на прочность
Минимально необходимое дисковое отношение винтов из условия прочности лопастей 
вычисляется по формуле:
где 
=0,065 для углеродистой стали, =0,055 для нержавеющей стали или бронзы, 
=2,5 для ледоколов, =1,75 для судов, работающих в битом льду, =1,5 для буксиров – толкачей, =1,15 для грузовых и пассажирских судов.
Упор винтов в насадках определяется путем расчетов по следующим формулам. При этом предварительно рассчитываются следующие параметры:
- коэффициент нагрузки по упору 
- коэффициент засасывания насадки 
- упор винта внутри насадки 
, кН
Минимально необходимое дисковое отношение винтов из условия прочности лопастей равно:
Винт прочен 
Проверка на кавитацию
Минимально необходимое дисковое отношение винтов из условия отсутствия второй стадии кавитации на лопастях винтов 
вычисляется по формуле:
где ра=101 кН/м2 – атмосферное давление, 
»0,5Т –глубина погружения оси винта под ватерлинию; 
=1,72 кН/м2 – давление насыщенных паров воды.
Минимально необходимое дисковое отношение винтов из условия отсутствия второй стадии кавитации на лопастях винтов равно:
Так как минимально необходимое 
меньше принятого по диаграмме (0,58), вторая стадии кавитации не наступает.
Расчет и построение чертежа гребного винта
Для построения чертежа гребного винта необходимо выполнить следующие предварительные расчеты.
Диаметр гребного вала 
, мм
где эмпирический коэффициент для гребного вала в районе винта k=150; коэффициент усиления 
=1; временное сопротивление материала вала 
=400-600 мПа.
мм
Диаметр ступицы 
,м.
м
Средняя ширина лопасти 
, м
м
Максимальная ширина лопасти 
м
С=1,10 для винтов в КВН серии Каплана (для КВН).
Условная максимальная толщина лопасти по оси винта 
,м.
м
Максимальная толщина на конце лопасти 
,м.
м
мм
Толщина принимается не менее 5 мм для обычных судов.
Отклонение образующей конца лопасти в корму 
,м (для КВН отклонение конца лопасти в корму не выполняется 
).
Текущие значения толщины лопасти по линии наибольших толщин 
.
где 
- относительный радиус рассматриваемого сечения лопасти (R – радиус винта).
Параметры, необходимые для построения профилей сечений лопасти винта, оформляются в таблице и рассчитываются по формулам:
- текущий радиус сечения лопасти 
, мм
- абсцисса носика профиля винта КВН Каплана 
, мм
- абсцисса хвостика профиля Каплана 
, м
- абсцисса линии наибольших толщин Каплана 
, м
- аппликата центра кривизны носика 
,мм
- радиус кривизны носика 
, мм
- аппликата центра кривизны хвостика 
,мм
- радиус кривизны хвостика 
, мм
На сечениях, близких к концевым, расчетные величины , , , могут оказаться меньше 2 мм. В этом случае их величины назначаем равными 2 мм.
Расчет движителя при выборе силовой установки
 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,0 |
 , мм | |||||
 , мм | 52,1895 | 38,9825 | 25,7755 | 12,5685 | 5,965 |
| , мм | 182,964056 | 219,791 | 229,7906 | 212,9629 | 194,4888 |
 , мм | -182,96406 | -219,791 | -229,791 | -212,963 | -194,489 |
| , мм | 52,530632 | 62,19444 | 52,34407 | 22,97953 | 0,97944 |
| , мм | 20,1712418 | 11,20747 | 4,858682 | 1,124881 | 0,2386 |
 , мм | 9,23545392 | 5,574498 | 3,004392 | 1,227188 | 0,542815 |
| , мм | 14,1130846 | 5,399076 | 2,103796 | 1,254085 | 0,817205 |
| , мм | 4,74037229 | 3,069872 | 2,104054 | 1,250189 | 0,68001 |
м