Ви коли-небудь помічали, що гребні гвинти підводних човнів виглядають інакше, ніж гвинти надводних кораблів та суден? Відмінність переважно полягає у їх яскраво вираженої шаблевидної формі лопатей, а й у кількості. У субмарин гребні гвинти зазвичай мають сім лопатей, у той час як у надводних суден гребні гвинти оснащені чотирма або п’ятьма лопатями, рідше шістьма.
Причому наявність семи лопатей на гвинтах підводних човнів не залежить від кількості самих гребних рушіїв. Так наприклад, якщо гвинтів два, то кожен з них все рівно оснащується саме сімома лопатями. Як же так вийшло, що саме така кількість лопатей стала оптимальною для субмарин?
Щоб відповісти на це питання, було б непогано заглибитись в історію розвитку гребних гвинтів субмарин. І, як вдалося з’ясувати, перші підводні човни були оснащені звичайними гребними гвинтами. Ці гвинти мали 4-5 лопатей, добре себе зарекомендували, мали відносно низьку кавітацію і хороший ККД. Проте такі «класичні» гвинти мали одну істотну ваду — вони були дуже гучними.
Ну а оскільки малошумність підводного човна — це його головна тактична перевага, то підводники поступово почали формулювати завдання для інженерів, щоб нарешті вже почали розробляти малошумні гвинти. А оскільки в середині XX століття інструменти комп’ютерного моделювання не були розвинені так, як зараз, їм доводилося вдаватися до макетного моделювання.
Основним джерелом шуму, який створюється гребним гвинтом, є кавітація, що виникає в результаті його швидкого обертання. Відтак потрібно зменшити оберти, але тоді відповідно впаде і тяга гвинта. Компенсувати це можна або збільшенням площі лопатей або їх кількістю. Перший шлях тупиковий, тому що площа класичних лопатей і так є максимальною, якщо спробувати їх збільшити, то вони почнуть затінювати один одного і тяга впаде.
Але й другий шлях не такий райдужний, як здається на перший погляд, занадто часто розташовані вузькі лопаті створюють взаємну інтерференцію (спрощено кажучи, це коли кожна наступна лопать потрапляє в турбулентний потік від попередньої), що веде не лише до зниження тяги та ККД, але і до вібрації, а вібрація це ще один шум. Але методом проб і помилок вчені і конструктори все ж таки дійшли висновку, що багатолопатеві гвинти перспективніші, і при правильному їх розрахунку можна досягти значного зниження шумності при помірному падінні ККД.
Таким чином, було вирішено шукати так звану золоту середину — компроміс між тягою гвинта та його ККД, а також між його малошумністю. Вирішили зупинитися на семилопатному варіанті, оскільки саме сім лопатей забезпечували з одного боку хорошу тягу і ККД, а з іншого боку досягалася оптимальна малошумність.
Якщо ж глянути на гребні гвинти звичайних надводних суден, то з малошумністю тут взагалі не стикалися, бо власника комерційного судна цікавить лише ККД гвинта та низький його знос. Та й кільватерний слід можна мало не з космосу побачити, тому немає сенсу шифруватися. Саме тому лопатей на гвинті чотири штуки.
Також часто можна зустріти і судна з п’ятилопатевими гвинтами, оскільки таке число лопатей теж має і низьку кавітацію, і високий ККД. Бувають ще й шестилопатеві гребні гвинти надводних суден, але вони трапляються рідше. А ось щодо семи лопатей, то такі гвинти на надводних суднах взагалі не використовуються через низьку тягу і ККД.
Повертаючись до гвинтів субмарин, слід зазначити, що були спроби впровадити і восьмилопатеві гребні гвинти, але далі за експерименти справа не пішла. І пов’язано це з тим, що з одного боку такий ось гвинт ставав менш гучним незначно, але його тяга і ККД знижувалися значно. Саме тому від восьми лопатей відмовилися.
Хочеться дізнатися ще більше цікавого? Як щодо того, щоб прочитати для чого на корпусах підводних човнів роблять прямокутні отвори
Джерело: Познавательный журнал ЕНОТ
