Мощность двигателя парусной яхты

Мощность двигателя парусной яхты

Большинство современных круизных яхт можно с уверенностью назвать парусно-моторными: они до 60% времени ходят под мотором. Для них надежный и правильно подобранный двигатель является таким же важным атрибутом, как уровень комфорта на борту и ходовые качества под парусами. Поэтому просчеты при выборе силовой установки недопустимы с точки зрения экономичности эксплуатации, не говоря уже о безопасности.

Как получена предлагаемая диаграмма
Применен двойной подход к задаче: с одной стороны, анализируются статистические данные натурных испытаний; с другой выполняются серийные гидродинамические расчеты с использованием результатов испытаний систематической серии корпусов яхт Дэльфтского Университета. Базовая серия для расчетов составлена по результатам анализа статистики главных размерений современных судов рассматриваемого типа. Эти гидродинамические расчеты служат для установления характера и закономерностей диаграммы. Статистические данные испытаний использованы для «привязки» расчетов к показателям существующих судов: с их помощью определены значения комплексного пропульсивного коэффициента, учитывающего эффективность гребного винта и его взаимодействие с корпусом, КПД передачи, и др. факторы снижения мощности. Как показала проверка, для рассматриваемого типа яхт предлагаемый метод оценки мощности обеспечивает получение вполне достоверных результатов.

По результатам выполненного анализа построена предлагаемая на Рис.1 диаграмма. Она наглядно связывает скорость (при ходе без действия ветра и волнения) парусно-моторной яхты vS в узлах с ее водоизмещением D, т, длиной корпуса по ватерлинии LWL, м и мощностью установленного двигателя N, л.с. Значения диаграммы относятся к парусно-моторным яхтам с плавниковым килем и отдельно установленным рулем, с характерными для современных судов соотношениями главных размерений и формами корпуса, оборудованным стационарными дизельными двигателями и винтами фиксированного шага (ВФШ).

Задачи, решаемые с помощью диаграммы:
1. Обоснование скорости движения яхты под двигателем
Выбору скорости движения предшествует определение благоприятных скоростных режимов. Следует соотносить скорость и мощность устанавливаемого двигателя с формой корпуса. Вопросы взаимосвязи формы корпуса с достижимыми скоростями неоднократно подробно освещались в литературе. Для корпусов традиционных «водоизмещающих» форм энерговооруженность должна обеспечивать относительную скорость в пределах:

— от Fr = 0.29 что соответствует минимальной скорости яхты в узлах по правилам ORC
— до Fr = 0.42, за которым неизбежны большие затраты мощности для преодоления горба сопротивления. Т.е. следует избегать режимов, когда линии на диаграмме круто поднимаются вверх.

Для контроля режима движения на диаграмму нанесены изофруды и область значений, характерная для современных яхт (по статистическим данным).

2. Оценка мощности устанавливаемого двигателя.
Задаемся крейсерской скоростью яхты (из изложенных выше соображений). Зная длину яхты по КВЛ и водоизмещение при расчетной нагрузке определяем потребную мощность.
Запас мощности . Как показывает анализ хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации парусно-моторных яхт, предусматривается запас мощности дизеля не менее 20% от номинальной. Если судно имеет развитую надводную часть или будет эксплуатироваться преимущественно в сложных погодных условиях, то запас мощности должен быть соответственно увеличен.
Тип гребного винта. Значения диаграммы относятся к пропульсивным комплексам с ВФШ. Если используется складной винт (имеющий более низкий КПД), то мощность двигателя следует увеличить еще на 25. 35 %.
Расчеты показывают, что при движении под парусом винт ВФШ приводит к снижению скорости в застопоренном и свободно вращающемся состоянии примерно на 7% и 3% соответственно (при Fr = 0.35). Тем не менее для рассматриваемого типа круизных парусно-моторных яхт, когда такая потеря скорости может быть оправдана, более рационально и экономично использовать именно жесткий винт.

Пример:
Требуется оценить мощность дизеля для парусно-моторной яхты с LWL = 12.4 м, D = 13 т, оборудованной винтом фиксированного шага, для обеспечения крейсерской скорости vS = 8.0 уз.
Потребная энерговооруженность по диаграмме Рис.1 составит n = 2.6 л.с./т.; потребная мощность 34.5 л.с.
С учетом запаса мощности 20% мощность дизеля составит 43.1 л.с.
Из каталога выбираем ближайший больший по мощности дизель, например, Volvo Penta MD22L номинальной мощностью 48 л.с.
При работе на номинальной мощности скорость под этим двигателем (конечно, при надлежащем подборе винта) составит около 8.4 уз.
Как можно заметить, для повышения скорости всего на 0.5 узла потребуется установить двигатель мощностью 76 л.с.; расход топлива возрастет при этом в 1.6 раза.

Показательно, что для некоторых яхт и проектов в рекламных изданиях указывают практически не достижимые при их характеристиках значения скорости под двигателем. Напротив, если судно значительно «не добирает» скорость по сравнению с диаграммой, то существуют значительные резервы для совершенствования его пропульсивного комплекса. Предлагаем читателям, вооружившись предлагаемой диаграммой как инструментом, критически анализировать такого рода информацию.

Источник

Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…

Выбираем вспомогательный мотор для парусной яхты.

Предлагаемые ниже зависимости, основанные на статистических формулах Ф. Геллера, мoгут быть использованы яхтенными конструкторами и яхтсменами для выбора вспомогательного двигателя и основных параметров гребного винта яхты. Этот мeтод дает достаточно точные результаты. Оптимальная скорость яхты зависит прежде вceгo от ее длины по действующей ватерлинии в метрах LWL и численно выражается формулой

Читайте также:  Микросхема драйвер шаговым двигателем

Все попытки заставить яхту идти быстрее даже при установке мощнейших двигателей бесполезны. Подобные попытки приводят лишь к тому, что яхта просаживается глубже кормой и становится неустойчивой на курсе. Из этого общего правила составляют исключение глиссирующие парусные яхты, имеющие плоскую корму с широким транцем, что при достаточной длине корпуса, как, например, у «Финна» и «Летучего голландца», обеспечивает выход на глиссирование. Для таких судов существуют специальные методы расчета, но двигатели на них, как правило, не устанавливают. Вторая определяющая характеристика яхты — ее водоизмещение, или ее вес. Всякому ясно, что яхта в 20 Т. нуждается в более мощном моторе чем яхта в 2 Т. Удобно эту характеристику представить в виде относительной величины, не зависящей от размеров судна: делим вес яхты в тоннах на куб одной десятой ее длины по ватерлинии

гдe /\ — эксплуатационное водоизмещение. Если вы по этой формуле получили значение б 7,5, то уже тяжелое. Максимально допустимая величина б не превышает 18. Наиболее экономично ограничить скорость значением 1,8 V — LWL так как при больших значениях кривая сопротивления начинает круто подниматься вверх.

Мощность на валу. При скорости 1,8 V — LWL мы должны на 1 тонну водоизмещения иметь на валу мощность в 1 л. с. Это не значит, что нужно ограничивать мощность двигателя этим значением, необходимо иметь еще запас на случай шторма. Для достижения скоростей 2 — 2,4 V — LWL peкомендуется, в зависимости от относительноrо водоизмещения б, следующие удельныe мощности ND:

Эффективная мощность двигателя (на фланце вала). Для вычисления эффективной мощности достаточно к расчетной мощности на гребном валу прибавить 15 — 20%. При подвесном моторе нужно прибавить 20%, при стационарном моторе с угловой колонкой 25 — 30%. Эти прибавки не учитывают все потери трения на гребном валу, потери от атмосферных условий, которые изменяют мощность двигателя. Отклонения мощности до + 10% от номинальной вызываются и мeтeoрологическими условиями.

Число оборотов гребного винта. Необходимо так подобрать редуктор, чтобы винт делал примерно 200 об/мин на узел скорости. Естественно, здесь мы говорим о наибольшей скорости, которая может быть получена, кoгдa двигатель работает на полных оборотах.

Диаметр гребного винта. На метр LWL приходится 40 — 42 мм диаметра винта. Многочисленные проверки подтвердили справедливость этого закона. По этой формуле считают трехлопастной винт. В случае двухлопастного винта рассчитывают диаметр по этой формуле и прибавляют к нему 20 — 30мм. Если, например, диаметр трехлопастного винта 300 мм, то диаметр двухлопастноrо должен быть 300 + 30 = 330 мм.

Шаг гребноrо винта. С достаточной точностью можно определить шаг винта, исходя из числа оборотов мотора и передаточного числа редуктора: если обороты винта будут отличаться от расчетных не более, чем на 150 об/мин, шаг винта Н должен составлять 0,6D, т. е. 60% диаметра. Можно допустить превышение pacчетных оборотов только на 200 — 400 в минуту; в этом случае Н = 0,5 — 0,55 D (меньший шаг относится к большей скорости вращения). Если реальные обороты винта будут меньше расчетных, разница должна быть не более 250, максимум 300 об/мин. В этом случае H = 0,65D.

Подвесные моторы. При применении их на парусных яхтах в качестве вспомогательных двигателей возникает ряд трудноразрешимых проблем, так как они имеют очень большие числа оборотов, неизменяемый редуктор и ограничения по малым оборотам. Винт обычно делает более 2000 об/мин.

Для маленьких и относительно легких лодок (б — 5 узлов,

Если скорость получается значительно больше проектной или даже максимальной, тoгдa можно утвepждать, что винт перегружен и будет работать с кавитацией. К тому же мотор практически не разовьет номинальные обороты. Винты с малым шагом не подходят к подвесным моторам, так как эти моторы не пригодны для малых расчетных скоростей — винт вращается слишком быстро.

Установка винта. Между ближайшей частью корпуса и лопастью винта должен быть зазор не менее 10% диаметра винта — меньший зазор приведет к неприятной вибрации. Часто бывает так, что прекрасно pacсчитанный винт оказывается слишком велик. Приходится обрезать винт, что сразу вызывает мнoгo проблем. В этом случае прежде вceгo необходимо увязать шаг и диаметр. При уменьшении диаметра винта нужно вдвойне увеличить шаг, т. е. если диаметр уменьшают против расчетноrо на 10%. то расчетный шаг увеличивается на 20%: Но после подобной операции в большинстве случаев уменьшается коэффициент полезного действия винта. Винты глиссирующих судов никогда не считаются по описанным выше эмпирическим формулам. Винты таких судов имеют гораздо больший шаг (Н = 1,27 — 1,4 D).

Источник

Моторная или парусная яхта

Ниже приводится своеобразная азбука чартера, начиная с вечной дилеммы – моторная яхта или парусная. Для облегчения разрешения этой дилеммы сравниваются особенности этих категорий и описаны достоинства и недостатки каждой.

Моторные яхты характеризует прежде всего тип двигателя, а затем и концепция корпуса, который может быть водоизмещающим, гибридом между водоизмещающим и глиссером, и разными глиссерами – от чего зависит скорость, а нередко и удобство, безопасность и способ использования судна. Небольшие моторные суда для развлечения оборудуются одним главным двигателем и малым, обычно внешним, вспомогательным агрегатом, в то время, как большие суда стандартно имеют два двигателя для лучших мореходных качеств и большей безопасности.

Парусные яхты характеризуют водоизмещающий корпус с балластным килем, мачтой, парусами и вспомогательным двигателем.

Читайте также:  Малютка вода в двигателе

В последнее время все популярнее становятся двухкорпусные яхты – катамараны. Стабильные, относительно быстрые, исключительно удобные и безопасные суда, имеющие до восьми кроватей, удобны для путешествия больших семей или групп друзей.

Скорость

Моторные яхты

Самая значительная разница между парусными яхтами и моторными судами в скорости, максимальной и эксплуатационной. Современные моторные яхты, да и катера по концепции корпуса и мощности двигателя проектируются и строятся с тем, чтобы достичь высоких скоростей от 15 до 70 узлов. Межу тем, суда с очень большими скоростями тяжело найти в предложениях чартерных компаний, так как средняя скорость предлагаемых судов около 20 узлов. Этого достаточно для приятного плавания и волнующего глиссирования.

Следует сказать, что глиссирование не только вопрос удовольствия, но и экономичности, так как сопротивление корпуса глиссирующего судна существенно меньше, чем у обычного водоизмещающего судна. Глиссер со своей большой скоростью позволяет вам утром выйти из Сплита, до полдня провести время, купаясь в какой-нибудь хорватской бухте, забежать на обед до Виса и возвратиться на ночь на остров Корчула.

Однако, это достоинство моторных яхт связано с недостатками: удары волн о корпус судна на больших скоростях хода, вибрация, шум двигателей, запах выхлопных газов и т. п.

Парусные яхты

Скорости, которые достигают парусные яхты определены условиями их предназначения. Медленные из-за умеренной площади поверхности парусов и тяжелого корпуса, устроенного для обеспечения комфортабельности экипажа, а не наслаждения скоростью, яхты ходят со скоростью от 5 до 10 узлов. Это значит что за пять часов активного плавания вы можете пройти около 40 миль, что необходимо учитывать при планировании путешествия. Достоинства акватории Адриатического моря, изрезанные берега с многочисленными островами и небольшая удаленность между стоянками в течение планируемого плавания позволяют в течение одного дня иметь достаточно времени для плавания, наслаждения хождением под парусами при благоприятных ветрах, для купания в какой-нибудь бухте и, соответственно, ночевки в ближнем месте. Эта категория судов обозначена особенной философией жизни на море: не важна скорость, а важен контакт с морем, ветром и природой. А это важно.

Хорошо идти при слабом ветре со скоростью 2-3 узла. Такое плавание – рецепт расслабления под шум моря, без шума двигателя и запахов выхлопных газов. Для опытных и смелых, не спускающих паруса и не уменьшающих их площадь при ветрах выше 20 узлов, хождение под парусами превращается в авантюру с андреналином.
Скорость плавания под парусами зависит от от условий погоды, ветра, как движителя, волн и течений. При этом двигатель мощностью от 30 до 100 кв предназначен для маневров в порту, плавания при полном штиле или для уклонения от штормовой погоды.

Расходы

Моторные яхты

Скорость оплачивается расходом топлива. Например, два дизельных двигателя мощностью по 250 кв могут расходовать более 100 литров топлива в час в зависимости от режима работы. Например, моторная яхта Princess 52, оборудованная двумя двигателями по 610 кв, следуя из Сплита до Дубровника через Хвар со средней скоростью 20 узлов израсходует топлива на 7000 кун (около 1000 евро). Следовательно, при аренде моторной яхты следует обязательно обращать внимание на заявленный расход топлива, так как стоимость расходов на топливо, которое вы израсходуете, может опасно приблизиться к стоимости аренды судна.

Парусные яхты

При эксплуатации парусной яхты стоимость топлива незначительна. Обычно сумма около 700-1000 кун (около 100-150 евро) за целую неделю. Без сомнения, конечный результат зависит от того, сколько часов пройдено под двигателем, сколько вы ходили под парусами и были ли благоприятные ветры. Летом на Адриатике послеполуденный мистраль почти постоянен и если на яхте хоть немного обученный экипаж, то вы легко можете идти наибольшей скоростью, которую позволяют развить конструктивные особенности яхты. Однако, если обстоятельства заставляют использовать двигатель больше, чем планировалось ранее, не следует волноваться. Расход топлива на яхтах скромный.

Автономность

Моторные яхты

Из-за большого расхода топлива автономность (расстояние в милях, проходимое с полным танком топлива при отплытии) намного меньше чем у парусных яхт. На практике это значит, что вам придется чаще заправляться у топливного причала, что в разгар сезона может быть чрезвычайно тяжело из-за очередей. Порой придется ждать более часа. Поскольку прием топлива может занять около двадцати минут, так как часто вливается 1000 литров или более, то лучше подоходить к топливному причалу ранним утром, с началом ее работы.

Парусные яхты

Камбуз парусной яхты

С одним полным танком (обычно около 100-200 литров) можно путешествовать целую неделю. На практике, это значит, что вы нанимаете яхту, отходите с полным запасом топлива, а потом покупаете топливо в конце семидневного плавания, если по договору должны вернуть яхту с полным танком. Если при благоприятных ветрах вы будете ходить под парусами неделю, то двигатель будет использоваться только для маневров в маринах и, возможно, для подзарядки аккумуляторов.

Можно вспомнить, что многие яхтсмены прошли вокруг света даже на относительно небольших яхтах, что без заправки топливом невозможно на большой моторной яхте.

Маневренные особенности

Моторные яхты

Глисерное днище моторной яхты спроектировано для достижения больших скоростей. В открытом море на больших волнах, особенно с борта или с кормы (если сесть на волну), яхта не держит хорошо курс, вызывая бортовую качку. В этом случае помогают более мощные двигатели, которые могут совладать с силой волн. Чем мощнее двигатели, тем больше стабильность судна, и тем быстрее можно уклониться от возможной непогоды.

Читайте также:  Двигатель тойота марино контрактный

При выходе и входе в марины моторные яхты с двумя двигателями очень легко управляемы, так как работая одним двигателем вперед, а другим назад, можно развернуть судно на месте. Более того, моторные яхты большего размера имеют электрические носовые подруливающие устройства, а яхты высшего класса и кормовые. Поэтому маневр даже в стесненных маринах является настоящим удовольствием.

Проблемы появляются при сильном боковом ветре, когда из-за малой скорости судно сильно сносит, так как подводная часть судна, которая могла бы сопротивляться сносу, значительно меньше его надводной части, подверженной влиянию силы ветра. В этом случае маневр необходимо производить быстро и решительно, а для этого необходим опыт.

Парусные яхты

Яхты проектируются и строятся на идее меньшего сопротивления подводной части корпуса и большей остойчивости под влиянием ветра и волн. Из-за низкого центра тяжести тяжелый балластный киль обеспечивает яхте остойчивость и уменьшение сноса под действием ветра, так как он работает в качестве «погруженного крыла». Кроме того, увеличением и уменьшением площади парусов, то есть влияя на силу воздействия ветра можно скорость яхты приспосабливать к состоянию моря, придерживаясь правила что большая скорость добавляет остойчивости на неспокойном море.

Маневрирование парусной яхтой в марине отличается от маневрирования моторной яхтой. Один двигатель по сравнением с двумя на моторной яхте является недостатком. Однако, благодаря килю, который является центром вращения подводной части корпуса, и положению винта, обычно смещенному на одну треть длины корпуса от кормы, парусные яхты в портах очень поворотливы.

Им мало мешает и боковой ветер из-за благоприятного соотношения подводной части судна и надводного борта. Если яхта имеет носовое подруливающее устройство, то ее маневренные возможности улучшаются.

Комфортабельность

Моторные яхты

Корма моторной яхты

Кроме скорости, характерными чертами моторных яхт являются комфортабельность, роскошная отделка интерьера, большие палубы для принятия солнечных ванн, отдельные помещения на баке. На кормовой части судна (кокпите) больше места, чем на парусных яхтах. Здесь обычно размещается большой стол и стулья для отдыха и приема пищи. Пассажиры спускаются в море с кормовой платформы, более просторной, чем на парусной яхте, если она вообще ее имеет. Далее, моторные яхты обычно имеют верхний командный мостик, который делает возможным совмещать отдых и управление судном с осмотром чудесных окресностей. Внутреннее убранство высокого качества с применением качественных тканей и кожи. Палубы из тикового дерева и часто покрыты коврами, каюты просторные и оборудованы большими ванными комнатами, кухня большего размера и лучше оборудована, чем на парусных яхтах: микроволновая печь, дополнительный холодильник, аппарат для льда…

Все чаще моторные яхты оборудуются климатическими установками, электроникой для развлечений, то есть всем, что делает путешествие приятным. Для всех этих потребителей энергии в машинном отделении размещается генератор, который в море обеспечивает домашний комфорт. Моторные яхты, как большие потребители энергии, часто вызывают падение напряжения в маринах, поэтому рекомендуется не пользоваться одновременно всеми потребителями энергии.

Парусные яхты

Современные парусные яхты по комфорту приближаются к моторным, но на них комфорт все таки подчинен назначению плавать под парусами. Носовая палуба узкая и не приспособлена для загорания в такой степени, как на моторной яхте, к тому же там проходят разные концы для управления парусами. На кокпите из-за направляющих ползунов шкотов и из-за лебедок место для стола сравнительно мало, хотя комфорт внутри подпалубного пространства приближается к комфорту моторных яхт. Комфортабельные двухместные каюты, салон, кухня с газовой плитой, духовкой, холодильником, туалетные комнаты с душевыми кабинами. В последнее время современные модели оборудуются телевизорами и системой отопления или кондиционирования воздуха, а также дизель-генераторами.

Впрочем, главным фактором, влияющим на (не)комфорт парусной яхты, является ее положение под парусами: крен может достичь 20º и все на судна стоит «набок». Плохо закрепленные вещи разлетятся вокруг, а перемещение по палубе достаточно затруднительно, так как приходится ходить по косым поверхностям. Для возможности готовить пищу в таких условиях плита закреплена на карданном подвесе, позволяющем ей находиться в горизонтальном положении при крене яхты. Следует следить за боковыми и палубными иллюминаторами: если они останутся открытыми, то при нахождении в море существует опасность заливания внутренних помещений.

Цена аренды

Моторные яхты

Стоимость аренды моторных яхт на порядок выше по сравнению с парусными из-за их более высокой стоимости. Залог, оставляемый при аренде, также выше. Разумеется, содержание моторных яхт требует больше труда и стоит дороже расходов на содержание парусных яхт, особенно из-за мощных двигателей, работающих на высоких оборотах для достижения больших скоростей. Количество дополнительного оборудования и снабжения также является причиной взвинчивания цены. Последнее, что не следует забывать – стоимость топлива, которая также повышает общую стоимость аренды. Это в итоге достигает нескольких десятков тысяч евро за неделю аренды.

Парусные яхты

Стоимость аренты парусной яхты существенно ниже. Намного ниже и расходы на топливо. Поэтому парусные яхты нанимаются значительно чаще, чем моторные. Обычно семья из 4-х человек может расчитывать на 3-4 тысячи евро за неделю аренды со всеми дополнительными расходами.

Ознакомившись с вышеуказанной информацией, своими предпочтениями и бюджетом можно сделать свой выбор в том, какую яхту предпочесть для летнего отпуска.

Источник

Ответы на популярные вопросы
Adblock
detector