Винт регулируемого шага

Винт регули́руемого ша́га, винт переме́нного ша́га или винт изменя́емого ша́га (ВРШ, ВИШ) — винтовой движитель, угол установки лопастей которого не задан при производстве, а может изменяться непосредственно в процессе эксплуатации. При этом лопасти винта вращаются вокруг своей длинной стороны.

Гребной винт изменяемого шага

Воздушный винт изменяемого шага на транспортном самолёте

Подвидом ВРШ являются реверсивные гребные винты, в которых шаг может быть установлен на отрицательные значения. Такие винты могут создавать обратную тягу для торможения или движения назад без необходимости изменения направления вращения вала.

ВРШ состоит из ступицы, лопастей и механизма, осуществляющего поворот и фиксацию лопастей.

Данный тип винтов сложнее, тяжелее и дороже винтов фиксированного шага, однако он широко используется в кораблестроении и авиации. Изменяемый шаг винта позволяет поддерживать эффективность движителя близкой к оптимальной вне зависимости от скорости движения носителя в потоке. Также он позволяет реализовать реверс движителя без изменения направления его вращения — за счёт поворота лопастей в нужном направлении (так, чтобы упор движителя был направлен против движения объекта).

Винт регулируемого шага может быть эффективным для всего диапазона скоростей вращения и условий нагрузки, поскольку его шаг будет изменяться для поглощения максимальной мощности, которую способен давать двигатель. Изменяя лопасти гребного винта до оптимального шага, можно получить более высокий КПД, тем самым экономя топливо. Судно с ВРШ может быстрее ускоряться с места и намного эффективнее тормозить, что делает остановку более быстрой и безопасной. ВРШ может также улучшить маневренность судна, направляя на руль более сильный поток воды.

Главными недостатками ВРШ по сравнению с винтом фиксированного шага (ВФШ) является большая сложность конструкции и стоимость, а также меньшая надёжность. Кроме того, ВФШ обычно более эффективен, чем ВРШ, при одной конкретной скорости вращения и условиях нагрузки. Соответственно, суда, которые обычно работают со стандартной скоростью (например, большие балкеры, танкеры и контейнеровозы) обычно имеют ВФШ, оптимизированный для этой скорости.

Использование гребного винта регулируемого шага на судне в ледовых условиях не эффективно в связи с большой вероятностью поломки такого винта о лёд.

История

Винты регулируемого шага (ВРШ) впервые появились в середине XIX в., когда на пароходах с механическим двигателем всё ещё сохранялось парусное вооружение. Из-за малой надёжности ранних паровых машин основным движителем оставался парус, а механические двигатели использовались в штиль или для более эффективного маневрирования. Однако при движении под парусами застопоренный винт имел значительное гидравлическое сопротивление и тормозил судно. Первоначально эта проблема решалась подъёмом винта из воды, затем в 1844 году Вудкрофт предложил конструкцию винта с лопастями, которые могли поворачиваться вдоль движения судна. Известны также винты с поворотными лопастями конструкции Модслея (1848 г.) и Бевиса (1869 г.).

В ранних конструкциях ВРШ лопасти поворачивались с помощью механизма, расположенного в ступице винта, и механического привода в виде муфты, смонтированной на гребном валу.

См. также

• Движитель
• Гребной винт
• Воздушный винт

Ссылки

• Винт регулируемого шага // Большой энциклопедический политехнический словарь (рус.). — 2004.
• Кузьмин Г. И. Воздушные винты. М.: Оборонгиз, 1937., гл. 4. Винты регулируемого шага. 1 (недоступная ссылка)