Мы охотно верим цифрам на колпаке своего мотора, особенно если он имеет японское или американское происхождение. Написано: «20 сил», – значит должен выдать и разогнать лодку «на все деньги». Тем не менее, водномоторнику полезно держать в голове некоторые соображения относительно выдаваемой мощности и на средних оборотах.
Простая арифметика
Как мы помним из школьного курса физики, выдаваемая двигателем мощность есть величина сочинённая, определяемая численным перемножением крутящего момента на обороты. То есть развить заданную паспортом мощность он сможет, когда при полностью открытом дросселе выдаёт максимальные паспортные обороты, крутя валом номинальную нагрузку, заданную правильно подобранным винтом. Если обороты не достигают номинала либо винт оказывается слишком лёгким при вращении, говорить об истинности цифры на колпаке мы не имеем права.
Как правило, новые и исправные моторы способны честно отдать заявленные силы, развивая при полностью открытом дросселе типовые 5500-6000 об./мин, а лодка при этом достигает среднестатистической скорости с нормальной нагрузкой и правильным винтом. О правильных винтах и правильном глиссировании написано множество статей. Хотелось бы заострить внимание на следующем моменте…
Сколько «лошадей» мы кормим в разных режимах?
Режим полного хода с полностью открытой заслонкой – далеко не самый экономичный, и обычно мы, выйдя на глиссирование, скидываем обороты до крейсерских, чтобы уменьшить расход топлива, не слишком теряя в скорости. Вот тут, на «частичных» режимах работы, часто возникают недоразумения: какую реальную мощность мотор выдаёт и какого расхода топлива следует от него ожидать.
Хорошо известно, что часовой расход напрямую связан с отдаваемой мощностью, и для хороших двухтактных подвесников его можно принять в среднем равным 0,4 л бензина (бензомасляной смеси) на каждую л.с. в час, а для четырёхтактников – около 0,3 л/л.с. в час. Допустим, у вас есть тахометр, и вы в состоянии контролировать развиваемые обороты. Каким будет расход при снижении оборотов с полных 5500 до экономичных 4800 об./мин?
Есть тонкости и особенности!
Часто можно видеть, как даже грамотные инженеры пытаются для оценки мощности в зависимости от оборотов использовать распространённые графики внешней скоростной характеристики двигателя (ВСХ), которыми моторостроители обычно снабжают свою продукцию. Кажется, что ВСХ довольно очевидно связывает выдаваемую мощность с развиваемыми оборотами. Это не так. Кривая ВСХ всегда снимается при полностью открытом дросселе, и различные значения оборотов достигаются торможением вала на стенде различной моментной нагрузкой. То есть, имея ВСХ, можно охарактеризовать предельный режим работы двигателя.
Для оценки частичных режимов работы используется другая зависимость – винтовая характеристика, или кривая мощности, потребляемой винтом при различных оборотах (рис.). Как правило, она представляет собой параболу, степень которой для глиссеров принимается равной 2,5, а для водоизмещающих и переходных корпусов – 3. Этот показатель крайне важен для оценки выдаваемой двигателем мощности, ведь при любых оборотах она в точности равна мощности, потребляемой винтом.
Допустим, ваш мотор отдаёт «максималку» при 5500 об./мин (посмотрите в паспорте, и если там указан некоторый диапазон – возьмите среднее значение). Разделите на этот максимум текущее значение оборотов и возведите результат в степень 2,5. Получится доля полной мощности, отдаваемая мотором при данных оборотах.
Например, (4800/5500)^2,5 = 0,71. То есть при 4800 об./мин типовой мотор мощностью 20 л.с. отдаст 71% своей полной мощности, или примерно 14 л.с. Если лодка при полных оборотах не способна перейти через «горб» сопротивления и не глиссирует, следует воспользоваться степенью 3, и тогда отдаваемая на частичных режимах мощность будет ещё ниже – мотору в переходных режимах тяжелее работать. Умножив полученное значение мощности на 0,4 или 0,3, можно оценить приблизительный часовой расход топлива на данном режиме для 2- и 4-тактного мотора соответственно.
Из данной методы следуют некоторые важные выводы.
Многие склонны по-автомобильному напрямую связывать отдаваемую мотором мощность с оборотами. На воде это не так. Работая на винт, мотор начинает отдавать основную мощность при приближении оборотов к максимальным. Половинную мощность большинство подвесников отдаст примерно при 4300-4500 об./мин, а более низкие обороты их практически не нагружают. У водомётных движителей эта особенность выражена ещё сильнее.
Или другой момент: некоторые полагают, что, установив чуть более «тяжёлый»( в обиходе такой винт называют скоростным) винт с увеличенным шагом, можно получить экономию топлива. Возможно, это так, но судите сами: снизив максимальные обороты дополнительной нагрузкой, мы снижаем и реально отдаваемую мощность. На сколько – следует смотреть уже не по винтовой, а по упомянутой внешней характеристике ВСХ, и сравнивать результат с эффектом от простого убавления «газа» на прежнем винте. Выигрыш может прийти за счёт более эффективной работы винта, КПД которого обычно растёт с уменьшением оборотов и увеличением шагового отношения H/D.
Возможно, для дизельных двигателей, а тем более электромоторов с их более ровной нагрузочной характеристикой такая экономия достижима, но для бензиновых подвесников дополнительная нагрузка на механизмы едва ли оправдается сбережённым бензином. Проверяйте сами.Изложенные соображения применимы только к исправным неизношенным двигателям. Бывает, что мотор, вроде, и выдаёт положенные обороты, но при этом рекомендованный специалистами винт тянуть не может, требует его «облегчения». Это значит, что заявленную мощность он не отдаёт по причине «усталости» либо просто его характеристики не соответствуют паспортным. Факт невыдачи номинальной мощности необходимо устанавливать, применяя специально оттарированную на образцовом моторе вертушку-мулинетку вместо гребного винта. Её можно найти у спортсменов-водномоторников. Как вы понимаете теперь, тахометр у грамотного и заботливого судоводителя – один из важнейших приборов на борту.
Алексей Даняев
Источник: Журнал “Петербургская рыбалка”
