Czuję się wywołany do tablicy. Pod dźwięcznym nickiem Gar4field, kryję się ja, czyli Sławek Kot, autor przywołanego artykułu na blogu skot boats o liczeniu skoku śruby.
O śrubach napiszę na końcu.
Otóż na całą sprawę należy spojrzeć z jak najszerszej perspektywy. Mało istotna w tym wszystkim jest marka łódki.
Najważniejszym wg mnie parametrem w przypadku ślizgu jest stosunek masy do mocy wyrażony w kilogramach na koń mechaniczny.
Pisząc masa, mam na myśli całkowitą masę startową czyli łódka, z bagażem, z ludźmi itd.
Ile waży Twoja łódka? Więcej niż ci się wydaje (ale o tym później).
Żeby łódka wyszła w ślizg masa nie może być większa niż 25kg/koń mechaniczny (powiedzmy 30 kg/HP przy idealnie dobranej śrubie i trymie)
Z drugiej strony jeśli dochodzimy do 10kg/HP wg mnie jest to granica rozsądku, granica bezpieczeństwa.
Da się jeszcze ten stosunek obniżyć, ale trzeba już wtedy naprawdę wiedzieć co się robi.
Generalnie nasze łódki są do siebie podobne w sensie długość, ciężar.
Łódka 4 metry plus wychodzi w pełen matematyczny ślizg mniej więcej w granicach 28 do 33 km/h
Pisząc "pełen matematyczny ślizg" mam na myśli osiągnięcie wolumetrycznej liczby Froude'a równej 3.
Wolumetryczna liczba Froude'a w bardzo luźnym porównaniu odpowiada liczbie Mach'a w lotnictwie. Zależy od ciężaru wypartego płynu, czyli w prostej lini od masy. Czyli czym cięższa łódka, tym musi mieć większą prędkość aby wyjść w ślizg.
Bezpieczna prędkość maksymalna to przy naszych łódkach mniej więcej 56 do 66 km/h. Osiągamy wtedy liczbę Froude'a równą 6.
Problem polega na tym, że opory nie zależą tylko od masy i prędkości.
Mamy drugi bardzo ważny parametr, czyli tzw DLR (Displacementh lenght ratio)
Jest to stosunek masy do długości wodnicy (jest o tym na moim blogu, można też poszukać pod wspomnianym hasłem Displacemet lenght ratio)
Wzór na liczenie tego wymaga podstawienia wartości w jednostkach imperialnych czyli ciężar w funtach a długość w stopach.
Książkowo w przypadku łódki ślizgowej wartość DLR powinna zawierać się w granicach 100 do 180
Poniżej DLR=100 można nakryć się kopytami dlatego ze względów bezpieczeństwa przyjęło się DLR=100 jako minimum.
Problem jaki mamy my wszyscy jest taki, że zazwyczaj mamy DLR grubo powyżej 200.
Z tego powodu moja łódka (produkcja zagraniczna, żeby nie było, że tu jakąś reklamę, czy antyreklamę robię) zwana jest pieszczotliwie U-Botem.
Weźmy pod uwagę dwie łódki: jedną o masie startowej 400kg a drugą o masie startowej 580kg. Załóżmy, że mają taką samą długość.
Mamy taki parametr jak epsilon równy siła oporu w kG siły/ masa startowa łódki.
Powiedzmy, że obie łódki płyną z prędkością FR=1,5 czyli dla
Pierwszej łódki 400kg,
DLR=120,
długość wodnicy=4,5 metrów
Prędkość w km/h= 14,57 km/h (w tym przypadku)
Epsilon= 0,085 (przypomnę, stosunek oporów do masy)
Moc w przybliżeniu 3,31 HP
Druga łódka 580 kg
DLR=250
Długość wodnicy = 4 metry.
W tym przypadku dla FR=1,5 mamy
prędkość 15,53 km/h (czyli bardzo podobną co poprzednio)
W tym przypadku epsilon = 0,13
Moc w przybliżeniu 9,11 HP
W obu przypadkach założyłem taką samą sprawność śruby na poziomie 55% co w przypadku cięższej łódki jest trudniejsze do osiągnięcia, ale realne.
Prędkość mamy praktycznie taką samą.
Masy łódek są w stosunku 1,45 a zapotrzebowanie na moc jest 2,75 raza większe dla cięższej łódki.
Czyli pierwszy wniosek:
Całość musi być tak lekka jak to możliwe. Zapomnijcie o ołowianych kotwicach po 20kg, a 10 akumulatorach 100Ah, o 100 litrowym akwarium na złowione ryby, o ile chcecie pływać w ślizgu.
Wszystko jakoś normalnie pływa przy stosunkowo niskich DLR.
DLR powyżej 250 (a jest to powszechne) to gwałt na hydrodynamice i to gwałt ze szczególnym okrucieństwem.
Czy ktoś widział, żeby samoloty były robione z ołowiu? Nie? To dlaczego wstawiamy na nasze łódki akumulatory ołowiowe? (mnie to też dotyczy, żeby nie było, że komuś dokuczam)
Rekordzista przeze mnie policzony miał DLR=450 a tego już nie można traktować w kategoriach łódki, a bardzo stabilnej bojki.
Pod względem matematycznym, naszym łódkom bliżej jest do samolotu, niż do statku. Obniżeniem masy startowej można zdziałać cuda…
Sprawdźcie jaki macie stosunek masy startowej do koni mechanicznej.
Policzcie sobie DLR.
OK, załóżmy, że wszystko wyszło OK.
Zanim zaczniecie kupować nowe śruby sprawdźcie na jakim trymie pływacie. Można tego dokonać dość prosto w dzisiejszych czasach. Bierzecie smartfona i odpalacie dowolną aplikację pt. poziomica, klinometr etc. Siadacie wygodnie i zerujecie kąt w aplikacji.
Podczas startu łódka unosi dziób do góry, to oczywiste i normalne.
Powiedzmy, ze macie prędkość 20 km/h. W tym przypadku nie ma jeszcze ślizgu. Kąt trymu będzie wynosił powiedzmy 10 stopni. Tzw kąt krytyczny w tym przypadku będzie powyżej 20 stopniu.
Powyżej kąta krytycznego mamy zjawisko zwane aquapoisoningiem czyli utratą stateczności wzdłużnej. Łódka zaczyna machać dziobem, kaczkuje….
Czyli kąta krytycznego nie możemy przekraczać…. (Nie nie jest to oczywiste, wręcz kaczkowanie jest nagminne, nawet w reklamach).
Dojeżdżamy do 30 km/h
Przy tej prędkości mamy trym na poziomie 3,5 stopnia (a kąt krytyczny powiedzmy 6 stopni)
OK….. nie przekroczyliśmy kąta krytycznego, ale ważny jest jeszcze minimalny kąt ślizgu i dla 30 km/h będzie on wynosił powiedzmy 3 stopnie.
Czyli musimy tak trymować łódkę, żeby zmieścić się w widełkach między minimalnym kątem ślizgu a kątem krytycznym.
Płynąc szybciej zaczyna być trudniej, bo przy 50km/h plus kat krytyczny będzie na poziomie 3 stopni, a minimalny kąt ślizgu powiedzmy 1,5 stopnia.
Jak zejdziemy poniżej 1,5 stopnia spadnie nam pysk do wody i koniec ślizgu, pchamy tylko wodę (kaczkujemy), jak damy powyżej 3stopni mamy aquapoisonig w czystej formie, czyli kaczkowanie idealne..
Być może piszę o rzeczach oczywistych, ale patrząc na YouTube na to jak pływamy, patrząc również na materiały reklamowe wygląda na to, że kaczkowanie jest powszechne i wcale nie jest to oczywiste…
OK…… ustaliliśmy sobie trym. (tylko żeby nikt nie wpadł na pomysł, żeby umieścić AKU na dziobie, bo to usiłowanie zabójstwa)
Mając pewność że mamy wystarczająco mało kg/HP, jakiś normalny DLR, powalczyliśmy trochę z trymem i jest ok, możemy zabrać się za szacowanie śruby napędowej:
Jeśli silnik wkręca się na maksymalne nominalne obroty (powiedzmy 4500) to oznacza, że dla tego obciążenia możemy jeszcze wydłużyć skok śruby i ewentualnie zwiększyć średnicę.
Charakterystyka śruba na wykresie (każdej) jest wklęsła (wypukła do dołu)
Charakterystyka silnika (każdego) jest wypukła do góry. Obie krzywe mają się przecinać przy maksymalnych obrotach.
O tym, że mamy źle dobraną śrubę świadczyć może to, że silnik nie wkręca się na wysokie obroty.
Albo odwrotnie, wkręca się za łatwo.
Ideałem byłoby, jeśli silnik nominalnie kręci powiedzmy 4500 a u nas wkręca się na 4400.
Policzenie łódki ślizgowej to około 60 różnych analiz. W astronomicznym skrócie opisałem to, co wg mnie jest najważniejsze, co każdy może oszacować we własnym zakresie.
Czyli:
Ilość kg/koń mechaniczny (w ślizgu ma być między 10 a 25)
DLR (czym mniej tym lepiej, najlepiej w zakresie 100 – 180)
Trym (żeby nie kaczkowało i żeby pysk w ślizgu nie spadał)
Śruba (żeby się wkręcała jakieś 100 obrotów niżej od maksymalnego nominalnego RPM.
PS. I żeby nie było, że komuś chcę dokuczyć. Sam pomimo posiadanej wiedzy pływam U-botem (zagramanicznej produkcji), który sam w sobie waży ze 250kg. (4,35m)
Do tego używam Yamahy 40HP o wadze 96 kg. Do tego dwa AKU 80Ah kwasowe.
Co ciekawe używam jeszcze Johnsona 35HP który waży 56 kg.
Pomimo tego, że jest nominalnie słabszy całość na Johnym jest szybsza.
Ale z pewnych względów pomimo, że yamaha więcej pali i jest wolniejsza, wolę pływać Yamahą.
Bogatemu wszystko wolno. I tak też podchodźcie do tematu.
Natomiast jeśli chcecie iść w kierunku sportu wyczynowego, zapomnijcie o akumulatorach ołowiowych, o łódkach z laminatu poliestrowo szklanego.
Wyczyn, to zupełnie inna bajka.
