קצת על מדחפים

מתי מחליפים מדחף ? למה זה כדאי? במה צריך להתחשב ואת מה צריך לבחון.

מהו מדחף?

החוק השלישי של ניוטון אומר כי לכל פעולה יש תגובה השווה לה בעוצמתה ומנוגדת בכיוונה.

ניתן להסתכל על המדחף כעל משאבה  השואבת מים מצד אחד אחד ומעבירה אותם לצד האחר.

כאשר המדחף לוקח את המים מקדימה ומעביר אותם אחורה על פי ניוטון הפעולה הנגדית תהיה תנועה קדימה.

במשאבות ג'ט המדחף "דוחס" את המים ופולט אותם בצורת סילון לאחור.

כמות המים "שהמשאבה" מסוגלת לדחוף לאחור (לשאוב) בפרק זמן נתון תלויה בכוח המפעיל אותה.
 

קצת מידע כללי וטכני:

המדחף הנו האביזר הדוחף את כלי השייט במים. ישנם סוגים שונים של מדחפים אולם העיקרון בכולם שווה.  כולם "הולכים" במים כלומר עושים צעדים או במילים אחרות פסיעות.

לכל מדחף יש את הפסיעה שלו ואת הקוטר שלו  מספר הלהבים שלו, הטיית הלהבים ואת כוון הסיבוב שלו (ימינה עם כוון השעון או שמאלה). רוב המדחפים עשויים מסגסוגות של ברונזה, אך לעיתים ניתן למצוא מדחפים עשויים אלומיניום או נירוסטה.

המדחף מורכב על ציר המדחף וננעל עליו. במהלך הסיבוב הוא ממיר את כוח המנוע לדחף תת מימי, שואף לפסוע במים  קדימה או אחורה ועל ידי כך מזיז את כלי השייט.

קורים מקרים בהם המדחף נתקל במהלך סיבובו בעצמים הגורמים לו נזק ואז נזקקים למדחף חדש.

הנכון ביותר אם מרוצים מביצועי כלי השייט הוא, להיצמד לנתונים הרשומים על המדחף ולרכוש אחד כזה חדש. אולם יש מקרים למשל, בהם הוחלף מנוע לסוג אחר ואז קרוב לוודאי שיש צורך במדחף חדש.

הכלל הבסיסי לבחירת מדחף הנו שעל המנוע לעבוד במספר הסיבובים המתוכננים לו כאשר המצערת פתוחה לגמרי. אז גם הספק המנוע מרבי. אם המנוע איננו מצליח להגיע לסיבובים המתוכננים  סביר להניח שהמנוע פועל בעומס יתר בגלל המדחף שאיננו מתאים ויש להחליפו

לחילופין, אם המנוע מסתובב בסיבובי יתר משמע שהניצול של הספק המנוע איננו מרבי וגם אז המדחף איננו מתאים ויש להחליפו.

מזווית ראייה של עלות תועלת, שינוי מאפייני המדחף יעיל הרבה יותר מכל צעד אחר לשיפור ביצועים. לפיכך יש למצוא את המדחף הנכון המתאים לכלי השייט.

  

הצעד הראשון שיש לעשות לפני החלפת המדחף הוא איסוף ורישום הנתונים הללו:

  • חומר המדחף

  • קוטרו  

  • הפסיעה 

  • כוון הסבוב 

  • מספר הלהבים 

  • מק"ט יצרן אם ניתן 

  • קוטר ציר המדחף 

  • שיפוע הקונוס של הציר במקום בו מורכב המדחף (אותו שיפוע נמצא גם על המדחף עצמו)

  • סוג השגם הנועל 
     

בנוסף לכך יש לרשום את נתוני המנוע:

  • שם היצרן ודגם המנוע, מספר סידורי, שנת ייצור

  • הספק המנוע בכ"ס

  • תחומי סל"ד

  • מספר מנועים 

  • יחס תימסורת 

 

מידע  חיוני דרוש על ממדי כלי השייט:

  • אורך כולל

  • אורך קו מים

  • חומר גוף כלי השייט

  • שם היצרן, דגם , שנת ייצור

  • צורת הגוף

  • מהירות מרבית קיימת ורצויה

  • אופן מדידת המדחף
     

קוטר המדחף והפסיעה מסומנים בדרך כלל על לב המדחף. הקוטר הנו פעמיים המרחק ממרכז קדח הציר עד קצה אחד הלהבים.

לסירות מהירות המדחפים בדרך כלל קטנים יותר, עשויים אלומיניום או נירוסטה ובעלי זוית הטיה גדולה יותר של כנפי המדחף.

פסיעת המדחף היא המרחק שהמדחף נע קדימה בסיבוב אחד. ניתן אותה על ידי העמדת לב המדחף על משטח ישר ומדידת המרחק מהמשטח עד קצה  הכנף הגבוהה ביותר.
 

 החלקה -  SLIP

ההבדל בין מרחק הפסיעה למרחק ההתקדמות נקרא החלקה. מובן שהשאיפה היא שמרחק זה יהיה קטן ככל שניתן. הגורמים שיגדילו את ההחלקה יהיו, מבנה כלי השייט, צמדת ים  על התחתית, עודף משקל מעל המשקל המתוכנן של כלי השייט.

זרימת מים על המדחף

זרימת מים אמיתית היא זרימה הנוצרת כתוצאה מתנועת כלי השייט במים. זרימת מים מדומה היא שילוב של תנועת כלי השייט וסחרור המים סביב המדחף.

הלהב התחתון ביותר מקבל זרימת מים אמיתית  חזקה יותר מאשר הלהב הנמצא באותו זמן גבוה ממנו. הזווית בה הלהבים מקובעים לבסיס (לב המדחף) מבטיחה שהשינויים בעוצמת הזרימה לא יקטינו את יעילות המדחף.
 

בחירת הפסיעה הנכונה

שינוי הפסיעה משפיע ביחס הפוך על סל"ד המנוע , לפיכך התאמה בין המנוע ובין מדחף נכון לו תהיה פסיעה נכונה, תאפשר להגיע לתחום סל"ד מומלץ במצערת פתוחה לגמרי. הגדלת הפסיעה בכ-5 ס"מ תגרום להפחת של 300 עד 400 סל"ד.

לפיכך אם המנוע פועל מתחת לתחום הסל"ד במצערת פתוחה , כדאי לבחור מדחף אחר עם פסיעה קטנה יותר ולהפך, אם המנוע פועל מעבר לתחום הסל"ד המומלץ יש לבחור מדחף עם פסיעה גדולה יותר. 
 

בחירת שלשה להבים או ארבעה?

לכלי שייט עם מנועים חיצוניים או עם מערכת הינע ירכתיים עם שלש ארבע או שש בוכנות  עדיפים בדרך כלל מדחפים בעלי שלשה להבים. יש להם תאוצה טובה וביצועים מעולים. במדחף בן שלשה להבים , הלהבים תופסים כ-55 אחוז מהשטח הכלול בתוך קוטר המדחף. יחס זה נקרא בקיצור

.Diameter Area Ratio  או DAR .

הוספת להב רביעי מגדילה את יחס קוטר- שטח  ל60עד 65 אחוז ומעניקה  דחף רב יותר מה שמאפשר רחיפה בסל"ד נמוך יותר וכן משפר פוטנציאלית את צריכת הדלק, אולם מאידך גורם להפחתה של בין 50 – 100 סל"ד במצערת פתוחה לגמרי.

יתרונותיו של הלהב הרביעי ניכרים יותר בכלי שייט גדולים שאורכם מעל 10מטר ובכלי שייט בעלי ביצועים גבוהים.

 

לסיכום

הצורך שנוצר בהחלפת מדחף הנו הזדמנות טובה לשדרג את הביצועים של כלי השייט על ידי התקנת מדחף בעל פסיעה מתאימה/קוטר מתאים/ומספר להבים מתאים יותר.
 

הערה

מתכנני מדחפים משתמשים בתוכנות מחשב מתוחכמות ובניסויי בריכה מבוקרי מצלמות לייזר כדי לבחור את המדחף המתאים ביותר לגוף כלי שייט נתון.

עקב משתנים רבים גם מומחים אלה טועים לעיתים , אולם סיכוייהם להגיע למדחף המיטבי, גדולים לאין שיעור מסיכויי החובבן. ישנה שיטת חישוב מעט מסובכת ולכן ולא נפרט אותה במאמר זה. המעוניינים ביעוץ מוזמנים לפנות אלינו לפי כתובת המייל באתר.
גילוי נאות :החומר הכתוב נלקח ממאמרים שונים ומשמש אותנו יחד עם חומר מקצועי יותר בהתאמת מדחפים לכלי שייט.