Виды взаимосвязи элементов пропульсивного комплекса на судах

Обновлено: 24.04.2024

Пропульсивный комплекс судна включает корпус судна, главный двигатель и гребной винт, работающие во взаимодействии. Характеристики каждого из трех элементов пропульсивного комплекса изменяются в эксплуатации под воздействием внешних факторов.

Характеристики корпуса - зависимость сопротивления среды движению судна или буксировочной мощности от скорости хода судна. Нестабильность этих характеристик определяются:

- состоянием подводной поверхности корпуса, которое изменяется в эксплуатации вследствие разрушения краски, коррозии, органического обрастания;

- изменениями гидрометеорологических условий.

Характеристики гребного винта - его кривые действия, т. е. зависимости коэффициента упора , коэффициента моментаи к. п. д.в свободной воде от относительной поступи. Причины изменения этих характеристик:

- изменение состояния лопастей гребных винтов, обусловленное коррозией, кавитационной эрозией, обрастанием, отложением солей, выпадающих из морской воды и т. п.;

- влияние свободной поверхности винта при оголении лопастей в период качки судна.

Собственные характеристики двигателя внутреннего сгорания как элемента пропульсивного комплекса могут быть представлены в форме зависимостей изменения индикаторной или эффективной! мощности от частоты вращения или. Этими характеристиками могут также служить зависимости крутящего момента,или давлений в цилиндре,от частоты вращения.

Внешние эксплуатационные факторы изменяют собственные характеристики каждого элемента комплекса, характеристики взаимодействия этих элементов и общие характеристики комплекса.

Механизм прямого и обратного влияния этих характеристик чрезвычайно сложен. Достаточно сложно изменяются в эксплуатации характеристики каждого элемента комплекса.

Самыми существенными внешними факторами, влияющими на изменение характеристик каждого элемента и пропульсивного комплекса в целом, являются эрозия, коррозия, обрастание животными организмами и водорослями и другие, влияющие на изменение состояния поверхности корпуса и лопастей гребных винтов.

Параметры, определяющие эффективность пропульсивного комплекса - скорость хода судна, мощность главных лвигателей, частота вращения гребных винтов, расход топлива и др. От этих параметров зависят важнейшие показатели коммерческой и технической эксплуатации судов морского флота.

Повышение скорости хода судов без дополнительных затрат, снижение мощности для достижения заданной скорости, существенное сокращение затрат на топливо и его подготовку — основные цели обеспечения качественной эксплуатации пропульсивного комплекса судна.

Влияние эксплуатационных факторов на пропульсивные качества судна

Влияние эксплуатационных факторов на характеристики корпуса судна

1 -сопротивление воды; 2 - попутный поток; 3 - засасывание

Влияние внешних факторов на гидромеханических характеристик гребного винта вследствие изменения состояния лопастей (без учета влияния свободной поверхности, качки, оголения лопастей и других факторов)

Движитель — устройство, преобразующее энергию двигателя либо внешнего источника в полезную работу по перемещению транспортного средства. Например:

— автомобили, локомотивы, велосипеды и т. д. . — гусеничные трактора, танки, некоторые типы вездеходов. — самолёты, дирижабли, суда на воздушной подушке. , судовой крыльчатый движитель — суда и корабли. — небольшие суда. — парусные суда. — космические аппараты, ионные источники. — самолёты, ракеты. — основной движитель микроорганизмов и сперматозоидов высших животных.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Пропульсивная установка" в других словарях:

ПРОПУЛЬСИВНАЯ УСТАНОВКА — часть судовой энергетич. установки, энергия к рой приводит в действие движители. В состав П. у. входят генераторы рабочего тела (напр., парогенераторы), двигатели (дизели, турбины и т. п.), передачи (напр., редукторы), валопроводы, движители, а… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ГЛАВНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА — составная часть судовой энергетической установки, предназначенная для обеспечения движения судна. В общем случае Главная Энергетическая Установка состоит из 2 взаимосвязанных частей генераторной и исполнительной: в первой подготавливается… … Морской энциклопедический справочник

ПРОПУЛЬСИВНЫЙ КОМПЛЕКС судовой — Происхождение: от англ. propulsion движение Гидромеханическая система, включающая корпус судна и пропульсивную установку, в которой энергия рабочего тела преобразуется в упор, сообщающий движение корпусу судна. Пропульсивная установка является… … Морской энциклопедический справочник

вертолёт — летательный аппарат тяжелее воздуха, у которого подъёмная сила и тяга для горизонтального полёта создаются одним или двумя т. н. несущими винтами. Вертолёт может взлетать вертикально с места без разбега и садиться без пробежки, он может… … Энциклопедия техники

вертолёт — Рис. 1. Основные схемы вертолётов. вертолёт летательный аппарат, у которого подъёмная сила и пропульсивная сила для горизонтального полёта создаются одним или несколькими несущими винтами (НВ). В. может совершать вертикальные взлет и… … Энциклопедия «Авиация»

Вертолёт — Bell 205 … Википедия

Wärtsilä — У этого термина существуют и другие значения, см. Вяртсиля (значения). Wärtsilä Oyj Abp … Википедия

Атомный ледокол "Вайгач" — загорелся в Красноярском крае, погибли два человека. Ниже приводится справочная информация. Вайгач атомный ледокол, предназначенный для проводки судов в устья сибирских рек, отличается уменьшенной осадкой. Судно было построено на финской… … Энциклопедия ньюсмейкеров

ПРОПУЛЬСИВНЫЙ КОМПЛЕКС судовой Происхождение: от англ. propulsion - движение
Гидромеханическая система, включающая корпус судна и пропульсивную установку, в которой энергия рабочего тела преобразуется в упор, сообщающий движение корпусу судна. Пропульсивная установка является исполнительной частью главной энергетической установки. В наиболее общем случае состоит из движителей, валопроводов, главных судовых передач и главных двигателей. При наличии главных двигателей, в которых энергия топлива непосредственно преобразуется в механическую энергию, пропульсивная установка является главной электрической установкой. Взаимодействие элементов П.К. может включать различные виды прямых и обратных связей: механических (например, между главной передачей, валопроводом и греб, винтом), гидродинамических (например, между греб, винтом и корпусом) и др. Появление этих связей имеет весьма сложную закономерность и существенно зависит от условий плавания (волнение, лед, буксировка и т.д.). Объединение корпуса и пропульсивной установки в единую систему обеспечивает возможность теоретического исследования сложных явлений их взаимодействия с целью оптимизации использования энергии для движения судна в масштабе всего П.К., а не отдельных его элементов. Возможны различные модели работы П.К. Наиболее простая - графическая, на которой совмещаются характеристики корпуса, гребного винта и главного двигателя. График представляет поле возможных режимов работы двигателя с нанесенными на него винтовой характеристикой и характеристиками постоянной скорости. Такая модель может применяться для исследования установившегося прямолинейного движения П.К. с винтом фиксированного шага. Каждая точка графической модели в поле возможных режимов соответствует определенным мощности, частоте вращения винта и скорости судна и во всем диапазоне возможных ходовых режимов (в случае жесткой механической передачи мощность и частота вращения двигателя в относительных единицах будут соответствовать мощности и частоте вращения винта). Ее удобно использовать как в условиях проектирования, так и эксплуатации. Более сложной является модель, учитывающая динамику взаимодействия элементов П.К. Впервые она разработана профессором В. И. Небесновым в середине 50-х гг. XX в. и представляет собой систему дифференциальных уравнений. Математическая модель позволяет оценивать параметры работы П.К. при неустановившемся движении судна (разгон, остановка, реверсирование и т. д.), что имеет большое значение для создания систем автоматического управления. Выбор типа модели зависит от временного интервала, на котором определяются параметры работы П.К., и допущений, принятых при ее разработке. Техническое совершенство П.К. определяется его способностью преобразовывать механическую энергию главного двигателя в движение судна с наименьшими потерями независимо от условий плавания. Показателем технического совершенства П.К. служит КПД пропульсивной установки. Кроме того, целесообразность выбора элементов пропульсивной установки определяется эффективностью судовой энергетической установки в целом.

Морской энциклопедический справочник. — Л.: Судостроение . Под редакцией академика Н. Н. Исанина . 1986 .

часть судовой энергетич. установки, энергия к-рой приводит в действие движители. В состав П. у. входят генераторы рабочего тела (напр., парогенераторы), двигатели (дизели, турбины и т. п.), передачи (напр., редукторы), валопроводы, движители, а также системы дистанц. управления гл. двигателями, автоматизир. контроля параметров и т. п.

Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

Смотреть что такое "ПРОПУЛЬСИВНАЯ УСТАНОВКА" в других словарях:

Пропульсивная установка — Движитель устройство, преобразующее энергию двигателя либо внешнего источника в полезную работу по перемещению транспортного средства. Например: Колесо автомобили, локомотивы, велосипеды и т. д.. Гусеница гусеничные трактора, танки, некоторые… … Википедия

Вертолёт — Bell 205 … Википедия

Wärtsilä — У этого термина существуют и другие значения, см. Вяртсиля (значения). Wärtsilä Oyj Abp … Википедия

Пропульсивный комплекс (ПК) обеспечивает движение надводного корабля. Его простейшая принципиальная схема изображена на рис. (7.1).

Отличия в элементах ПК, изображенных на этом рисунке, могут служить основой для его классификации :

по роду топлива (виду подводимой энергии): работающие на органическом (нефть, газ, уголь, синтетические топлива и т. п.) и неорганическом (ядерном, водородном);

по типу главного двигателя (ГД): дизельные, паротурбинные, газотурбинные, комбинированные;

по способу передачи мощности к движителям: с прямой (непосредственной), механической (редукторной), гидравлической, электрической и комбинированной передачей;

по числу валопроводов: одновальные и многовальные;

по числу ГД, работающих на один вал: одномашинные и многомашинные;

по способу обеспечения реверса судна: с реверсивным ГД; с нереверсивным ГД и реверсредуктором или реверсивной муфтой; с нереверсивным ГД и обеспечением заднего хода с помощью винта регулируемого шага (ВРШ);

по типу движителя: с гребными винтами в различных модификациях, водометом, крыльчатым движителем.

Характеристики пропульсивного комплекса описываются следующими группами параметров.

Параметры мощности:

суммарная мощность главных двигателей N_Σ;

Параметры экономичности и энергоэффективности:

удельный расход топлива на единицу мощности в час — g_T (т/(кВт∙ч) или т/(л.с.∙ч));

удельный расход смазочного масла на единицу мощности в час — g_М (т/(кВт∙ч) или т/(л.с.∙ч));

общий коэффициент полезного действия пропульсивного комплекса (двигатель — движитель — корпус судна)

Массовые параметры:

«сухая» масса пропульсивного комплекса или его элементов, т. е. вес без воды, масла и топлива — G_ПК (для некоторых типов пропульсивных комплексов в эту массу будет включаться и масса источников энергии);

удельная масса пропульсивного комплекса или его элементов — g_ПК= G_ПК / N_Σ.

Геометрические параметры:

габаритные длина, ширина и высота главного двигателя — L_ГД , B_ГД , H_ГД;

габаритные длина, ширина и высота главной передачи — L_П , B_П , H_П;

длина валопровода — l _В;

объем машинного отделения — W_МО;

площадь машинного отделения по трюму — S_МО;

длина машинного отделения — L_МО;

7.2 Характеристики пропульсивных комплексов с различными типами главных двигателей

7.2.1 Дизельные установки

Пропульсивные комплексы (ПК) с дизелями в качестве главных двигателей являются наиболее распространенными на гражданских судах и занимают значительную долю среди пропульсивных комплексов боевых водоизмещающих кораблей.

В свою очередь, по типу главного двигателя дизельные пропульсивные комплексы делятся на комплексы с малооборотными дизелями (МОД), среднеоборотными дизелями (СОД) и высокооборотными дизелями (ВОД).

Характеристики судовых ДВС

Характеристика

Тип дизеля в составе пропульсивного комплекса

Малооборотные двухтактные ДВС

Среднеоборотные двух- и четырехтактные ДВС

Высокооборотные двух- и четырехтактные ДВС

Диаметр цилиндра, мм

Частота вращения, об/мин

Цилиндровая мощность, кВт

Удельный расход, г/(кВт∙ч):

Пропульсивные комплексы с малооборотными дизелями

В установках с МОД валопровод непосредственно соединяется с фланцем вала отбора мощности двигателя.

Установки с МОД наиболее широко применяют на крупных морских судах. Они обладают большой агрегатной мощностью, высокой экономичностью, большим ресурсом и могут работать на тяжелом топливе. Их недостаток — большая масса и габариты главного двигателя.

Пропульсивные комплексы на основе МОД используются на крупных контейнеровозах, рудовозах, танкерах, т. е. на тех судах, где требуется высокая мощность в одном агрегате при невозможности или нецелесообразности использовать для перевозки груза пространство над машинным отделением.

Пропульсивные комплексы со среднеоборотными дизелями

В гражданском и военном флоте все большее распространение получают суда и корабли с пропульсивными комплексами на основе среднеоборотных дизелей (СОД).

Мощность таких установок приближается к мощности установок с малооборотными дизелями. Часто установки со среднеоборотными дизелями являются многомашинными. Положительными качествами дизельных многомашинных установок считаются широкие возможности расположения дизелей в машинных отделениях, высокая экономичность при работе на промежуточных режимах и надежность работы. Уменьшение массы установки и габаритов машинного отделения позволяет увеличить вес полезной нагрузки.

К недостаткам установок с СОД можно отнести большое количество цилиндров, требующих обслуживания при проведении плановых осмотров и ремонтов, несколько увеличенный расход смазочных масел, повышенную шумность и необходимость наличия редуктора.

Всилу компактности среднеоборотных дизелей, машинное отделение с таким пропульсивным комплексом может располагаться практически в любом месте по длине судна.

Машинное отделение с СОД, как правило, по высоте занимает пространство между двумя палубами.

Длина машинного отделения зависит от количества главных двигателей, работающих на один вал, и числа валов. Возможные схемы передачи мощности на винты отличаются большим разнообразием.

Среднеоборотные дизели часто используются как приводы для работы нетрадиционных движителей, например, колонок различного типа, крыльчатых движителей (рис. 7.5).

Пропульсивные комплексы с высокооборотными дизелями

Установки с высокооборотными дизелями (ВОД) обладают компактностью и малым удельным весом. Создание ВОД с большой агрегатной мощностью требует применения сложных многоцилиндровых конструкций с V-, W- и звездообразным расположением цилиндров. Двигатели таких установок используют легкое дизельное топливо.

Возможные сферы применения — боевые торпедные, ракетные, ракетно-артиллерийские и десантные корабли и катера; патрульные, таможенные и пограничные катера, катера береговой охраны; рейдовые тральщики и пожарные суда; представительские правительственные, разъездные и прогулочные катера.

Высокооборотные дизели отличают, в сравнении с МОД и СОД, лучшие массовые и стоимостные показатели, однако они имеют большие удельные расходы топлива и масла, меньший ресурс работы и повышенный уровень шума. Большинство ВОД может работать только на легких сортах топлива, вследствие чего, а также из-за повышенного уровня шума, они не нашли широкого применения на судах.

Высокооборотные дизели используются на судах с динамическими принципами поддержания (СПК и СВП), рыболовных сейнерах, судах речного флота, портовых буксирах, судах снабжения, катерах. Их можно использовать с механическими, гидравлическими, гидромеханическими или электрическими передачами. Принципиальные схемы ДРА с ВОД не отличаются от ДРА с СОД. Нередко ДРА с ВОД выпускаются в виде единого блока(рис. 7.6), в который кроме двигателя входят муфта и редуктор (чаще всего реверсивный). Это позволяет снизить вес пропульсивной установки и уменьшить затраты на ее монтаж.

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: