Условия размещения и площадки для размещения статей смотрите здесь
Глава III Винты регулируемою шага
15. Взаимодействие винтов регулируемого отдать с главным двигателем,
их преимущества и классификация
В качестве движителей на морском флоте используются в основном
гребные винты, которые преобразуют механическую энергию, развиваемую
двигателем, в усилие, преодолевающее сопротивление движению судна. Винты
изготовляются из стали, бронзы, латуни или специальных сплавов. По
конструкции винты разделяются на три типа: цельнолитые с малой массой и
габаритными размерами, обладают достаточной прочностью в условиях
эксплуатации;
со съемными лопастями, имеют такие же характеристики, как и цельнолитые,
но тяжелее их вследствие более развитой ступицы. Они удобны при плавании
в ледовых условиях, когда при выходе винта из строя можно сменить
лопасти; с поворотными лопастями.
Винты регулируемого шага (ВРШ) в последнее время получают все более
широкое распространение на судах, несмотря на более сложную конструкцию
и высокую стоимость. Это объясняется рядом эксплуатационных преимуществ
ВРШ по сравнению с обычными винтами. Винты фиксированного шага (ВФШ)
рассчитываются только на один режим работы и часто плохо приспособлены к
режимам, отличающимся от расчетных. Судно работает на режимах малого,
среднего и полного хода, двигаясь по условиям плавания с различной
скоростью при разнообразных тяговых усилиях.
В каждом конкретном случае для получения наивысшего КПД необходимо было
бы подобрать гребной винт, имеющий другой шаг. На рис. 50, а показан
Характер изменения КПД ряда винтов фиксированного шага. Идея совмещения
большой серии гребных винтов р одном движителе и нашла свое воплощение в
гребных винтах регулируемого шага, лопасти которых способны
поворачиваться. При любом значении поступи винта можно найти значение
шагового отношения H/D, при котором момент на валу гребного винта равен
моменту двигателя.
Указанное свойство ВРШ особенно важно для судов, сопротивление которых
изменяется в широком диапазоне. Например, для буксиров важно иметь
большую тягу на гаке при малой скорости буксировки и хорошую скорость
при переходах между буксировками. В этих условиях ВФШ, спроектированный
для режима свободного хода, будет "тяжел" при буксировке, а винт,
спроектированный для режима буксировки, окажется "легок" для свободного
хода. Как в первом случае при буксировке, так и во втором при свободном
ходе не используется полная мощность двигателя. На рис. 50, б приведены
кривые тяги на гаке; кривая 1 относится к ВФШ, спроектированному на
свободный ход; кривая 11 - к ВФШ, спроектированному на тяговый режим;
кривая III - к ВРШ. Отсюда необходимо сделать вывод, что ВРШ хорошо
сочетает в себе свойства тягового и скоростного ВИНТОВ.
Рис. 50. Характеристики винтов для ВРШ и ВФШ: а
- зависимость КПД б скорости судна;
К основным преимуществам ВРШ можно отнести следующие:
мощность главного двигателя на любых режимах используется полностью,
поэтому средняя эксплуатационная скорость судна с ВРШ повышается;
судно может длительно двигаться на любых скоростях, включая самые малые.
Судно может стоять на месте с работающим винтом;
реверс судна осуществляется без изменения направления вращения
двигателя, что увеличивает моторесурс двигателя благодаря сокращению
количества пусков при его реверсе; можно подбирать наиболее выгодные
режимы работы винта и двигателя, в результате чего достигается экономия
топлива;
путь, проходимый судном с момента начала реверсирования, существенно
меньше, так как ВРШ тормозит судно более эффективно, что повышает
безопасность плавания;
увеличивается безопасность маневрирования, легко осуществляется
дистанционное управление ходом судна без подачи команд в машинное
отделение, имеется возможность автоматизации управления
двигательно-движительной установкой;
Благодаря работе ВРШ при постоянной частоте вращения на главный
двигатель могут быть навешены генераторы тока, из-за чего в ходовом
режиме повышается КПД установки в целом.
Имея целый ряд преимуществ, ВРЩ вместе с тем не лишены и некоторых
недостатков:
значительно большая построечная стоимость по сравнению с ВФШ, Которая,
однако, окупается за один-три года эксплуатации судна;
винт и привод для поворота лопастей имеют значительно большую массу по
сравнению с ВФШ;
коэффициент полезного действия на 1-3 % ниже, чем у ВФШ, вследствие
большего диаметра ступицы;
установки с ВРШ менее надежны, особенно в условиях ледового плавания и
мелководья, поэтому на ледоколах и судах прибрежного плавания их
использование нецелесообразно.
Винты регулируемого шага можно классифицировать по следующим основным
признакам.
По диапазону поворота лопастей:
всережимные, обеспечивающие работу судна от "Полного вперед" до "Полного
назад", с фиксацией положения лопастей в любом диапазоне;
многопозиционные, обеспечивающие работу винта на нескольких определенных
режимах; двух позиционные, имеющие только два режима, например "вперед-
назад" и др.
По роду энергии, используемой для работы механизма изменения шага (МИШ):
с гидравлическим, с электромеханическим, с механическим, с ручным
приводами.
По характеру связи между режимами работы ВРШ и главного двигателя:
управление ВРШ и главного двигателя (ГД) независимое, т. е. с главного
поста управления, расположенного на мостике, управляется поворот
лопастей винта, а из центрального поста управления (ЦПУ) -частота
вращения; предусмотрена автоматическая программная связь между поворотом
лопастей и частотой вращения ГД.
По принципу системы управления:
неследящая система управления, при которой изменение шага лопасти
продолжается до тех пор, пока маневровая рукоятка будет отклонена от
среднего положения, при котором происходит фиксация положения лопасти;
следящая система управления, при которой положение рукоятки
соответствует повороту лопасти на определенный шаг.
