3. Как понимать судно как объект управления?

Судно как объект управления – это управляемый объект, включающий корпус судна технические средства обеспечения управляемости судном; Характеристика сил и моментов, действующих на движущееся судно. Основные параметры движения судна. Уравнение движения судна, в горизонтальной плоскости. Гидродинамические характеристики судового руля. Рулевая сила. Воздействие работающего винта на руль и на корпус судна. Действие винта в начале его работы на передний и задний ход. Действие винта при переходе с переднего хода на задний и с заднего на передний. Особенности управления многовинтовыми судами.

Управление судами с винтом регулируемого шага и судами, оборудованными средствами активного управления.

4. Преимущества и недостатки различных систем управления сэу?

1. Повышение надежности функционирования СЭУ.

Обуславливается: уменьшением ошибок экипажа (при автоматическом местном (локальном) управлении); своевременностью осмотров (за счет средств дистанционного контроля) и правильностью оценки состояния СДЭУ в целом и ее элементов (за счет жестких алгоритмов наблюдения и управления).

2. Улучшение безопасности экипажа, при работе с СЭУ. Обуславливается: уменьшением времени нахождения членов экипажа в машинном отделении, а также уменьшением влияния «человеческого фактора» (за счет постоянного автоматического или автоматизированного наблюдения за параметрами СДЭУ уменьшается вероятность появления отказа, за счет его предупреждения, что, кроме того, снижает его влияние на стоимость ремонта при его своевременном обнаружении).

3. Повышение эффективности функционирования СЭУ.Обуславливается, в основном за счет снижения затрат на:

а) заработную плату команде – за счет повышения степени автоматизации снижается численность машинной команды;

б) потери за счет простоев, вследствие поломок (так как повысилась надежность);

в) устранение поломок, в том числе аварийных – за счет своевременного их обнаружения. Принципиальный подход к автоматизации на флоте заложен Ллойдом в

меморандуме "Автоматизация на судах" (Automation on Ships, 1963 г.), где в

первую очередь были определены требования к надежности оборудования.

5. Какие двигатели наиболее используются в комплексе сэу?

В настоящее время подавляющее большинство СЭУ морских судов является дизельными, примерно 90% мирового гражданского флота оборудовано именно ими. Время показало, что такие установки, благодаря относительно малым габаритам и большой мощности, наиболее полно отвечают всем насущным потребностям флота.

В них используются главные дизели (ГД) двух основных типов:

1. Реверсивные мало оборотных (ГД), работающих непосредственно на гребной винт фиксированного шага (ГФК). Управление движением судна (изменение его скорости) в этом случае производится изменением частоты вращения (ГВ). Есть небольшое число СЭУ с нереверсивными мало оборотными дизелями на судах с гребными винтами регулируемого шага (ВРШ).

2. Нереверсивные средне оборотные главные двигатели, работающие на винт регулируемого шага через главную передачу (механическую или гидравлическую). Управление движением судна производится воздействием как на шаг винта, так и на частоту вращения главного двигателя.

Также нужно сказать о дизель-электрических энергоустановках (ДЭЭУ). Хотя они менее экономичны, чем обычные дизельные, но при необходимости частой смены режима вращения винтов являются идеальным вариантом. Достоинством этих СЭУ является одинаковый крутящий момент для прямого и обратного хода, причем на малых оборотах он больше, чем у дизельных СЭУ с механическим приводом.

Двигатель Стирлинга

Одна из современных тенденций – совершенствование более экономичных и экологичных по сравнению с дизелями двигателей Стирлинга. Принцип их работы основан на внешнем подводе теплоты (любой, начиная от тепла продуктов сгорания топлива и заканчивая солнечной энергией). В качестве рабочего тела двигателей могут быть использованы жидкости или газы. Основным недостатком такой ЭУ является необходимость сверхвысоких давлений для обеспечения параметров, сравнимых с характеристиками ДВС, и большая площадь теплообменных элементов, через которые подводится тепло. Преимущество такой ЭУ – бесшумность, очень низкий уровень вибраций, огромный ресурс за счет простоты конструкции и возможность работы при минимальных градиентах температуры.

Газовая турбина

Газовая турбина (ГТ) представляет собой совокупность компрессора, камеры сгорания и собственно турбины. ГТ вобрала в себя преимущества дизельного двигателя и паровой турбины. Как дизельный двигатель ГТ не нуждается в котлах для выработки пара, как паровая турбина – не имеет элементов, совершающих возвратно-поступательное движение. При малом весе, ГТ способна вырабатывать мощность большую, нежели дизельные ЭУ, быстро подготавливается к работе и обладает высокой приемистостью.

Основной недостаток газовых турбин – неэкономичность – может быть преодолен за счет повышения температуры выходящих газов и использования бросового тепла для выработки электроэнергии.

Паровая турбина

Паровая турбина – двигатель, в котором тепло подведенного пара превращается в кинетическую энергию, а уже эта энергия используется для совершения механической работы. В настоящее время паротурбинные установки в качестве основных СЭУ применяются лишь на крупных военных кораблях и на быстроходных и крупных контейнеровозах с мощностью главного двигателя более 40000 л. с. В качестве части комплексных ЭУ применяются на атомоходах.

Атомные энергетические установки

В состав атомной судовой энергетической установки (АСЭУ) входят ядерный реактор, парогенератор и паровая турбина. В реакторе происходит управляемая реакция деления ядра, цель которой – получение огромного количества тепла. Тепло отводится с помощью охладительного контура к парогенератору, откуда пар подается на турбину, где полученная кинетическая энергия преобразуется в механическую работу. К несомненным достоинствам АСЭУ относится высокая мощность, возможность долгой автономной работы. К недостаткам – дороговизна постройки и эксплуатации.