2. Пропульсивний комплекс корабля

Пропульсивна установка та корпус корабля становлять пропульсивний комплекс корабля. При русі і маневруванні корабля основні елементи пропульсивного комплексу перебувають у постійній взаємодії. Це проявляється через взаємний вплив характеристик окремих елементів пропульсивного комплексу, у результаті чого забезпечуються задані параметри руху, формуються певні експлуатаційні характеристики установки та основні тактико-технічні елементи корабля (швидкість, витрата палива та ін.).

Р исунок 1. Пропульсивний комплекс корабля.

1 – корпус; 2 - гребний гвинт; 3 - дейдвудна труба; 4 - дейдвудне ущільнення «НЕПТУН»; 5 - гребний вал; 6 - опорний підшипник; 7 - механізм зміни кроку гребного гвинта; 8 - ГУП; 9 - гальмо валопроводу; 10 - кормовий проміжний вал; 11 - первинний перетворювач тахометра; 12 - перебірковий сальник; 13 - пристрій контактний щітковий; 14 - носової проміжний вал; 15 - ГД.

3. Класифікація корабельних енергетичних установок

Історично склалося, що ГЕУ класифікують по типу двигуна. К основним двигунам відносять:

• парові машини;

• парові турбіни;

• двигуни внутрішнього згорання;

• газові турбіни.

З початку 50-х років у корабельної енергетиці знайшли широке використання комбіновані ГЕУ, до складу яких входять різноманітні типи двигунів: ДВЗ і ГТД; парова турбіна і ГТД; ГТД і теплові елементи.

Ці двигуни по їх функціональному призначенню поділяються на:

• маршові двигуни, які призначені для забезпечення економічних бойових швидкостей (ЕБШ);

• форсажні двигуни, які призначені для забезпечення повних бойових швидкостей (ПБШ).

В сучасної корабельній енергетиці використовуються все типи ЕУ:

- атомні енергетичні установки (АЕУ);

- дизельні енергетичні установки (ДЕУ);

- газотурбінні енергетичні установки (ГТЕУ);

- котлотурбінні енергетичні установки (КТЕУ);

- дизель-електричні енергетичні установки (ДЕЕУ);

- комбіновані енергетичні установки.

Термінологія КГТЕУ.

ГТД – це тепловий двигун ротативного типу в якому теплова енергія попередньо зжатого та нагрітого газу перетворюється в механічну енергію обертання ротора турбіни.

ГТД – агрегат, до складу якого входять слідуючи елементи:

• компресор, один чи декілька;

• камера згорання;

• газова турбіна, одна чи декілька.

ГТА – агрегат до складу якого входять:

• ГТД;

• Редуктор (ЗП).

ГТУ включає до себе:

• ГТД;

• ЗП;

• Валопровід;

• Системи, які їх обслуговують.

Роботу ГТД забезпечують системи:

• паливна;

• масляна;

• керування і захисту;

• охолодження;

• суфлірування;

• дренажна;

• пропарювання;

• протиобледеніння;

• протипожежна;

• стиснутого повітря і т.д.

КГТЕУ – включає до себе ГТУ, а також механізми та системи, які забезпечують кораблю необхідну швидкість, можливість маневрування, використання зброї, засобів боротьби за живучість та нормальні умови для екіпажу.

Практично до 60–х рр. ГТД використовувались як форсажні у складі комбінованих ДГТЕУ та ПГТЕУ. З початку 60-х років с розвитком газотурбобудування в корабельний енергетиці знайшли застосування ГГТЕУ до складу якої входять 2 типа двигунів:

• маршовий ГТД потужністю 3000 – 6000 кВт.

• форсажний ГТД потужністю 15000 – 18500 кВт.

Корабельні ГГТЕУ в залежності від призначення та особливостей використання ГТД, які входять до складу, поділяються на 2 типа:

1 тип – відношення потужності МД та ФД менше 0,15 – 0,20 та сумісна робота ГТД не передбачена. МД та ФД працюють роздільно за рахунок підключення на гребний вал через загальний редуктор. При цьому МД забезпечує швидкість руху корабля 18 – 20 вузлів, а при роботі ФД – 30-32 вузла. Такі схеми в міжнародної класифікації називають COGOG (CO – комбінована, G – газотурбінна, А – «і» - сумісна робота, О – «або» – сумісна робота не передбачена).

Рис. 2. Схема КГТЕУ, де не передбачена сумісна робота МД та ФД.

2 тип – забезпечується як сумісна, так і роздільна робота ГТД, які входять до агрегату. Такі схеми називають GOGAG. Такі режими забезпечуються такими конструкторськими рішеннями:

А ) В КГТЕУ входять ГТА в якому на загальну передачу працюють двигуни однакової потужності. Це установки типу М – 3. Потужність ГТД у таких ГТЕУ складає 15000 – 22000 кВт.

Рис. 3. Схема КГТЕУ с ГТД рівної потужності, працюючих на один вал.

Б) В КГТЕУ входить ГТА в якому головна ЗП забезпечує можливість як роздільної, так і сумісної роботи ГТД різної потужності. Це агрегати типу М – 5, М – 7, М – 9, М – 15, М – 21.

Рис. 4. Схема КГТЕУ с ГТД різної потужності, працюючих на один вал.

К комбіновані ДГТЕУ мають схеми двох типів:

• схеми, які не передбачають сумісну роботу ДВЗ та ГТД (CODOG),

• схеми, які передбачають як сумісну, так і роздільну роботу ГТД та ДВЗ (CODAG).

ГТД також знайшли застосування на КВП для обертання осьового компресора, який надає повітря під спідницю КВП та для обертання повітряного гвинта.

Міжнародна класифікація:

Combined diesel and diesel (CODAD)

Combined diesel and gas (CODAG)

COmbined Diesel-eLectric And Gas (CODLAG)

Combined diesel or gas (CODOG)

Combined gas turbine and gas turbine (COGAG)

Combined gas and steam (COGAS)

Combined gas or gas (COGOG)

Combined steam and gas (COSAG).

Порівняльні характеристики різних типів ГЕУ корветів держав світу надані у Додатку А.

Газотурбінні установки класифікуються:

• За принципом здійснення процесу замикання циклу: відкритого, закритого і напівзакритого циклів;

• За принципом здійснення процесу горіння: при постійному тиску, при постійному об'єму і змішане горіння;

• По роду використовуваного палива:

• ГТУ, що працюють на органічному паливі;

• ГТУ, що використовують ядерне пальне;

• По використанню тепла газів, що відробили: з регенерацією, з утилізацією і без регенерації й утилізації;

• За принципом здійснення процесу стиску: одне-, двох- і триступінчастий стиск із проміжним охолодженням і без нього;

• За принципом здійснення процесу розширення – з одноступінчатим і багатоступінчастим розширенням із проміжним підігрівом і без нього.

Схеми КЕУ есмінців (фрегатів) надані у додатку Б.

Висновки:

1. Дисципліна «Корабельні енергетичні установки» займає важливе значення в підготовці майбутніх інженер-механіків.

2. На сучасному етапі розвитку корабельні енергетичні установки відрізняються більшою розмаїтістю в конструктивних схемах, типах головних двигунів і рушіїв.

3. Пропульсивний комплекс корабля - сукупність елементів ГЕУ і корпуса корабля визначає тактико-технічні елементи корабля.