Силовые установки судов на подводных крыльях.

Тип силовой установки на СПК предопределяет прежде всего — необходимая мощность в одном агрегате при минимальном весе, малый удельный расход топлива, небольшие габариты, возможность реверсирования и свободного хода; вы­сокая эксплуатационная надежность, большой моторесурс, низ­кая стоимость. В настоящее время трудно найти двигатель, от­вечающий одновременно всем перечисленным требованиям. Рас­смотрим особенности двигателей различных типов.

Двигатель внутреннего сгорания. Из двигателей внутреннего сгорания наиболее целесообразно применение ди­зелей, работающих на относительно безопасном топливе (по сравнению с бензиновым двигателем). Выпускае­мые промышленностью быстроходные дизели не­ больших габаритов мало расходуют топлива, име­ют сравнительно невысо­кую строительную стои­мость. Реверсивные муфты их обладают свобод­ным ходом, а большие числа оборотов позволяют выбрать гребной винт с высокими пропульсивными характеристиками при относительно небольшом диаметре. Последнее(диаметр гребного вин­та) особенно важно для речных судов на подвод­ных крыльях, осадка ко­торых ограничена. Од­нако небольшой моторе­сурс быстроходных вы­сокооборотных дизелей (500—1000 час.) и отно­сительно небольшая мощ­ность в одном агрегате ограничивают примене­ние дизелей на судах с подводными крыльями, особенно при водоизмещении судов свыше 100 т.

Турбовинтовые двигатели (ТВД), используемые в авиации, имеют небольшие габариты, обладают очень малым удельным весом (0,15—0,3 кг/л, с.), большой мощностью в од­ном агрегате и значительным моторесурсом. Однако применение этих двигателей в судостроении связано с необходимостью ряда переделок. Использование выпускаемых отечественной промышлен­ностью одновальных турбин с приводом на воздушный винт нерационально, поскольку при скоростях 60—70 км/час к. п. д. воздушного винта крайне мал. Возможна установка ТВД с при­водом на гребной винт регулируемого шага (ВРШ). Однако в этом случае необходимо учитывать сложность, повышенную стоимость и недостаточную надежность (особенно в речных за­соренных водах) винтов регулируемого шага.

Наиболее реальна силовая установка с одновальной ТВД и с приводом на водометный движитель. Такая установка пре­дусмотрена на турбоходе «Буревестник» и находится в опытной эксплуатации. Двухвальные турбовинтовые двигатели могут быть применены с приводом на гребной винт фиксированного шага, но в этом случае требуются дополнительные средства для обеспечения заднего хода судна.

Кроме отмеченного, к недостаткам ТВД надо отнести их сравнительно высокую строительную стоимость и большой удель­ный расход топлива. При использовании подобных двигателей на судах всегда нужно помнить о необходимости приспособления ТВД к работе в морских условиях.

Применение на крылатых судах реактивных двигате­лей нецелесообразно ввиду значительного удельного расхода топлива и большой шумности этих двигателей.

На многих построенных судах передача мощности от дви­гателя к гребному винту осуществляется через наклонный валопровод. Для нормальной работы двигателя и гребного винта на­клон валовой линии вала не должен превышать 12—15°. Поэ­тому силовая установка размещается в средних отсеках судна, т. е. вблизи от пассажирских помещений. При таком располо­жении валопровод имеет большую длину и значительный вес, создает дополнительное сопротивление движению, а гребной винт работает в косом потоке. Но несмотря на отмеченные недо­статки передача мощности через наклонный валопровод ока­зывается относительно дешевой, надежной и легко осуще­ствимой.

Создание вертикальных передач мощности позволило бы не только улучшить условия работы гребного винта и расположить силовую установку в кормовых отсеках судна, но и дало бы воз­можность значительно увеличить подъем корпуса судна над во­дой, а следовательно, повысить мореходность судов.

С некоторыми потерями к. п. д. движителя силовую уста­новку можно расположить в кормовых отсеках судна при уста­новке водометного движителя. Такие силовые установки с водо­метными движителями применены на судах «Чайка» (с дизелем типа М-50) и «Буревестник» (с газотурбинным двигателем АИ-20). Кроме возможности расположения силовой установки в кормовых отсеках судна, использование водометных движителей позволяет повысить эксплуатационную надежность движительно-рулевого комплекса, наиболее уязвимого в условиях засоренных фарватеров.

Независимо от расположения по длине судна силовая уста­новка должна управляться из рулевой рубки. Управление сило­вой установкой — запуск, изменение подачи топлива, реверс и останов — могут осуществляться с помощью гидравлической, электрической или электрогидравлической систем или с по­мощью жестких тяг. На построенных судах применен электрический привод пускового клапана и гидравлический привод для управления подачей топлива и реверсом. На рис. 76 показана типовая для всех построенных судов принципиальная схема уп­равления подачей топлива и реверса дизелей типа М-50.

Обеспечение эксплуатационных удобств в обслуживании и выбор размеров машинного отделения сопровождаются противоречивыми предпосылками. Учитывая, что практически все ма­шинное отделение имеет звукоизоляцию и противопожарные по­крытия, целесообразно с целью снижения веса стремиться к уменьшению его размеров. Однако для эксплуатационного об­служивания установки (смена фильтров, смена масла, осмотр соединений системы, работы с вспомогательным энергоагрега­том) необходимо предусмотреть проходы ко всем механизмам (главным и вспомогательным) и оборудованию силовой уста­новки. При обеспечении дистанционного управления не только главными двигателями, но и вспомогательными, эти противоре­чия практически исключаются.

Жесткие требования предъявляются также к системам, об­служивающим силовую установку. Чтобы вес трубопроводов и оборудования был наименьшим, они должны изготавливаться из легких сплавов или из пластмасс. Кроме того, оборудование должно быть расположено так, чтобы длина трубопроводов была минимальной. Иногда целесообразно некоторое снижение долговечности отдельных деталей или узлов с целью значитель­ного уменьшения их веса.