4.4. Стабилизация отношения расходов энергокомпонентов гидромашинами

Впервые в торпедных энергетических установках стабилизация температуры в камере сгорания с помощью объемных гидромашин была применена в английской торпеде последнего поколения Spearfish, ЭУ для которой создали американские фирмы Sunds-trand - головная и др. Схема стабилизатора в ЭУ торпеды Spearfish изображена на рис. 4.3. В инженерной практике стабилизаторы такого типа получили не совсем корректное, но короткое название – дозатор.

Рис. 4.3. Схема стабилизатора отношения расходов (дозатора) ЭУ торпеды Spearfish

1, 2, 3 – гидромашины горючего, воды, окислителя, 4, 5, - роторы гидромашин, 7 – изоляционный клапан, 8 – насос топливной смеси, 9 – регулятор давления

Принцип действия стабилизатора отношения расходов основан на перекачивании жидкостей объемными роторными (пластинчатыми, шестерными) устройствами. Жесткое соединение валов гидромашин обеспечивает одинаковую частоту вращения валов гидромашин обеспечивает одинаковую частоту вращения валов их качающих узлов на всех режимах, а т.к. расход жидкости через такие машины равен

,

где

- объемный к.п.д. машины,

- плотность жидкости,

V- объем качающего узла,

n – частота вращения ротора (вала) гидромашины, то отношение расходов перекачиваемых ими жидкостей будет постоянным при любых оборотах роторов.

Вращения роторов создается за счет давлений на входе в качающие узлы больших, чем на выходе. Необходимый для вращения напор может создаваться на всех трех, или двух и даже на одной гидромашине.

В ЭУ торпеды Spearfish стабилизатор выполнен в виде трех объемных роторных пластинчатых гидромашин 1, 2, 3 (рис. 4.3.), ротора 4, 5, 6 которых насажены на один общий вал. Энергокомпоненты в этой установке за дозатором смешиваются и поступают в насос топливной смеси 7. Насос способствует образованию нужного напора (разности давлений) на гидромашинах и определяет величину расхода через них. Корректировка расхода топливной смеси до величины, необходимой для двигателя, производится насосом 7 и регулятором давления 8. Избыточная топливная смесь регулятором сбрасывается на вход в насос.

Данный способ стабилизации отношения расходов можно применять и при раздельных магистралях энергокомпонентов и при вытеснительных системах их подачи, но в таких случаях сброс энергокомпонентов из магистралей за дозатором недопустим, т.к. сброс изменит отношение расходов.

5. Регулирование частоты вращения

Необходимость ввода систем управления или регулирования частоты вращения была вызвана двумя обстоятельствами:

- зависимостью тепловых (турбинных, поршневых) двигателей от давления окружающей среды;

- глубины хода торпеды.

Впервые в торпедах система техники управления частотой вращения была применена в отечественных двухрежимных торпедах 53-61, 53-65 и их модификациях, имевших глубины старта до 100÷150 м, а несколько позже и с глубиной старта до 250 м. Управление осуществлялось за счет изменения передаточного отношения редуктор частоты вращения (РЧВ) при переходе с одного режима на другой и стабилизацией частоты вращения при изменении глубины хода с помощью регуляторов давления, т.е. разомкнутой системой управления. С той поры – середины прошлого столетия – не только в СССР, но и во всех других торпедопроизводящих странах требование на управление (регулирование) частотой вращения стало обязательным пунктом технического задания на проектирование новых торпед.

В последней трети прошлого века на вооружении разных стран начали поступать противолодочные торпеды Мк 46, Мк 48, УГСТ, Spearfish, Тр 62, МТТ с глубинами хода до 600÷1000 м. ЭУ этих торпед стали системами регулирования частоты вращения по ее отклонению от задаваемого значения. В последнее время наряду со стабилизацией оборотов рассматриваются задачи «плавного» регулирования, т.е. изменения скорости торпеды по задаваемым законам.