41. Состав спк и внешние факторы, воздействующие на его элементы.

СПК – гидродинамическая система, включающая пропульсивную установку (ГЭУ) и корпус судна, в котором энергия топлива преобразуется в упор гребного винта.

Пропульсивная установка (ПУ) является исполнительной частью СПК. В наиболее общем случае она состоит из ГД, ГСП, валопровода и движителя (рис.1). Здесь Nд – эффективная мощность ГД, N, n – изменение мощности и частоты вращения, которые связаны цепью изменения работы гребного винта, Р_е, Р – полезный упор и упор гребного винта, - скорость судна, t и - коэффициент засасывания и попутного потока, которые отражают влияние корпуса судна на работу гребного винта.

Р_е – изменение полезного упора винта. На каждый элемент СПК воздействуют внешние факторы, которые изменяют их собственные характеристики. Так со временем корпус судна и гребной винт корродируют и обрастают, из-за этого повышается сопротивление воды движения судна и момент сопротивления гребного винта, что перегружает ГД и обуславливает рост теплонапряженности деталей ЦПГ, поэтому уменьшается частота вращения гребного винта, снижается скорость хода судна при одновременном уменьшении мощности ГД. Все это свидетельствует о взаимодействии основных элементов СПК, то есть ГД, гребного винта и корпуса судна.

Взаимодействие элементов, СПК включает различные виды прямых и обратных связей, механических. Например между ГД и гребным винтом. Гидродинамических (гребной винт и корпус судна) и др.

Проявление этих связей имеет весьма сложную закономерность и существенно зависит от условий плавания (волнение, ветровое сопротивление, ледовая обстановка, буксировка, траление и др.). Объединение корпуса судна и ПУ в единую систему дает возможность познать сложное явление их взаимодействия с целью оптимизации использования энергии ГД для движения судна в масштабе всего СПК, а не отдельных его элементов. Внешние факторы воздействующие на элементы СПК.

Взаимодействие элементов СПК изучаются путем совместного рассмотрения их характеристик. Каждый из элементов СПК имеет собственные характеристики.

42. Собственные характеристики элементов спк.

Основной определяющей работу СПК является характеристика корпуса судна. Изменение сопротивления среды к движению судна или буксировочной мощности от скорости хода судна, то есть R = f (V) – сопротивление есть функция скорости, или N_R = f (V) – буксировочная мощность. Они не стабильны, а изменяются в эксплуатации из-за разрушения покрасочного слоя подводной части, коррозии, обрастание, условий загрузки, изменения гидрометеорологических условий плавания.

Характеристикой гребного винта, как самостоятельного элемента СПК являются его кривые действия, то есть зависимости безразмерных коэффициентов упора К₁, момента К₂, КПД винта от относительной поступи винта .

К₁ = f₁ ( );

К₂ = f₂ ( );

= f₃ ( );

Они определяются при испытании моделей винтов в кавитационной трубе для всего диапазона скоростей, натекающей на винт потока воды и частоты вращения винта. На основе кривых действий рассчитывают винт с учетом коэффициента t, , и коэффициента влияния корпуса:

В эксплуатации они изменяются по причинам изменения состояния лопастей винтов из-за коррозии, эрозии, обрастание и так далее. Влияние свободной поверхности винта при оголении лопастей в период качки судна и др.

Собственные характеристики ГД определяют возможную область режимов исполнения и параметры их работы. Это внешняя, ограничительная, нагрузочная, винтовая, регуляторная и другие характеристики.

Универсальная характеристика g_e = f (N_e n_д) оценивает его экономичность, они также могут быть представлены зависимостями изменениями индикаторной или эффективной мощности.

N_i = f (n); N_e= f (n); M_i = f (n); M_e= f (n); P_i= f (n); P_e= f (n);

Внешние эксплуатационные факторы изменяют собственные характеристики каждого элемента СПК, а так же характеристики взаимодействия этих элементов между собой и общие характеристики СПК. Механизм прямого и обратного влияния этих характеристик очень сложен. Достаточно сложно изменяются в эксплуатации и собственные характеристики каждого элемента СПК, однако без анализа их взаимодействия не могут быть рационально научно обоснованы, решены практические задачки эксплуатации СПК.

К основным параметрам, отражающим эти характеристики, относятся: скорость судна, мощность ГД, частота вращения гребного винта, расход топлива и др. От них зависит важнейшие показатели технической эксплуатации судна.

Техническое совершенствование СПК определяется его способностью преобразовывать механическую энергию ГД в движение судна с наименьшими потерями не зависимо от условий плавания. Показателями этого совершенства служат КПД ГЭУ и пропульсивный коэффициент - .