Современные движительно-рулевые и подруливающие устройства для морских и речных судов. Часть 1. Учебное пособие

и габаритов при одинаковых значениях тяги по сравнению с ПК, рассмотрен­ными в п. 3.2.2. К достоинствам этого типа ПК можно отнести отсутствие ме­ханической передачи крутящего момента (мощности) и, как следствие, улучше­ние акустических характеристик и возможность применения электродвигателей большой мощности до 35000 кВт.

Описание конструкций и технических характеристик различных конструк­тивных типов ПК с приводом в гондоле и их приводов приведено в Части II настоящего пособия.

Активный руль

Тип рабочего органа — ВФШ открытый или в насадке.

кромке руля. Общий вид активного руля приведен на рис. 28. Для увеличения тяги, винт, как правило, располагается в насадке, жестко связанной с пером ру­ля. Ось винта АР параллельна оси основного движителя. Перо руля вдоль оси винта АР утолщенное и представляет собой обтекаемую гондолу грушевидной формы, заканчивающуюся ступицей гребного винта. В качестве двигателя при­вода АР используется либо низкооборотный, как правило, водопогружной элек­тродвигатель, расположенный в гондоле в пере руля, либо высоко или средне­оборотный электродвигатель, размещенный в корпусе судна и передающий крутящий момент на гребной вал через вертикальный вал, размещенный в бал­лере руля, и угловой редуктор, размещенный в гондоле пера руля. Поперечная сила АР складывается из гидродинамической подъемной силы, возникающей на отклоненном пере руля и силы тяги развиваемой винтом, установленным на пе­ре. Эффективность составляющей тяги винта тем больше, чем меньше скорость судна. Обычно винт АР включают, когда скорость судна не превышает 3–4 уз­ла. При больших скоростях хода двигатель выключают, а винт работает в ре­жиме турбины. АР можно использовать для обеспечения судну предельно ма­лых скоростей движения, недостижимых при использовании главных двигате­лей. Это качество АР особенно ценно при маневрировании на ограниченной ак­ватории. Используя АР, судно может разворачиваться без хода практически на месте. Поскольку на малых скоростях и при отсутствии хода эффективность обычного руля падает, то для увеличения эффективности АР привод поворота пера руля конструируется с таким расчетом, чтобы обеспечить перекладку в пределах 70–90º. Однако, когда судно движется со скоростью более 5-ти узлов — винт АР не работает, и перекладка осуществляется в обычных пределах.

кольцо неподвижно (статор) и жестко связано с конструкцией насадки колонки,

стационарной (баллер неподвижен или насадка жестко связана с корпусом суд­на) или поворотной (ПК), а внутреннее кольцо подвижное (ротор) и размещено так, что его внутренняя поверхность заподлицо с внутренней поверхностью насадки. Кольцевой двигатель, как правило, электрический, но возможно при­менение и гидравлического двигателя. Внутри ротора двигателя размещен гребной винт без ступицы, лопасти которого верхней кромкой прикреплены к внутренней поверхности ротора. Лопасть в плане имеет форму близкую к типу «Каплан». Общий вид такой колонки стационарной и поворотной (ПК) приве­ден соответственно на рис. 29 и 30.

- самые маленькие значения массы и габаритов из всех типов ДРУ, поэто-

нимальный воздушный шум;

-отсутствие механической передачи и валов.

Судить о недостатках этого типа ДРУ пока нельзя из-за незначительного опыта эксплуатации. В настоящее время этот тип ДРУ разрабатывает и начало устанавливать на суда немецкая фирма Voith, создатель КД. Ведутся работы отечественными фирмами, в США, Китае и ряде других стран. На сегодняшний день фирмой Voith разработаны типоразмеры от диаметра 0.24 м с мощностью 5–10 кВт до 2.3 м с мощностью 1500 кВт.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСТАНОВКИ ДРУ И ПУ НА СУДАХ И ПЛАВСРЕДСТВАХ

- Выбор основных расчетных маневров и определение требуемого значе-

снижению навигационной аварийности судов, связанной с навалами на портовые

сооружения, швартовками и столкновениями при движении с малыми скоростями в узостях, подходных каналах и акваториях портов. Применение ПУ делает про­цесс управления судном даже в сложной обстановке проще и надежнее.

- При выполнении технико-экономического обоснования применения ПУ,

4.2. Технико-экономическое обоснование установки ВДРУ

- При выборе основных расчетных маневров и определении требуемого

значения тяги ВДРУ необходимо определить её проекции на плоскости ватер­линии вдоль и поперек ДП судна, а также учесть требования к динамической характеристики тяги и скорости резервного хода.

случае с ПУ, необходимо провести сравнительный анализ различных типов и фирм поставщиков ВДРУ. Необходимо сравнить затраты при обеспечении вы­полнения рассматриваемых маневров (задач) другими средствами, в т.ч. букси­рами, якорями и ГД и РУ.

гребного винта, диаметр и номинальная частота вращения гребного винта, мощность привода), обеспечивающий требуемые характеристики судна по ход­кости и управляемости. При этом выполняются сравнительные расчеты ходко­сти и управляемости судна с традиционным ГД и РУ и с ПК для заданных ре­жимов движения и маневрирования.

- Экономическое обоснование выбранного (ых) ПК проводится путем

сравнительного анализа стоимости установки на судне ПК или традиционного ГД и РУ и затрат на их эксплуатацию, а также при необходимости сравнитель­ный анализ различных типов ДРУ между собой. Для сравнения в стоимость традиционного ГД и РУ необходимо включить: гребной винт и, при необходи­мости, направляющую насадку, дейдвудное уплотнение гребного вала, крон­штейны гребного вала, линию валопровода с упорным и опорными подшипни­ками и фундаментами, кожух, закрывающий линию валопровода или коридор гребного вала, редуктор, необходимый при применении средне- и высокообо­ротных двигателей, реверс редуктор или реверсируемый двигатель в случае применения ВФШ, перо руля с баллером и дейдвудным уплотнением, рулевая машина. Если применяются разные двигатели привода, то выполняется сравни­тельный анализ их стоимости, эксплуатационных расходов и требуемых объе­мов помещений для их размещения. При оценке эксплуатационных расходов для судна с ПК в качестве ГДРУ необходимо учитывать, что отпадает необхо­димость в использовании буксиров при выполнении любых маневров, в поста­новке в док для ремонта ПК. Улучшаются возможности судна при прохожде­нии в битом льду (для ледоколов во льду заданной мощности) и повышается ресурс двигателя привода за счет лучших условий эксплуатации. Многочислен­ные сравнительные расчеты, выполненные зарубежными и отечественными проектантами судов с ПК в качестве ГДРУ, показали, что стоимость ГДРУ с ПК сопоставима и в ряде случаев даже ниже стоимости применения традиционного

- Помимо экономической эффективности применение ПК в качестве ГДРУ

способствует снижению навигационной аварийности судов, повышению эф­фективности выполнения любых задач, связанных с маневрированием в слож­ных условиях, повышению грузовместимости. Применение ПК делает процесс управления судном даже в сложной обстановке проще и надежнее.

Аналогично проводится обоснование применения других типов ДРУ в ка­честве ГДРУ.

МОНТАЖУ, ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЮ И ИСПЫТАНИЯМ

накова.

Для исключения просасывания воздуха к гребному винту ПУ и ПК заглуб­ление оси гребного винта должно быть не менее 1.25 диметра гребного винта. Если это условие невозможно выполнить, то необходимо предусмотреть за­щитные козырьки у насадки ПК или размещение ПК в тоннеле под корпусом судна, а над входными отверстиями канала ПУ с каждого борта устанавливают­ся молдинги (козырьки).