Глава 5. Судовые движители

5.1 Классификация судовых движителей

Движителем называется устройство создающее силу (упор) для преодоления силы сопротивления воды движению судна.

Различают движители активные и реактивные.К активным относятся ­­ различные паруса и воздушные «змеи», движущие судно за счет силы ветра.

К реактивним относятся движетели, создающие силу упора путем отбрасывания масс воды в сторону, противоположную направлению движения судна.

Реактивные движители подразделяются на лопастные Рис 5.1 ( весла, колесные, крыльчатые, плавниковые, винтовые ) и водопроточные (водометные и гидрореактивные )

Рис 5.1 Типы движителей

Рис. 5.2. Схема действия водометного движителя

Водометные движители располагаются внутри или снаружи корпуса судна , а эффективность их работы зависит от формы водоводов, места расположения и конструкции водозаборников. Их дальнейшим развитием являются движители насосного типа (рис 5.3 и 5.4)

Рис 5.3 движитель типа «pump-jet»

На субмаринах применяют новый тип движителя – pump-jet, что значит – движители насосного типа. Существуют две их разновидности:

• движитель насосного типа с предварительной закруткой – статор (основные насадки) расположен перед ротором ;

• движитель насосного с , когда ротор расположен перед статором .

Рис 5.4 разновидности движителя насосного типа «pump jet»

1- ротор; 2 - насадка; 3 – статор; 4- основание насадки; 5 – статор – основание насадки;

Качества обоих типов движителей одинаковы, но движитель насосного типа с предварительной закруткой имеет лучшие кавитационные характеристики, хотя конструктивно более сложен.

5.1.1.Гидрореактивные движители.

В гидрореактивном движителе для ускорения потока воды используется энергия сжатого воздуха или продуктов сгорания, подаваемых в водовод через сопло. Характерная особенность таких устройств – отсутствие валопровода и механического рабочего органа.

Различают:

тепловые – прямоточные (пароводяная смесь образуется в камере, куда подается пар или горячий газ, создающий движущую силу);

пульсирующие (поршневого типа с пульсирующей газоводяной камерой сгорания, с реактивной газоводяной трубой взрывного типа и др);

эжекционные и другие, использующие энергию холодного сжатого газа, ускоряющего поток водовоздушной смеси.

Гребной винт всегда согласован с двигателем, в противном случае будет происходить бесцельная потеря мощности. Кроме того, встречаются нереверсивные двигатели, которые не способны изменять направление вращения вала . В этих случаях применяют гребной винт регулируемого шага. В его ступице располагается механизм, поворачивающий лопасти на заданный угол и удерживает их в таком положении. Поворот лопастей позволяет изменять тяговое усилие при постоянной частоте вращения гребного вала и наоборот, сохранять постоянное тяговое усилие при разных частотах вращения вала, а также вообще изменять направление упора (реверс ) при неизменном направлении вращения гребного вала (рис.5.5).

Для передачи большой мощности часто применяют двух - и трехвальные установки. Иногда применяются направляющие насадки, что при малой частоте вращения гребного винта обеспечивает прирост упора до шести процентов (6%). Увеличение эффективности винтов также достигают путем применения соосных гребных винтов противоположного вращения (рис.56.)

Рис.5.5.. Принципиальная схема ВРШ

1– лопасть; 2 – ступица; 3 – ползун; 4 – штанга; 5 – гребной вал;

6 – поршень; 7 – цилиндр

Рис 5.6. Типы гребных винтов

а) гребной винт с неподвижными лопастями; б) винт регулируемого шага; в) винт в насадке; г) соосные гребные винты противоположного вращения.

В последнее время на судах стали широко применять движительно- рулевые системы “Azipod”, которые представляют собой размещенный в гондоле главный электродвигатель, приводящий в движение винт фиксированного шага и рулевой механизм, поворачивающий гондолу на 360° (Рис 5.7.) . Гондола и колонка, соединяющаяся с корпусом судна увеличивают сопротивление воды судну, но зато нет потерь в валопроводе.

Чтобы обойти этот недостаток создан новый винто - рулевой комплекс “Schotten Combi Drive”, представляющий собой двойной винт установленный на концах гондолы.(Рис 5.8.). Привод этого комплекса отличается тем, что электродвигатель расположен не в гондоле, а встроен в вертикальную поворотную колонку и приводит винт во вращение через короткий вал и угловую передачу. Это позволило значительно уменьшить размеры гондолы и колонки и снизить сопротивление и воды, но есть потери в угловой передаче.

Рис 5.7. Винто-рулевой комплекс “Azipod”

.

Рис 5.8.Винто-рулевой комплекс “Schotten Combi Drive”