По ограничительной характеристике

Использование номинальной мощности N_e2 составит

,

причем дальнейшее увеличение сопротивления корпуса судна приведет к уменьшению этого показателя.

Скорость хода судна на этом режиме работы ГД составит

узл,

а возможно достижимая скорость при мощности ГД N_e2= 7500 кВт будет равна

узл.

Таким образом, недоиспользование мощности приведет к снижению скорости на следующую величину:

узл.

6. Вычисляем безразмерный коэффициент момента k₂ для согласованного ГВ по формуле (1.1):

.

7. При тех же значениях и , рассчитанных в при­мере 1, вычисляем величину относительной поступи винта:

.

8. По координатам k₂ = 0,022 и = 0,42 на расчетной диаграмме ГВ находим искомую точку А на кривой H₂/D₁ = 0,75.

9. Определяем шаг откорректированного ГВ:

м.

10. При первоначальном неизменном шаге ГВ H₁ = 4,074 м определим диаметр откорректированного винта D₂ через значение постоянной:

м,

откуда

м.

1.2. Согласование путем применения врш

Винты регулируемого шага (ВРШ), лопасти которых специальным механизмом поворачиваются относительно осей, перпендикулярных оси вала, не имеют большинства недостатков, присущих ВФШ. Путем разворота лопасти (изменив шаговое отношение) всегда можно привести винт в соответствие с двигателем; без изменения направления вращения двигателя осуществить реверс судна и получить самые малые, даже нулевую, скорости судна при любой частоте вращения винта.

ВРШ (рис. 1.5) состоит из ступицы, поворотных лопастей, механизма поворота лопастей, расположенного в ступице, механизма изменения шага (МИШ) и привода механизма поворота лопастей, располагаемого в валопроводе. Управление ВРШ осуществляется с местного поста или дистанционно. Пост дистанционного управления ВРШ устанавливается в ходовой рубке.

Рис. 1.5. Принципиальная схема ВРШ:

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

6 – поршень; 7 – цилиндр

Механизм поворота лопастей управляется механизмом изменения шага. Наиболее распространенные механизмы поворота лопастей показаны на рис. 1.6. На морских судах применяются обычно механизмы двух последних типов, как наиболее надежные. В механизме кулисного типа (рис. 1.6, в) с поступательно движущейся штангой МИШ связан ползун, по направляющим которого перемещается сухарь. В сухарь вставлен эксцентрично закрепленный на лопасти палец. При поступательном движении штанги ползун передвигает палец и разворачивает лопасть. В механизме шатунного типа (рис. 1.6, г) движение штанги передается шатуну, который поворачивает лопасть.

Рис. 1.6. Механизм поворота лопастей:

а – шестеренчатый; б – винтовой; в – кулисный; г – шатунный

Механизмы изменения шага по типу привода могут быть ручными, механическими, гидравлическими, электромеханическими и электрогидравлическими. Ручные и механические приводы применяются на винтах небольших размеров. Большинство ВРШ имеют гидравлические приводы, так как они обладают простотой, высокой надежностью, малыми габаритами и развивают большие усилия. Механизм изменения шага винта размещают внутри ступицы, внутри валопровода и вне валопровода и винта. На промысловых судах МИШ устанавливается, как правило, в валопроводе, реже в ступице. На рис. 1.5 приведена схема ВРШ с МИШ, расположенным в валопроводе.

Штанга, поворачивающая лопасть, проходит через полый гребной вал. Кормовой конец штанги связан с ползуном, носовой – с поршнем, который под давлением рабочей жидкости, подаваемой в одну из полостей цилиндра, передает через штангу поступательное движение ползуну. При большой длине штанги и значительных деформациях валопровода может возникнуть опасность несрабатывания механизма поворота лопастей и аварии МИШ. Этот недостаток устраняют, размещая МИШ в ступице несколько больших размеров или в кормовом подзоре судна.

ВРШ обладают следующими преимуществами:

- обеспечивают полную мощность двигателя при широком диапазоне изменения скоростей, что важно при движении судна во льдах, при различных водоизмещениях, при тралении, при буксировке других судов;

- обеспечивают любое значение скорости от наибольшего переднего до наибольшего заднего хода, без реверсирования двигателя и изменения направления и частоты вращения гребного винта;

- реализуют экономический ход судна по заданной оптимальной программе, обеспечивающей наилучшую комбинацию шага и частоты вращения.

К основным недостаткам ВРШ относятся следующие:

- КПД ВРШ на расчетном режиме за счет повышения диаметра ступицы ниже КПД ВФШ на 1...2%;

- масса ВРШ существенно превышает массу ВФШ;

- сложность конструкции и дороговизна.

Вместе с тем, следует отметить, что повышенная стоимость ВРШ окупается за два - три года эксплуатации судна за счет основных преимуществ ВРШ.