По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 629.12.037

Пропульсивный комплекс ледокола и судов ледового класса

Шульга Р. Н. канд. техн. наук, ВЭИ – филиал ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е. И. Забабахина», г. Москва

Резерв повышения пропульсивного комплекса ледокола (ПКЛ) и судов ледового класса заключается в повышении влияния коэффициента корпуса, причем энергоэффективность ПКЛ состоит в поддержании крутящего момента ГД на постоянном уровне. Согласование гребного винта (ГВ) с главным двигателем (ГД) осуществляют за счет изменения шага и диаметра винта. На практике согласование ГВ с ГД производится за счет изменения шага винта при неизменном его диаметре. Одним из самых эффективных способов повышения ледопроходимости ледоколов и судов ледового класса является применение винторулевых колонок (ВРК), которые устанавливаются как на корме, так и на носу судна. Реализованный в КГНЦ комплекс КМ-ДРК превращает ВРК в «интеллектуальное» средство управления, способное оценивать свой режим работы и техническое состояние и информировать об этом экипаж и информационно-управляющие системы судна.

Литература:

1. Шульга Р.Н. Тяговые характеристики судового электропривода // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2022. – № 1. – С. 28–39.

2. Шульга Р.Н. Тяговые характеристики винторулевых колонок и водометов // В портфеле редакции журнала «Электрооборудование: эксплуатация и ремонт».

3. Иванченко А.А., Шишкин В.А., Окунев В.Н. Обзор опыта совершенствования конструкции и применения движительных систем в современном судостроении // Вестник ГУМРФ им. С.О. Макарова. – 2016. – № 4 (28). – С. 156–173.

4. Шульга Р.Н., Петров А.Ю., Хренников А.Ю. Энергетические платформы с использованием цифровых модульных подстанций и энергоблоков // Энергия единой сети. – 2020. – № 3 (52), июль-август. – С. 18–28.

5. Шульга Р.Н. Применение распределенного электродвижения с использованием винторулевых колонок // Энергоэффективность и водоподготовка. – 2020. – № 4 (126). – С. 56–64.

6. Сахновский Б.М. Модели судов новых типов. – Л.: Судостроение, 1987.

7. Шульга Р.Н., Смирнова Т.С. Использование судовой энергетики для жизнеобеспечения арктических объектов // Российская Арктика. – 2020. – № 1. – С. 13–26.

8. Шульга Р.Н., Лавринович В.А., Лабутин А.А., Смирнова Т.С. Комплекс электрооборудования для модульных электрических судов. – Российская Арктика. – 2020. – № 1 (8).

9. Колесник Д.В. Тенденции развития пропульсивных комплексов судов, эксплуатирующихся во внутренних водных путях // Судовые энергетические установки: науч.-техн. сб. – 2005. – Вып. 14. – Одесса: ОНМА. – С. 5–10.

10. Клементьев А.Н., Трифонов В.И., Хвостов Р.С. Управление судном. – Н. Новгород: Изд. ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2011. – 32 с.

11. Скрынников В.И. Средства активного управления судами // Судостроение. – 1996. – № 11-12. – С. 45–47.

12. Аврашков Н.С., Грузинов В.И., Тарасюк А.Б. Средства активного управления судами // Судостроение. – 1971. – № 10. – С. 19–23.

13. ГОСТ 24060-80. Средства активного управления судами. Термины и определения.

14. Лебедев Э.П. и др. Средства активного управления судами. – Л.: Судостроение, 1969. – 264 с.

15. Басин А.М., Анфимов В.Н. Гидродинамика судна. – Л.: Речной транспорт, 1961.

16. Корректировка элементов гребного винта для согласования с главным двигателем. – URL: http://www.studfile.net

17. Дефекты гребных винтов. – URL: http:// www.specmorservice.com

18. Богерман М. Новейшие технологии для Арктики. – URL: http://www.naukatehnika. com

19. Судовые движители типа Azipod. – URL: http://www.naukatehnika.com

20. Андрюшин А.В. Теория взаимодействия гребного винта со льдом // Автореф. д-ра техн.наук диссертации. – 2006. – 254 с. – URL: http://www.dissercat.com

Вопросы повышения энергоэффективности пропульсивного комплекса ледоколов (ПКЛ) и судов ледового класса широко обсуждаются в технической литературе в связи с возрождением судостроения применительно к освоению Севморпути. Вопросы ледопроходимости судов недостаточно освещены в литературе. Новые подходы к судовым движителям, в т. ч. с использованием винторулевых колонок (ВРК), насадок, водометов и др. средств для активного управления судном в ледовой обстановке, требуют поиска новых решений.

Целью статьи является анализ взаимодействия элементов ПКЛ, которые включают гребной винт (ГВ), главный двигатель (ГД) и корпус судна, корректировку ГВ и ГД при поломке ГВ или модернизации ПЛК, а также вопросы повышения энергоэффективности ПЛК. Литература [1–3] оценивает тяговые характеристики судовых электроприводов и ВРК, работы [4–8] посвящены распределенному электродвижению, библиография [9–14] анализирует средства и способы активного управления судном. Литература [15–20] посвящена работе элементов ПКЛ во льдах.

Пропульсивный комплекс ледокола (ПКЛ) включает главный двигатель (ГД), гребной винт (ГВ) и корпус судна (ледокола). Для движения судна с заданной скоростью к его корпусу прикладывают движущую силу, называемую упор, который создается ГВ. Движитель в виде ГВ либо винторулевой колонки (ВРК) создает упор и получает энергию от ГД. Упор, в свою очередь, зависит от сопротивления среды движению судна, а также от размера судна, формы и скорости судна [1].

Совершенство каждого из элементов ПКЛ определяет важное мореходное качество, определяющее его ходкость. Ходкость тем лучше, чем выше скорость судна при заданной мощности ГД.

При преобразовании энергии от ГД и передаче ее к ГВ в виде движущей силы часть энергии теряется в движителе (ГВ). В результате к ГВ следует приложить мощность, превышающую буксировочную (эффективную) мощность Pe, которая равна:

где V – скорость буксировки в свободной воде, Te = R, т. е. тяга ГВ должна уравновешивать сопротивление среды R.

Для Цитирования:
Шульга Р. Н., Пропульсивный комплекс ледокола и судов ледового класса. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2023;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: