Что такое крыльчатый двигатель

Что такое крыльчатый двигатель

Водный транспорт, теория и практика, все о морских и речных судах

19.05.2015 17:49
дата обновления страницы

Управление судами с крыльчатыми движителями, активным рулем и подруливающими устройствами

Крыльчатые движители. Они устанавливаются, как правило, на судах портофлота, повышают их маневренность, так как появляется возможность перемещаться не только вперед и назад, но и лагом (бортами). Эти движители нашли широкое применение на буксирах (толкачах), плавучих кранах, паромах, судах-снабженцах и др., которые работают в сложных стесненных условиях акватории порта.

Рис. 174. Схема крыльчатого движителя: 1- несущий диск, 2- вертикальная ось вращения, 3- эксцентриковый диск с шарнирной цапфой, 4- лопасти

Крыльчатые движители применяются на судах как в качестве главного движителя, так и в виде вспомогательного средства управления. В первом случае его располагают под днищем судна (рис. 174), во втором — чаще всего в поперечном канале (трубе) корпуса судна.

Конструктивно крыльчатый движитель представляет собой диск (ротор) с вертикальной осью вращения. Ротор устанавливается заподлицо с днищевой обшивкой. На диске расположено 4-8 поворотных вертикальных лопастей. При вращении движителя каждая лопасть совершает свое вращательное движение по отношению к диску и вместе с диском — относительно воды.

Суда с крыльчатыми движителями имеют следующие преимущества перед винтовыми: возможность перемены хода без реверса двигателя, движение в любом направлении; отсутствие рулевого устройства, так как функции винта и руля заложены в самом крыльчатом движителе; к. п. д. главного двигателя с крыльчатым движителем выше, чем у двигателя с гребным винтом; при буксировке буксировщик может быть ошвартован в любой части судна, так как сила упора буксира в любом направлении одинаковая; скорость судна плавно набирается и гасится. Однако наряду с преимуществами суда с крыльчатыми движителями имеют и недостатки: суда не пригодны для плавания в открытом море, т.е. на волнении, так как в этом случае диск и лопасти будут испытывать чрезмерное напряжение. Сложность конструкции и большая масса (вес) крыльчатых движителей позволяют применять их только на нереверсивных двигателях небольшой мощности; когда крыльчатый движитель установлен не заподлицо с днищем, то он увеличивает осадку судна, работа во льдах требует специальной надежной защиты движителя.

Активные рули. Это рули с установленными на них вспомогательными винтами, которые расположены на задней кромке пера руля или вмонтированы в перо руля. Есть винты, располагающиеся за кромкой пера руля. В этом случае винт располагается в направляющей насадке, которая повышает к. п. д. винта и предохраняет его от повреждений. Винт активного руля должен быть установлен таким образом, чтобы его ось вращения была расположена на одной плоскости с осью основного гребного винта.

Управляют активным рулем с помощью рулевой машины. Чтобы увеличить эффективность активного руля, угол перекладки должен быть не менее 70°. При скорости судна более 5 уз активный руль использовать нецелесообразно,, и управление судном идет обычной перекладной руля на оба борта (в пределах до 35° на каждый борт).

В исключительных случаях, когда главный двигатель не работает, активный руль временно может выполнять функции запасного движителя, обеспечивая при этом и управляемость. С помощью активного руля можно осуществлять повороты судна не только на ходу, но и когда судно хода не имеет. При вращении активного руля в противоположную сторону вращения основного винта снижаются потери на закручивание потока воды основного винта, а это ведет к увеличению к. п. д. основного движителя. При совместной работе активного руля и подруливающего устройства судно может двигаться почти лагом. Это очень важно при швартовных операциях в стесненных условиях.

Однако активный руль усложняет и утяжеляет конструкцию пера руля и снижает надежность рулевого устройства. Сопротивление воды при движении судна в этом случае увеличивается, а это ведет к снижению скорости. Иногда для уменьшения сопротивления судна в винторулевом устройстве устанавливают ВРШ.

Подруливающие устройства (ПУ). Это средства активного управления судном. ПУ создают силу упора в направлении, перпендикулярном ДП судна. ПУ чаще всего располагают в носовой части судна, где они более эффективны для управления судна. В настоящее время построены суда с ПУ с носовым и кормовым расположением.

Управление ПУ осуществляется из рулевой рубки. По конструктивным особенностям ПУ подразделяются: с гребными винтами, с насосами различных типов, с крыльчатыми движителями. Гребные винты ПУ устанавливают в поперечном прямом трубопроводе необходимого сечения, расположенном ниже ватерлинии.

В качестве движителей ПУ применяют ВФШ или один ВРШ насосного типа, где имеются мощные насосные установки (танкеры, земснаряды и т. д.).

Средства для чистки катеров

Чистка ультразвуком

Чистка ультразвуком

Чистка инжектора, форсунок

31. Судовые движители

Судовым движителем называется специальное устройство для преобразования работы главного двигателя или другого источника энергии в полезную тягу, которая обеспечивает поступательное движение судна. К судовым движителям относят гребные винты, гребные колеса, водометные и крыльчатые движители. Гребной винт представляет собой гидравлических механизм, лопасти которого захватывают забортную воду и сообщают ей дополнительную скорость в направлении, противоположном движению судна. При этом гидродинамические силы, возникающие на лопастях, создают осевую равнодействующую силу, называемую упором движителя. Упор движителя передается корпусу судна через жестко связанный с ним упорный подшипник. У гребного винта с направляющими устройствами (насадками) упор создается как лопастями, так и грубой насадкой. Гребные винты – наиболее распространенный тип движителей. Они могут иметь 2-7 лопастей, расположенных на равных расстояниях по окружности ступицы, и представляют собой несущее крыло, образованное частью винтовой поверхности. В зависимости от конструкции различают следующие типы гребных винтов: с неотъемными лопастями (цельнолитные и сварные), со съемными лопастями и винты регулируемого шага (ВРШ) На речном флоте широко распространены цельнолитные гребные винты, имеющие наиболее простую конструкцию. Винты со съемными лопастями стали применять в последние годы в тех случаях, когда по условиям эксплуатации возможны частые поломки лопастей. Съемная лопасть имеет в корневом сечении фланец, с помощью которого ее крепят к ступице. Характеристику лопасти гребного винта и единичный элемент крыла (см. параграф 46) определяют одни и те же силы с той разницей, что у гребного винта рассматривают суммарный упор и результирующую силу сопротивления вращению всех лопастей. Если скорость набегающего на винт потока U_{p (рис. 57)}, а радиальная скорость ωr, то угол атаки данного элемента сечения лопасти α_л определяется углом между результирующей скоростью U₁ и линией нулевой подъемной силы (ЛНПС). Подъемная сила и сила любого сопротивления сводятся у результирующей Υ_в. Одна из ее проекций дает силу полезного упора винта Р_в, а вторая – силу сопротивления вращению R_вp. Момент силы R_вp относительно оси гребного винта преодолевается главным двигателем судна. Гребные винты имеют относительно малую массу, небольшие размеры, надежны в эксплуатации, недороги в изготовлении и позволяют использовать большинство малооборотных главных двигателей без редукторных передач; их КПД достигает 70%. Гребные колеса (рис 58) имеют горизонтальную ось вращения, перпендикулярную направлению движения, и, как правило, располагаются по бортам судна. У гребных колес сила упора создается на плице и на крыле. Пересечение плицы создает силу F_H, проекция которой на направление движения создает полезный упор Р_Н. Достоинство гребных колес – достаточно высокий КПД и возможность создания значительного упора при малых осадках. Гребные колеса с поворотными плицами имеют наивысшее значение КПД 50-60%. Недостатками гребных колес являются сложность и громоздкость конструкции, большая масса, вынужденное увеличение ширины судна, частые повреждения, особенно при движении на волнении и в ледовых условиях. В водометном движителе необходимая полезная сила тяги создается благодаря приращению количества движения, которое получает в водометном комплексе забортная вода. вода засасывается гребным винтом через приемное отверстие в днище судна и выбрасывается с повышенной скоростью через напорный участок водометной трубы, создавая реактивную полезную силу тяги, действующую в сторону, противоположную направлению выброса струи. На конце напорной части водометной трубы имеется специальное реверсивное устройство с балансирным рулем. Применение такого руля позволяет управлять судном, а также двигаться задним ходом (ЗХ) без реверса главного двигателя благодаря изменению направлению изменению направления выбрасываемой струи воды. Основными достоинствами водометных движителей является создание значительной полезной тяги при малой осадке судна, а также отсутствие движущихся частей снаружи корпуса, что дает возможность надежно защитить движитель от поломок при плавании судна на малых реках. Крыльчатый движитель –представляет собой вращающийся вокруг вертикальной оси диск, по окружности которого на равных расстояниях находятся крылообразные поворотные лопасти (у переменных крыльчатых движителей бывает 4-8 таких лопастей). Благодаря повороту лопасти обеспечивается оптимальных угол атаки и создается необходимый полезный упор движителя. Для этого лопасти, находящиеся на передней полуокружности ведущего колеса, располагают входящими кромками наружу, а на задней -внутрь. При таком движении лопастей все нормали к ним пересекаются в одной очке А-центе управления. Каждая лопасть находится в сложном движении: поворачивается вокруг собственно оси, вокруг вертикальной оси ротора и перемещается поступательно вместе с судном. При обтекании лопасти потоком воды со скоростью U₁ под углом атаки α_л создается подъемная сила Υ_Л, проекции которой на направление движения судна дают силу полезного упора лопасти Р_Л и силу сопротивления вращению R_вp. Перемещая центр управления, например, из точки А и А₁, можно осуществлять поворот лопастей вокруг собственной оси , тем самым изменяя направление и значение силы суммарного упора движителя, а следовательно, обеспечивать изменение скорости движения судна и его поворот без применения рулей, не изменяя частоту вращения и направления вращения главного двигателя. Крыльчатые движители имеют большую массу, сложную конструкцию и уступают гребным винтам по эффективности действия, поэтому их применяют только на судах, к маневренности которых предъявляются особенно высокие требования( на морских портовых буксирах, паромах и т.д.).

32. Техническая эксплуатация флота. Основные задачи Основные задачи технической эксплуатации флота (ТЭФ) это совокупность научно обоснованных организационных технических и технологических способов ее обслуживания и использования. Технический способ обслуживания: Основные задачи ТЭ являются: 1. Повышение долговечности и надежности работы всех типов судов и сокращение простоев по техническим причинам 2. Сокращение эксплуатации расходов 3. Планомерное проведение мероприятий по модернизации флота

1. Комплекс работ , выполняемых экипажем в период эксплуатации судна, в соответствии с технико-эксплуатационными показателями Поддержание и контроль параметров технических средств и использование эксплуатационных материалов (топливо, масло) , расходная часть – обносится к эксплуатации содовой техники

ПЭТ – это совокупность следующих составляющих: 1) Техническое использование 2) Техническое обслуживание 3) Ремонт 4) Управление технической эксплуатации 2. В состав работ входит: внешний и внутренний осмотр соединений . , регулирование (зазоров и размеров срабатывания), разборка, чистка узлов и деталей, снятие, отлажения наработок, частичная замена изношенных деталей, смачивание или смазка, уборка. 3. Комплекс работ , выполняемых экипажем и работниками береговых предприятий, которые обеспечивают восстановление работоспособности судна на определенных интервалах времени с выводом или без вывода судна без эксплуатации. * Плановый(капитальный, средний, текущий, гарантийный, поддерживающий) * Внеплановый (аварийный, восстановительный, межрейсовый)

1.9. ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ КОРАБЛЕМ С КРЫЛЬЧАТЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ

Принцип действия движителя показан на рис 1.24, на котором изображено горизонтальное сечение лопастей, находящихся в различных положениях на окружности диск движителя, имеющего радиус r.

Ось каждой лопасти, во­круг которой она поворачивается, участвует одновременно в двух движениях: вращается вокруг оси диска О с угло­вой скоростью ω, связанной с числом его оборотов зави­симостью ω = 2πn, и перемещается поступательно вместе с кораблем со скоростью Vр. Каждая лопасть движется от­носительно воды со скоростью VH как крыло с углом ата­ки а. Скорость Vн можно рассматривать как геометриче­скую сумму окружной скорости ωг и скорости поступа­тельного перемещения Vр. На передней полуокружности диска лопасти устанавливаются входящими кромками наружу, а на задней — внутрь. При таком законе движения лопастей все нормали к ним пересекаются в одной точке, называемой центром управления (полюсом управления).

На лопасти, как на крыле, возникает гидродинамическая сила R, составляющая которой в направлении движения корабля представляет собой упор лопасти Р, а окружная составляющая Q образует относительно центра несущего диска вращающий момент, преодолеваемый мощностью главного двигателя.

Упор крыльчатого движителя, а сле­довательно, и скорость корабля могут меняться в зависи­мости от смещения (эксцентриситета) E0 = ON центра управления вдоль радиуса.

Характеристикой движителя, определяющей режим его работы, является относительный эксцентриситет l0 = E0/r, с увеличением которого возрастает упор движителя. Мак­симальное значение l0 для крыльчатых движителей со­ставляет 0,72—0,84 (в зависимости от типа механизма поворота лопастей). Перемещением центра управления по площади диска достигается изменение направления упора движителя, поэтому движитель является одновременно и рулевым устройством, обеспечивающим управление судном.

Вращающаяся часть крыльчатого движителя (рис. 1.25) монтируется на диске 6, который представляет собой звездообразный полый корпус, получающий вращение через коническую передачу 4 от горизонтально идущего вала 5 главного двигателя корабля.

На плоском ободе диска 13 расположены лопасти (крылатки) 9, оси разворота кото­рых параллельны оси движителя. Верхние концы лопа­стей — конические хвостовики 7 — поддерживаются двумя подшипниками, обеспечивающими разворот лопастей во­круг своих осей. Диск движителя вращается вокруг широ­кой тарельчатой опоры 15, имеющей в нижней части подшипник 14, центрующий диск и передающий упор, развиваемый лопастями, корпусу судна через станину 1. Механизм разворота лопастей состоит из эксцентрикового диска 12, связанного с рычагом 11, вилка которого охва­тывает направляющий камень 10, и эксцентриковых тяг, соединяющих диск с кривошипами 8, закрепленными на хвостовиках лопастей. Смещение эксцентрикового диска относительно оси вращения движения для изменения ве­личины или направления упора лопастей осуществляется маятниковым рычагом 3, установленным в сферическом подшипнике 2 тарельчатой опоры.

Положительные качества судов, оборудованных крыльчатыми движителями, заключается в следующем: отпадает необходимость установки рулевого устройства, так как крыльчатый движитель объединяет функции винта и руля (рис. 1.26), для перемены хода не требуется реверс дви­гателя, улучшаются маневренные качества корабля. Время остановки (величина тормозного пути) судов с крыльчаты­ми движителями значительно меньше, чем у винтовых ко­раблей.

Крыльчатый движитель

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

• Крылоорешник
• Крыльчатый насос

Смотреть что такое «Крыльчатый движитель» в других словарях:

Крыльчатый движитель — судовой движитель с вертикальными подвижными лопастями, расположенными по окружности диска, установленного заподлицо с днищем судна. При вращении диска лопасти совершают по отношению к нему такие колебательные движения вокруг вертикальной оси,… … Морской словарь

КРЫЛЬЧАТЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ — судовой движитель с располож. на равных угловых расстояниях на диске (к рый вращается вокруг вертик. оси) удлинёнными лопастями, перпендикулярными к диску. Поворот лопастей вокруг собств. осн. осуществляемый дистанционно с поста управления судном … Большой энциклопедический политехнический словарь

Судовой крыльчатый движитель — 8. Судовой крыльчатый движитель Крыльчатый движитель Судовое вспомогательное движительно рулевое устройство с крыльчатым движителем, установленным заподлицо с днищем судна, создающее упор, направление которого может изменяться в пределах 0 ± 180° … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

(судовой) крыльчатый движитель — 3.2.3 (судовой) крыльчатый движитель: Движительно рулевое устройство с крыльчатым движителем, создающее упор, направление которого может изменяться в пределах от 0° до 360° вправо или влево при изменении углов установки лопастей. Источник: ГОСТ Р … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Движитель — Движитель устройство, преобразующее энергию двигателя, либо внешнего источника, через взаимодействие со средой, в полезную работу по перемещению транспортного средства. Является частью машин. по суше Колесо автомобили, локомотивы,… … Википедия

Движитель — устройство для преобразования энергии природного источника или механического двигателя (См. Двигатель) в полезную работу, обеспечивающую движение транспортных средств. Основным видом Д. для сухопутных транспортных средств… … Большая советская энциклопедия

Колесный движитель — Движитель устройство, преобразующее энергию двигателя либо внешнего источника в полезную работу по перемещению транспортного средства. Например: Колесо автомобили, локомотивы, велосипеды и т. д.. Гусеница гусеничные трактора, танки, некоторые… … Википедия

Судовой движитель — устройство для преобразования какой либо энергии в полезную работу движения судна. С. д., например паруса, могут использовать «внешнюю» энергию (то есть энергию течения воды, ветра) или же приводиться в действие мускульной энергией… … Большая советская энциклопедия

СУДОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ — устройство преобразования работы энергетич. установки или др. источника энергии в полезную тягу, обеспечивающую постулат, движение судна. Тягу С. д. создают либо возникающие на нём аэродинамич. силы, либо реактивные силы отбрасываемой рабочей… … Большой энциклопедический политехнический словарь