|
|
Опыт показывает, что на некоторых
типах торпедных катеров, а также на больших быстроходных спасательных катерах
целесообразно устанавливать двигатели экономического хода.
Целесообразность такого вывода вытекает из того
обстоятельства, что главные двигатели мощностью 500, а то и 1500—2500 л. е.,
как общее правило, имеют минимальный удельный расход топлива при работе на
режимах, близких к полному ходу, а при работе на малых числах оборотов и
нагрузках имеют весьма высокий удельный расход топлива. Пожалуй, единственным
исключением являются некоторые бензиновые двигатели авиационного типа, у
которых на режиме максимальной мощности в цилиндры подается переобогащенная
смесь, за счет чего удается несколько усилить охлаждение деталей рабочего
цилиндра на этом напряженном режиме.
Кривая сопротивления корпуса быстроходного катера
изменяется таким образом, что, например, для обеспечения умеренной, но вместе
с тем в ряде случаев весьма удобной скорости в 10 узлов требуется лишь незначительная
часть полной мощности двигателя, необходимой для развития максимальной
скорости хода катера в 45 узлов.
Во многих случаях оказывается полезным иметь длительный
ход со скоростью около 10 узлов. Это и послужило причиной установки в
дополнение к главным двигателям маломощных двигателей, соответствующим
образом соединенных с валопроводом, для обеспечения катеру экономических
ходов. Так как при этом двигатели экономического хода оказываются
загруженными почти полностью, то движение катера этими ходами будет
осуществляться при малых удельных расходах топлива.
Модный бензиновый двигатель можно комбинировать с
маломощным дизелем или бензиновым мотором, переделанным из двигателей общего
назначения, ныпускаемых промышленностью. Хорошим примером такого двигателя
экономического хода может служить судовой вариант известного двигателя «V8»
фирмы «Форд», судовые двигатели фирмы «Перкинс» или двигатели «Грэй»
(«Дженерал Моторс»).
Двигатели экономического хода с большим эффектом могут
быть
качестве главных двигателей используются мощные дизели или
газовые турбипы.
Существенным преимуществом применения двигателей
экономического хода, снабженных реверсивными муфтами, является возможность
осуществления С их помощью всех необходимых маневров катера, в связи с чем исключается
необходимость иметь более сложные и дорогие реверсивные муфты у главных
двигателей. При выборе такой компоновки машинной установки необходимо, чтобы
мощность двигателей экономического хода была достаточной для обеспечения
маневрирования катера при самых тяже лых условиях плавания, а именно, на
большой волне и при сильном ветре
Обеспечение необходимой степени заглушения шума главных
двигателей при их работе на режимах, близких к полной мощности, становится
весьма трудной и часто непосильной задачей. Однако, если мощность двигателей
экономического хода достаточно велика для придания катеру приемлемой
оперативной скорости хода, то можно ограничиться глушепием шума двигателей
экономического хода, что, конечно, гораздо проще осуществить, чем глушение
шума от главных двигателей.
Нельзя отрицать, что при решении определенных тактических
задач возникает необходимость в глушении шума также и от главных двигателей.
Такой случай, например, имел место, когда катера тина аГей Викинг» должны
были пересечь Северное море и пройти в Балтийское море, прорвав немецкую
блокаду. При этом нельзя было обойтись без глушения шума главных двигателей.
Хотя патрулирование и поиск с помощью радиолокаторов могут
производиться на малых скоростях под двигателями экономического хода,
необходимо иметь возможность развить полный (или близкий к нему) ход сразу
после обнаружения противника для того, чтобы успеть перехватить его и запять
удобное положение для атаки; при этом также будет необходимым глушение шума
главных двигателей. Это требование имеет особое значение в тех случаях, когда
противника удается обнаружить уже после прохождения зоны поиска.
С другой стороны, следует учитывать, что вопрос о глушении
шума газовых турбин, по-видимому, удастся решить только в будущем, и что
непрерывное совершенствование радиолокационных средств обнаружения делает
обесшумливание все менее и менее необходимым.
Данный вопрос может быть, очевидно, решен путем установки
достаточно мощных двигателей экономического хода.
Оптимальным решением, однако, следует считать двухвальную
установку, в которой каждый вал может приводиться от одного главного
двигателя и одного двигателя экономического хода. При такой компоновке
удобнее присоединять вспомогательный двигатель к вало- проводу посредством
гидравлической муфты. Помимо возможности включения и выключения на ходу,
гидравлическая муфта обеспечит демпфирование возможных крутильных колебаний.
Для обеспечения возможности работы вспомогательного
двигателя как самостоятельно, так и совместно с главным двигателем, между
вспомогательным двигателем и главным валопроводом необходимо предусмотреть
двухскоростную передачу. Так как на гребном валу будет установлен,
по-видимому, винт неизменяемого шага, то вспомогательный двигатель без
изменения передаточного отношения от коленчатого вала двигателя к гребному
валу будет не в состоянии вращать винт со скоростью, соответствующей полному
ходу корабля, а также в режиме экономического хода.
Дополнительным преимуществом установки, в которой
вспомогательный двигатель соединен с главным валопроводом через коробку
скоростей, является возможность использования вспомогательного двигателя для
пуска главного двигателя.
Так как при пуске главного двигателя вспомогательный
двигатель, по-видимому, должен быть соединен с главным валопро- водом через
передачу с большим передаточным отношением, то после того, как главный
двигатель будет пущен, может возникнуть опасность разноса вспомогательного
двигателя за счет раскрутки его главным двигателем. Позтому должно быть
предусмотрено предохранительное устройство, например, по типу муфты
свободного хода или центробежного выключающего механизма.
Аналогичная проблема возникает и в установке с мощными
газовыми турбинами и относительно мощными дизелями, если последние будут
соединены с главным валопроводом при помощи соответствующей передачи и будут
использоваться для запуска главной турбины- Ввиду большой мощности газовой
турбины и дизеля, в данном случае, по-видимому, нельзя удовлетворяться
предохранительными устройствами типа муфт свободного хода или выключающейся
шестерни.
В качестве одного из возможных путей решения этой задачи
можно предложить следующий- При достижении коленчатым валом дизеля
определенного числа оборотов открывается предохранительный клапан, в
результате чего гидравлическая муфта, соединяющая вспомогательный двигатель с
главным валопроводом, будет опорожнена и сможет быть заполнена только после
принудительного закрытия предохранительного клапана. Необходимое воздействие
на предохранительный клапан может быть осуществлено при помощи масляного или
водяного насоса, давление нагнетания которого возрастает с увеличением числа
оборотов.
При включении в состав машинной установки относительно
маломощных двигателей экономического хода, которые из-за малой величины
развиваемой ими мощности ие могут способствовать увеличению скорости хода при
их совместной работе с главными двигателями, нет необходимости усложнять
машинную установку; в этом случае следует ограничить их функции обеспечением
только экономических ходов.
Одновременно, за счет рационального использования
двигателей экономического хода, можно не вводить в состав энергетической
установки каких-либо других вспомогательных двигателей для приведения в
действие генераторов, насосов и т. д. Эти механизмы могут приводиться в
действие через соответствующим образом спроектированные передачи,
присоединенные к двигателям экономического хода со стороны, противоположной
стоионе отбора мощности к главному валопроводу.
В общем и целом установка с двигателями экономического
хода, независимо от того, будут ли они использоваться совместно с главными
двигателями или только для обеспечения плавания экономическими ходами,
обладает многими положительными качествами.
Особенно важным является то обстоятельство, что при
наличии двигателя экономического хода можно обойтись без спаривания главного
двигателя с реверсивной муфтой, которая чрезвычайно усложняет и удорожает
машинную установку. Можно, конечно, утверждать, что надобность в реверсивной
муфте в значительной степени отпадает при наличии винта регулируемого шага.
Это, безусловно, справедливо, однако применение винта регулируемого шага
неизбежно приведет к существенному усложнению конструкции, а, следовательно,
и удорожанию установки в целом. Помимо существенного усложения устройства,
применение винта регулируемого шага приведет (учитывая уровень развития этой
области техники на сегодняшний день) к некоторому снижению пропульсивного
коэффициента полезного действия, а, следовательно,
Считаем необходимым предупредить, что разработка и
проектирование передач и систем валопроводов является проблемой, которая
окажется по плечу лишь первоклассному коллективу инжепе- ров, по сложности
почти равна работам по созданию и отработке главного двигателя, будь то
быстроходный дизель или любой другой даигатель внутреннего сгорания, и,
следовательно, реше ние ее займет почти столько же времени.
Весьма опасно отодвигать решение этой проблемы до тех пор,
пока не будут почти решены все другие, так как это может привести к крупным
разочарованиям или к принятию полумер.
Это положение можно сравнить с тем, которое получится,
если при создании паровой турбины не решать параллельно вопросы, связанные с
созданием редуктор ной передачи к гребному валу.
|