Научные проблемы корабельной энергетики: Введение. И. Г. ЗАХАРОВ - доктор технических наук, профессор, контр- адмирал. Я. Д. АРЕФЬЕВ - доктор технических наук, профессор, контр- адмирал. Н. А. ВОРОНОВИЧ - кандидат технических наук, капитан 1 ранга.
Правила эксплуатации дизелей надводных кораблей ВМФ ПЭД-НК-76 Руководство по буксировке кораблей, судов обеспечения, плавучих объектов и. Многолетний опыт эксплуатации КТЭУ на кораблях ВМФ поставил ряд. В последние годы, имеются примеры применения КТЭУ на кораблях и судах флотов мира. На базе этих же ГТУ создана и дизель-газотурбинная. Сами по себе корабли и суда обеспечения сил ВМФ предназначены как для обслуживания мест базирования, так и для обеспечения любой деятельности кораблей военно-морского флота.
О. Ю. ЛЕЙКИН - кандидат технических наук, капитан 1 ранга. Достижения отечественной фундаментальной науки и развитие техники позволяли в различные периоды ставить перед производителями машиностроительной продукции целый ряд принципиально новых, соответствующих времени задач, решение которых существенно повышало боевые и эксплуатационные возможности кораблей Военно- Морского Флота. Научное обеспечение создания корабельных дизельных установок началось почти век спустя, в начале XX в., и развитие их продолжается до настоящего времени. К научным исследованиям и разработкам по созданию корабельных газотурбинных установок приступили только в 2. XX в. В настоящее время их совершенствование также продолжается в соответствии с современной программой кораблестроения. Развитие установок такого типа, требующее максимально напряженного научного труда и значительных экономических усилий, несмотря на определенные трудности, продолжается. Однако темпы этого развития не соответствуют тем огромным возможностям, которые имеются в научном заделе по этому направлению энергетики.
Правила эксплуатации дизелей надводных кораблей ВМФ (ПЭД-НК-2009). Руководство по эксплуатации металлических корпусов, устройств и систем надводных кораблей. Положение об организации ремонта, переоборудования и модернизации кораблей и судов ВМФ. Классификация кораблей — разделение кораблей и судов ВМФ в зависимости от их. Дизель-электрические — крупные двухкорпусные боевые корабли с . Следовательно, формирование современного ВМФ, разработка и постройка . СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ КОРАБЕЛЬНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.
Выполненные теоретические и экспериментальные исследования в области сжигания твердого топлива, парообразования, реализации теплового цикла путем генерации пара в паровом котле и использования его энергии в паровой машине, приводящей во вращение гребной вал, позволили поставить вопрос о строительстве первого в России “парохода”. Поставленная в этом плане задача в начале XIX в. В качестве генераторов паровой энергии для первых установок использовались огнетрубные котлы, которые имели рабочее давление пара около 1 кгс/см. МПа). Для военных кораблей использовались два типа таких котлов: горизонтального и вертикального исполнения. Наиболее распространенной конструкцией первого типа были котлы Бельвия. Компоновочная схема вертикальных котлов предусматривала паровой и два водяных коллектора, соединенные трубами (котлы треугольного типа).
Вертикальные водотрубные котлы имели значительно меньшую массу и обеспечивали более высокую маневренность установки. Впервые такие котлы были установлены в 1.
Рабочее давление пара в котлах этого корабля было 1. МПа). Первые двигатели были балансирного типа, подобно стационарным прототипам. На смену им пришли горизонтальные машины, а в дальнейшем вертикально- опрокинутого типа.
Развитие паровых поршневых машин шло по пути увеличения степени расширения пара, что привело к созданию двухцилиндровых двойного расширения машин- компаунд, а затем и трехцилиндровых машин тройного расширения. Возможности увеличения мощности паровых машин были ограничены диаметром цилиндра низкого давления, который не мог превышать 2- 2,5 м по конструктивным и технологическим причинам. Предельная мощность судовой паровой машины составляла не более 2.
Этим требованиям могли удовлетворять только вертикально- водотрубные котлы, но их совершенствование сдерживало угольное отопление. Каменный уголь - топливо с низкой калорийностью. Ручная подача его в топку требует большого физического труда.
Вследствие этого паровые котлы с угольным отоплением не могли обеспечить паропроизводительность более 1. Кроме того, несовершенство процесса горения приводило к большой дымности, а, следовательно, демаскировало боевой корабль.
Немаловажными факторами являлись значительная трудоемкость погрузочных работ и неудобство хранения каменного угля. На смену паровым поршневым машинам пришли паровые турбины, которые имели более высокий КПД и меньшие массогабаритные характеристики. Для применения паровых турбин на кораблях потребовалось выполнить большой объем теоретических и экспериментальных исследований термодинамических процессов преобразования тепловой энергии пара в механическую работу, а также построить опытные машины и испытывать их. Впервые паровые прямодействующие турбины реактивного типа были установлены на линейных кораблях типа “Севастополь”, работу которых обеспечивали 2.
Давление пара в котлах составляло 1. В энергетической установке этих кораблей был осуществлен замкнутый цикл пар- конденсат с генерацией тепла отработавшего пара в водоподогревателях. Несмотря на то, что созданная установка соответствовала уровню развития науки и техники того времени, она все же имела недостаток. Смешанное отопление паровых котлов ограничивало возможность увеличения их паропроизводительности, т. Этот недостаток был устранен в 1.
Они имели низкую экономичность и большие массогабаритные характеристики. Недостаточны были и маневренные характеристики, такие как время приготовления к действию и время реверса. Установки обладали низкой живучестью из- за линейного расположения главных механизмов. В их разработке принимали активное участие В.
А. Игнатьев и другие известные специалисты и ученые- энергетики. Было принято целесообразным создавать котлотурбинные энергетические установки с паровыми котлами с нефтяным отоплением и рабочим давлением пара 2. Ими был спроектирован паровой котел для сторожевого корабля “Ураган” проекта 3.
В процессе его создания был развернут комплекс научно- исследовательских и экспериментальных работ по теории горения и внутрикотловых процессов. В этом же году на Северной судостроительной верфи во главе с В. А. Бжезинским было организовано ЦКБС- 1, в состав которого входили и турбинисты, возглавляемые Б. С. Коллективом турбинистов был создан первый отечественный турбозубчатый агрегат, состоящий из высокооборотных турбин высокого и низкого давления и зубчатого редуктора (максимальная частота вращения гребного вала составляла 6. Роторы турбин испытывались отдельно на балансировочных станках, а на стенде определялись тепловая деформация корпусов, центровка, качество работы подшипников и масляной системы. Несмотря на тщательность испытаний, в период эксплуатации были выявлены серьезные замечания по работе оборудования. К наиболее крупным из них относятся: поломка рабочих лопаток турбин высокого давления, отсутствие запаса по паропроизводительности паровых котлов и их малый ресурс до смены трубок, сравнительно высокая удельная масса механической установки, недостаточная ее мощность.
В ряде случаев при испытаниях, а также в период эксплуатации вы явились отдельные недостатки и просчеты при проектировании. Особенно много их было обнаружено у энергетической установки для лидер эскадренных миноносцев “Ленинград” проекта 1. Так, уже на стенде выявились неполадки с циркуляцией воды в главном котле, которые приводили к разрыву трубок. Кроме того, был: отмечены серьезные неисправности в работе редукторов, турбин высокого давления, главных конденсаторов и отдельных вспомогательных механизмов.
Проектирование и поставка оборудования энергетических установок для некоторых проектов надводных кораблей велись при участии иностранных фирм (“Ансальдо”, “Метрополитен- Виккерс”, “Парсонс” и др.). Их вели известные ученые: М. А. Велики заслуги в области турбостроения М. И. Им был выполнены глубокие теоретические исследования по методам теплового и конструктивного расчета корабельных турбин и конденсационных установок. Активное участие в проектировании энергетических установок принимали Е. А. Сужан и другие специалисты ВМФ.
Андрееву и другим, которые совершенствовали эксплуатацию энергетического оборудования на флоте. Для решения этих проблем необходимо было восстановить специализированные предприятия и конструкторские бюро. Основу коллектива составили опытные специалисты Н. С. В состав КБ входили отделы паровых турбин и газовых турбин.
Франк- Каменецкого, Г. Ф. Велись научные работы, которые решали одну из важнейших проблем по организации смесеобразовательных процессов подогрева и испарения капель топлива, совершенствованию аэродинамической основы организации процессов в топке. К выполнению ряда работ были подключены специалисты Военно- морской академии и военно- морских училищ. В общем работы были направлены главным образом на создание высокоэкономичных автоматизированных паровых котлов с КПД 8.
Для создания однокорпусной турбины потребовалось провести ряд сложных теоретических и экспериментальных исследований по разработке нового профиля реактивных лопаток, которые были выполнены конструкторами Кировского завода, ЦНИИ им. Крылова, Ленинградского политехнического института.
Центрального котлотурбинного института им. В результате этих работ был создан каталог профилей лопаток паровых турбин, который используется и в настоящее время. При испытаниях кораблей было обнаружено явление резонанса лопаток последних ступеней турбин, которое послужило причиной нескольких аварий. Потребовалось немало времени для изучения этого явления и поиска путей его устранения. С целью увеличения теплонапряжения топочного объема в котлах были применены подача воздуха в топку с давлением 9. Для этих кораблей также разработан высокооборотный двухкорпусной агрегат, ТВ- 8, большой мощности, с гибкими связями подвижных концов турбин с фундаментом.
Для этих установок был создан и принципиально новый автоматизированный насосный турбоагрегат, включающий три насоса: питательный, конденсатный и бустерный с единым высокооборотным турборедукторным приводом. Впервые были использованы подшипники на водяной смазке. Без существенных изменений эта установка применялась на большой серии ЭМ “Веский” проекта 5. ВПК “Гремящий” проекта 5.
Выполненные в СКБК, ЦНИИ им. Крылова, 1- м ЦНИИ МО исследования показали возможность улучшения характеристик котельной установки на основе компрессорного надува воздуха в топку котла с использованием тепла уходящих газов в турбонаддувочном агрегате. Одновременно коллективом Кировского завода под руководством главного конструктора В. Э. Берга был разработан турбозубчатый агрегат ТВ- 1. Используя накопленный опыт проектирования и достижения науки 5. КПД на 3- 4%. В это же время в СКБК под руководством Г. А. Гасанова был спроектирован и построен высоконапорный паровой котел КВН 9.