С винтами регулируемого шага (ВРШ).

Рассмотрим схему расположения на судне агрегатов и систем ПУ с ВРШ.

1- масляный насос системы смазки с механическим приводом;

2- карданный вал;

3- трубопроводы системы смазки;

4- гребной электродвигатель;

5- маслоблок для создания масляного подпора в гондоле;

6- датчик указателя положения лопастей;

7- распределительный золотник;

8- электронасос системы изменения шага;

9- маслобак силовой гидросистемы;

10- масломерное стекло;

11- цепная передача к датчику указателя положения лопастей;

12- трубопроводы подвода силового масла;

13- защитная решетка;

14- гондола винта с поворотными лопастями;

15- кронштейны крепления гондолы;

16- цилиндрическая труба - проставка;

 

Подруливающие устройства с винтами регулируемого шага в настоящее время выпускаются многими странами с широким диапазоном мощности (от 100 до 12000 кВт). Гондола, в которой находится механизм передачи мощности (коническая передача) вмещает и гидравлическую или электромеханическую систему перекладки лопастей. Зубчатая передача, а также все подшипники и трущиеся пары смазываются маслом, которое заполняет гондолу подруливающего устройства и находится под статическим давлением, превышающим забортное. Управление шагом винта и приводным двигателем подруливающего устройства осуществляется дистанционно – с пульта управления, находящегося в рулевой рубке. Гондола может выполняться цилиндрической и крепиться на шести кронштейнах, может быть и консольного типа и крепиться на двух или трех кронштейнах.

Поскольку одно из основных требований к подруливающим устройствам – равенство величины тяги на оба борта, лопасти винтов регулируемого шага выполняются плоскими и имеют симметричный профиль сечения (обычно на основе профиля NASA). Необходимость применения для винтов регулируемого шага плоских лопастей обуславливает несколько меньшую эффективность устройств подобного рода. Особую важность при этом приобретает проблема правильного проектирования направляющего аппарата, который при рациональном выборе его элементов может участвовать в создании полезного упора. Передача мощности может передаваться как через муфту, так и через карданный вал.

Существенным преимуществом винта регулируемого шага является то, что изменение упора по величине и направлению осуществляется изменением шага гребного винта, а пуск приводного двигателя, благодаря нуль-установителю, осуществляется при минимальном и постоянном моменте сопротивления. Все это приводит к значительному упрощению схемы управления приводного двигателя, снижает вес и габариты электрооборудования.

С крыльчатыми движителями (КД).

Крыльчатый движитель сочетает в себе свойства движителя регулируемого шага и органа управления.

В корпусе 2 находится ротор. По окружности ротора, перпендикулярно его поверхности, на равном расстоянии одна от другой располагают лопасти, поворачивающиеся вокруг своих осей. Лопасти имеют форму в плане, близкую к прямоугольной или эллиптической и крылообразный профиль поперечного сечения. Относительное удлинение лопасти λ = 4÷5. Угол поворота лопасти регулируется специальным механизмом, расположенным внутри корпуса движителя. За оборот диска лопасти совершают одно колебание.

 

Рассмотрим схему действия крыльчатого движителя. При заданном эксцентриситете, который осуществляется отклонением рычага на определенный угол от вертикали, лопасти колеблются таким образом, что перпендикуляры к их хордам в каждый момент времени пересекаются в точке N, называемой центром управления. При подобном законе колебаний лопастей, результирующая скорость потока, набегающего на лопасть, образует с хордой лопасти угол α_к. При движении лопасти под углом атаки α_к на ней развивается сила R, проекция которой на направление движения дает упор лопасти Р, а проекция на касательную к окружности Т образует момент, преодолеваемый двигателем. Перемещение точки N вдоль вертикальной оси приводит к изменению величины упора, направление которого перпендикулярно отрезку ОN, а величина упора является функцией длины этого отрезка. Перемещение точки N вправо или влево от вертикальной оси приводит к изменению направления упора..

При использовании крыльчатых движителей в качестве главных или вспомогательных движительно-рулевых устройств рычаг управления может перемещаться таким образом, что центр управления N может быть установлен в любой точке внутри окружности, при этом направление упора будет перпендикулярно радиусу этой точки. Таким образом, направление упора может меняться на 360˚, что позволяет судну совершить поворот на месте, а в случае установки двух движителей- и движение лагом.

Крыльчатый движитель несколько уступает гребному винту в отношении КПД, его конструкция значительно сложнее, а вес больше. Однако, высокие маневренные качества, обеспечиваемые крыльчатыми движителями, обуславливают его применение на некоторых типах судов, а наличие минимального и постоянного пускового момента, постоянная частота вращения приводного двигателя и простота управления обеспечили широкое применение в качестве движителей подруливающих устройств.