Реферат: Дизельные энергетические установки
установкаРЕДО (авторС.А.Базилевский), вкоторойвзамкнутыйконтурподавалосьнеобходимоеколичествогазообразногокислорода (изцистернызапасажидкогокислорода), аизбыточныйуглекислыйгазудалялсяизконтуравбаллоны;
установкаИВР (авторБ.Д.Злотопольский), вкоторойизбыточныйуглекислыйгазудалялсяиззамкнутогоконтураневбаллоны, авспециальнуюабсорбционнуюколонну, гдерастворялсявпрокачиваемойзабортнойводе;
установкаЕДВВД (главныйконструкторИ.П.Янкевич), вкоторойизбыточныйуглекислыйгазудалялсяиззамкнутогоконтурачерезотверстиявступицегребноговинтавнасадку, гдеонперемешивалсясзабортнойводойирастворялсявней. Впоследующемэтаустановкабылазначительноусовершенствованапутемотработкипринципиальноновойсистемыудаленияизбыточнойуглекислотыиззамкнутогоконтурасвозвратомостаточногокислородавцикл (авторыЮ.Н.ЧекаловиГ.Х.Баракан).
ОднаконаиболееуспешнопродвинулисьНИОКРпозамкнутомуциклусусловнымобозначениемЕДХПИ - единыйдвигательсхимическимпоглотителемизвестковым. Вэтомциклеизрасходованныйнагорениекислородпополняетсяизкислороднойцистерны, аобразовавшаясядвуокисьуглеродапоглощаетсяспециальнымтвердымхимическимвеществом. ПоследлительныхдоводочныхработнаэкспериментальныхподводныхлодкахбыласпроектированаипостроенасериятрехвальныхторпедныхПЛпроекта 615А (более 25 единиц), вошедшихвсоставВМФв 50-егоды. ЭнергетическаяустановкаихсостоялаиздвухбортовыхдизелейМ-50Пмощностью 700 л.с. каждыйиодногосреднегодизеля 32Дмощностью 700л.с. (мощностиуказаныдляусловийработынаискусственнойгазовойсмеси). Среднийдизельсбольшиммоторесурсомявлялсямаршевым, авысокооборотныебортовые - ускорительными. Запасыжидкогокислородасоставляли 8,6т, ахимическогопоглотителя 14,4т. Полнаяподводнаяскоростьприработевсехдизелейсоставляласвыше 15уз., приэтомобеспечиваласьдальностьплаванияв 56миль.
В 1954-1955гг. подруководствомглавногоконструктораА.С.КассациерабылвыполнентехническийпроектопытнойПЛ (проект 637) сединымдвигателем (дизелем), работающимпосхемеЕДХПИ, носиспользованиемновоготипаокислителя - надперекисинатрия (продуктБ-2). Расчетыпоказали, чтодальностьплаванияПЛстакойэнергетическойустановкойиполнойподводнойскоростьюпосравнениюсПЛпроекта 615Аувеличиваласьна 30%. ОднакопостройкаопытнойПЛпроекта 637, какидругиенаправленияпосозданиюанаэробныхЭУ, втомчислеипарогазотурбинных, былипрекращенывсвязиссозданиематомныхэнергетическихустановокдляподводныхлодок.
ИспользуяположительныйопытприменениядизелейнаторговыхсудахиПЛ“Минога”, в 1910г. вРоссиибылипостроеныпервыевмиредизельныенадводныекорабли - двухвальныеканонерскиелодки“Каре”и“Ардаган”водоизмещением 623тсдвумяреверсивнымидизелямимощностьюпо 500л.с. Полнаяскоростьэтихлодоксоставляла 14уз. В 1911г. этикорабливошливсоставКаспийскойфлотилии. ПослеканонерскихлодокдляАмурскойфлотилиив 1910г. былопостроено 8 речныхмониторовтипа“Шквал”водоизмещением 946тсчетырьмяреверсивнымидизелямипо 250л.с. навал. Проектнаяполнаяскоростьсоставляла 11уз., дальностьплаваниясмаксимальнымзапасомтоплива -3000миль.
В 1915г. вступиловстройспасательноесудно-теплоход“Волхов” (болееизвестноеподименем“Коммуна”) водоизмещением 2400т, предназначенноедляподъемазатонувшихподводныхлодок.
ОсновнымипоставщикамидизелейдлянадводныхкораблейРоссиивдореволюционныйпериодбылизаводЛ.НобеляиКоломенскийзавод.
В 1932г. начатапостройкабазовыхтральщиковтипа“Трал”сдизельнымиглавнымидвигателяминаСевастопольскомзаводе, ав 1934г. кихстроительствубылапривлеченаСевернаясудостроительнаяверфьвг.Ленинграде. Первыетральщикивошливсоставфлотав 1937г. Главнаяэнергетическаяустановкаэтихтральщиковсостоялаиздвухдизелеймарки 42БМРН6 мощностью 1500л.с. каждый, расположенныхвдвухмашинныхотделениях. Принормальномводоизмещении 430ттральщикразвивалполнуюскорость 18уз. Вдовоенноевремябылопостроено 39 такихтральщиков. Дизель 42БМРН6 создавалсянаКоломенскомзаводе. Этобылмодернизированныйвариантлодочногодизеля 42БМ6 (см. табл.1), накоторомпримененгазотурбинныйнаддувпосистемеБюхи.
Длядействиявсоставеотечественныхречныхфлотилийвдовоенныйпериодбылпостроенрядречныхмониторовсдизельнымиэнергетическимиустановкамитипов: “Ударный”, “Хасан”, “Железняков”. Мониторытипа“Хасан”имеличетырехвальнуюЭУсдизелямимощностью 900л.с. накаждомвалу. Полнаяскоростьихсоставляла 11,3уз. Этобылисамыемощныеповооружениюотечественныеречныемониторы.
БоевыекатерасдизельнымиЭУпоявилисьтольковначале 40-хгодов, когдабылсозданлегкий V-образныйдизельмощностью 1000л.с. счастотойвращения 1700об/минмаркиМ-50. НесколькообразцовдвигателейМ-50 прошлиопытнуюэксплуатациюнакатерахвходеВеликойОтечественнойвойны, однакосерийноепроизводствоихразвернулосьлишьвпослевоенныйпериод.
ПослевоенныйпериодхарактеризуетсяпроведениемважныхНИОКРпосозданиюновыхдизелейвысокотехническогоуровнядляприменениявсоставеглавныхэнергетическихустановокнадводныхкораблей. Наибольшиеуспехивэтомделебылидостигнутызаводами“Русскийдизель”и“Звезда”.
В 1948г. назаводе“Русскийдизель”началосьсозданиедвухтактногодизеляспротивоположнодвижущимисяпоршнямимарки 47А-16 мощностью 6000л.с. Начинаяс 1961г. дизелиразмерности 23/2х30 началисерийновыпускатьсяподновымиобозначениями“58” (4500л.с.), “61” (6000л.с.) и“68Б” (8000л.с.). Этидизелипосвоимперспективнымконструкторскимрешениямидостигнутымтехническимпараметрамоказалисьнауровнемировыхобразцов. Забольшиезаслугипосозданиюдизелей“61”группеспециалистовзаводаприсужденаГосударственнаяпремияСССР.
В 1945г. заводу“Звезда”порученыработыподоводкеиосвоениюпроизводствадизеляМ-50, прерванныевойной. Дизельбылнеобходимдляустановкинабоевыекатеравместоприменявшихсядоэтогобензиновыхдвигателей, имевшихповышеннуювзрывопожароопасность. Ужев 1947г. начатосерийноепроизводствоэтогодизеля, акконцу 1948г. флотубылопоставлено 100 двигателейМ-50. В 1948г. группеспециалистовзаводабылаприсужденаГосударственнаяпремияСССРзакоренноеусовершенствованиедвигателейМ-50 длябоевыхкораблейивнедрениеихвсудостроение. ВдальнейшемдизельтипаМ-50 (12ЧН18/20) получилвесьмаширокоеприменениевомногихобластяхнародногохозяйства (судостроение, тепловозостроение, дизельныеэлектростанцииит.д.). ВнастоящеевремясемействодизелейМ-50 насчитываетболее 120 модификаций.
Ужевначале 50-хгодовсоздателиновыхпроектоввоенныхкораблейпоставилипередзаводом“Звезда”новуюзадачу: создатьлегкийдизельагрегатноймощностьюнеменее 4000л.с., длячегов 1953г. былоорганизованоопытноеконструкторскоебюро, главнымконструкторомкоторогоназначилиВ.М.Яковлева. Ужев 1956г. дизельМ-503 мощностью 4000л.с. причастотевращения 2200об/минбылпоставленнамежведомственныеиспытания, ав 1958 г. началсяегосерийныйвыпуск. ПараллельносподготовкойсерийногопроизводствадизелейМ-503 веласьразработкаболеемощногодизеляМ-504 мощностью 5000л.с., серийныйвыпусккоторогоначалсяв 1960г. В 1965г. засозданиеиосвоениесерийногопроизводствадизелейМ-503 иМ-504 группеспециалистовзаводабылаприсужденаЛенинскаяпремия.
Бурноеразвитиеотечественногокораблестроенияпотребовалоотдизелестроителейдальнейшегоувеличенияагрегатныхмощностейдизелей. Длярешенияэтойзадачиназаводе“Звезда”велисьинтенсивныеработыпосозданиюагрегатамощностью 10000л.с. В 1967г. такойдизель-редукторныйагрегат (ДРА) маркиМ-507 былвыставленнамежведомственныеиспытания, ав 1968г. началосьегосерийноепроизводство. КнастоящемувремениобщеечисломодификацийдизелейсемействаМ-500 превышает 20. Изтехническихпоказателей, представленныхвтабл. 3, видно, чтопомассогабаритнымпоказателямониисегоднянеимеютконкурентов.
Таблица 3
Техническиепоказателидизелейпослевоеннойпостройкидлянадводныхкораблей
| Техническиепоказатели | Маркадизеля | ||||||
| М-50 12ЧН 18/20 | М-503 42ЧН16/17 | М-504 56ЧН16/17 | ДРАМ-507 2х56ЧН16/17 | "58" 16ДПРН23/2х30 | "61" 16ДПРН23/2х30 | "68" 18ДПРН23/2х30 | |
| Полнаямощность, л.с. | 1000 | 3300 | 5000 | 10000 | 4500 | 6000 | 8000 |
| Частотавращенияколенчатоговала | Высокооборотныедвигатели | Высокоресурсныедизели | |||||
| 1700 | 2000 | 2000 | 2000 | 643 | 850 | 900 | |
| Удельнаямассадвигателя, кг/л.с. | 1,7 | 1,89 | 1,49 | 1,7 | 8,9 | 6,65 | 5,2 |
| Заводизготовитель | "Звезда" | "Русскийдизель" | |||||
Набазеуказанныхвышетиповдизелейвпослевоенныйпериодбылсозданрядоригинальныхпроектовнадводныхкораблейсдизельнойэнергетикой: торпедныхиракетныхкатеров, малыхракетныхкораблей, противолодочныхкораблейитральщиков.
Установкадизелейвкачествеглавныхдвигателейнаотносительнокрупныхповодоизмещениюбоевыхкораблях, вчастностинадесантныхкорабляхокеанскойзоны, явилосьновымнаправлениемвотечественномкораблестроении.
Примеромтакогокорабляявляетсякорабльпроекта 1171, имеющийполноеводоизмещение 4000т. Энергетическаяустановкаэтогокораблядизельная, двухвальнаясдвумядизелямимарки“58”мощностьюпо 4500л.с. каждый. ДизельныеЭУприменяютсяинасреднихдесантныхкорабляхморскойзоны (проект 188).
Значительноеприменениенаходятдизельныеэнергетическиеустановкинакорабляхисудахобеспечения (морскиетанкеры, спасатели, плавучиесуда, сударазмагничиванияидр.).
Необходимоотметить, чтовпослевоенныйпериод, всвязиснеобходимостьюзначительногоулучшениятактико-техническиххарактеристиккораблей, требованияккорабельнымдизелямнепрерывноусложнялисьиужесточались. Нарядустребованиямиобщегопорядка, определяющимиосновныехарактеристикидизеляиегоконструкцию, ккорабельнымдизелямдополнительнопредъявляетсярядспециальныхтребований:
постойкостипротивударныхсотрясений, воздушныхиподводныхударныхволн;
подопустимыммагнитнымивиброакустическимхарактеристикам;
поусловиямработыпризначительныхразряженияхнавпускеипротиводавленияхнавыпускеидр.
Поэтомусозданиесовременныхкорабельныхдизелейтребуетвыполнениясложныхнаучно-исследовательскихиопытно-конструкторскихработ. ФундаментальныенаучныеисследованиявобластидизелестроениявыполненывЦентральноминститутеавиационногомоторостроения (ЦИАМ), Научно-исследовательскоминститутедизелестроения (НИИД), Центральномнаучно-исследовательскомдизельноминституте (ЦНИДИ), Московскомвысшемтехническомучилище (МВТУ) им. Н.Э.Баумана, Ленинградскомполитехническоминституте (ЛПИ), Ленинградскомкораблестроительноминституте (ЛКИ) идругихнаучно-исследовательскихиучебныхзаведениях. Вчастности, многолетниеисследованияпоотработкерабочегопроцесса, проводившиесявЦИАМиНИИД, способствовалисущественномуускорениюсозданиялегкихбыстроходныхдизелейтиповМ-50, М-503 иМ-504 (завод“Звезда”), атакжелодочныхдизелей 42Ди 43Д (Коломенскийзавод). Большоетворческоеучастиевсозданиидизелейтипа“58”, “61”и“68” (завод“Русскийдизель”) принималисотрудникиЦНИДИ.
Однакоосновная, определяющаярольвпроектировании, постройкеопытныхобразцов, ихконструктивнойитеплотехническойдоводке, организациисерийногопроизводствановыхдизелейпринадлежитавторампроектов—дизелестроительнымзаводам. Им, присодействиинаучныхорганизаций, приходитсярешатьсложныенаучно-техническиепроблемы, главнымиизкоторыхявляются: повышениемощностиводномагрегате; снижениеудельныхрасходовтопливаимасла; повышениепоказателейнадежности (безотказности, долговечности, ремонтопригодностиисохраняемости); снижениемассогабаритныхпоказателей; автоматизацияидистанционноеуправлениедизелямиидр. Отечественнымизаводамиспроектированыипостроеныкорабельныедизелисоследующимитехническимипоказателями:
- двухтактныйдизельспрямоточно-клапаннойпродувкой (37Д) идвухтактныйдизельспротивоположнодвижущимисяпоршнями (“58”, “61”и“68”);