Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Однако самым основным критерием, предопределяющим применение авиационных двигателей в судовой практике, служит то, что они проходят тщательнейшую отработку и доводку в соответствии с их прямым назначением. Конвертирование их для судовых условий является заключительным и относительно небольшим этапом по сравнению с затратами и временем на их создание.
В то же время такая простая операция, как ручная чистка загрязненного облопачивания, при применении авиационных двигателей практически исключается и требует замены всего агрегата.
Одним из основных требований к силовым установкам тяжелых боевых кораблей является способность выдерживать большие ударные нагрузки. Поэтому наличие в авиационных двигателях подшипников качения весьма нежелательно. Однако замена подшипников качения на подшипники скольжения и выполнение горизонтальных разъемов в корпусах турбомашин принципиально меняет конструкцию двигателя. Исходя из этого в ряде случаев есть смысл создавать новый двигатель целевого назначения даже с заметно худшими массовыми и габаритными показателями, но более надежный и удароустойчивый, чем авиационные двигатели.
Всережимные ГТУ для кораблей морского флота
Всережимные установки должны иметь высокую экономичность и большой ресурс на частичных нагрузках, быстрый пуск, реверсирующее устройство, минимальные габариты и массу. Применение дистиллатного топлива допустимо. Их отличительной особенностью является специфический режим работы — максимальная мощность реализуется всего на протяжении 5—10% ресурса двигателя, а на остальное время для движения корабля на экономических ходах достаточно 20—30% мощности. Поскольку одним из основных параметров корабельной силовой установки служит суммарная масса двигателя и топлива для
3 Заказ 1063 33
заданной дальности плавания с тем, чтобы максимально возможно сократить эти величины, необходимо обеспечить высокий к. п. д. на частичных нагрузках; на максимальной мощности может быть допущена пониженная экономичность. Это требование находится в противоречии с характеристиками ГТУ, и для его удовлетворения используют сложные схемы с несколькими компрессорами и турбинами, воздухоохладителями и обязательно с регенератором, причем регенератор проектируют из условий максимальной эффективности на малых нагрузках, а при большой мощности избыток горячего газа отводится, минуя регенератор, в дымовую трубу.
Попытки создания всережимных ГТУ со сложными схемами, предпринятые фирмами Ролле—Ройс, Инглиш Электрик и др., не дали положительных результатов. В лучшем случае установки демонтировались после стендовых или ходовых испытаний, в основном же они не выходили за пределы проектных проработок.
В последние годы находят применение только установки, выполненные по простейшей схеме со свободной силовой турбиной. Недостаточная их экономичность на частичных нагрузках может быть отчасти компенсирована парциальной работой отдельных двигателей на полной мощности. Так, на английских патрульных катерах класса «Брейв» установлено по три двигателя «Протей» фирмы Бристоль—Сиддли, каждый из которых работает через реверсивный редуктор на отдельный винт. На экономических ходах работает один двигатель, по мере необходимости пускают остальные двигатели. Пуск двигателей и набор полной мощности достигаются за 60 сек. Возможна также работа нескольких двигателей на один редуктор; при этом каждый из них снабжен разобщительной муфтой, допускающей соединение и отсоединение двигателя при работающем редукторе. Поочередная работа каждого двигателя на экономических ходах в процессе эксплуатации пропорционально увеличивает ресурс всей машинной группы корабля.
Ускорительные ГТУ для кораблей морского флота
Ускорительные ГТУ используют в комбинации с основными дизельными или паротурбинными установками. Иногда основными двигателями служат также ГТУ меньшей мощности.
Мощность ускорительных ГТУ превышает мощность основных двигателей в 2—5 и даже в 20 раз. Газотурбинным установкам присуще органичное сочетание всех качеств ускорительных двигателей — малый удельный вес, компактность, быстрый пуск. Недостатки ГТУ — низкая экономичность, малый ресурс и потребность в дистиллатном топливе имеют в этом случае второстепенное значение.
F
При работе ускорительных установок обеспечение заднего хода корабля не обязательно, хотя крайне желательно иметь реверс для возможности маневрирования при аварийном выходе из строя основных двигателей. Это требование особенно важно для кораблей с основными паротурбинными установками, которые могут выключаться на стоянке для ревизии или ремонта. Наличие ускорительной ГТУ с малым временем пуска позволяет в любой момент обеспечить ход корабля. Естественно, что реверсирование усложнит трансмиссию, но преимущества этого
Рис. 23. Схема силовой установки катера «Феросити»:
/ — выпускной трубопровод; 2 — входной канал; 3 — переборка; 4 — ГГУ; 5 — жа-люзийные решетки; 6 — дизельный двигатель; 7 — редуктор; 8 — валопровод
варианта очевидны. Большинство современных кораблей с комбинированными установками предусматривают реверсирование и независимое движение на каждом из двигателей — как основном, так и ускорительном. Машинная группа такого корабля носит название установки двойного назначения.
