Виконання реверсу на судах із різними пропульсивними комплексами
Найбільшого поширення на морських суднах головними двигунами мають: двигуни внутрішнього згоряння (ДВС), турбозубчасті агрегати (ТЗА) і гребні електродвигуни (ГЭД). Як рушії використовуються ВФШ та ВРШ, що утворюють пропульсивні комплекси: ДВС-ВФШ, ТЗА-ВФШ, ГЕД-ВФШ, а також будь-який двигун — ВРШ. Розглянемо деякі характерні риси виконання реверсів перерахованих пропульсивних комплексів.
Розглянемо деякі характерні риси виконання реверсів перерахованих пропульсивних комплексів.
Реверсування ДВС-ВФШ. На більшості теплоходів встановлені ДВС, безпосередньо пов'язані з гребним валом. Щоб виконати реверс, спочатку закривається подача палива на ДВЗ. Потім, коли обороти знизяться, з пускових балонів в циліндри подається повітря, що провертає двигун у зворотному напрямку, після цього впорскується паливо, яке в результаті стиснення займається, тобто відбувається запуск двигуна на паливі.
Більшість теплоходів характерний уповільнений реверс при гальмуванні з повного переднього ходу. Це пояснюється тим, що тиск контрповітря, що подається при реверсі в циліндри, виявляється недостатнім для подолання моменту, прикладеного до гвинта з боку потоку, що набігає води. Для більшості ДВС впевнений реверс можливий лише тоді, коли обороти переднього ходу гвинта, що обертається в турбінному режимі (після припинення подачі палива) знизяться до значення 25—35 % від оборотів повного переднього ходу, що відповідає зниженню швидкості судна приблизно до значення 60—70 % від швидкість повного переднього ходу. При цьому судно тривалий часрухається за інерцією і встигає пройти значний шлях, що нерідко набагато перевищує шлях, що проходить судном після запуску двигуна на задній хід.
Двигуни внутрішнього згоряння на задньому ходу розвивають практично таку потужність, як і на передньому.
Реверсування ТЗА-ВФШ. На турбоходах при гальмуванні використовується турбіна заднього ходу, потужність якої становить приблизно 50% потужності турбіни переднього ходу (обидві турбіни мають загальний вал).
Для виконання реверсу за допомогою маневрового клапана перекривається пара на сопла турбіни переднього ходу та відкривається на сопла заднього ходу.
Необхідно враховувати, що ротор турбіни обертається з частотою близько кількох тисяч обертів I хв, тому його зупинка за допомогою контрпара, що подається на лопатки турбіни заднього ходу, не може бути виконана миттєво. Проте реверс турбіни з повного переднього ходу виконується значно швидше, ніж на теплоходах, зазвичай не більше ніж за1хв,але упор гвинта на задньому ході порівняно невеликий. Завдяки зазначеним властивостям гальмівні шляхи турбоходів при гальмуванні з повного переднього ходу зазвичай бувають того ж порядку, що і на теплоходах за інших рівних умов. Однак при малих початкових швидкостях гальмівні характеристики турбоходів через малу потужність турбіни заднього ходу значно гірші, ніж у теплоходів.
Реверсування ГЕД-ВФШ. Існують різні типи електроприводів на постійному та змінному струмі. Суднові енергетичні установки електроходів зазвичай складаються з кількох дизель-або турбогенераторів, що живлять гребінні електродвигуни, що дозволяє оперативно варіювати потужностями залежно від конкретних умов судна. Особливо зручні електроприводи на багатогвинтових криголамах та інших суднахспеціального призначення, умови роботи яких змінюються у межах.
Реверсування електродвигунів здійснюється комутуванням напруги живлення. Гальмівні характеристики електроходів зазвичай дещо кращі, ніж теплоходів.
Реверсування ВРШ. Зміна напрямку упору ВРШ відбувається в результаті повороту лопатей гвинта без зміни напрямку обертання двигуна і зниження частоти обертання.
Ефективність ВРШ при гальмуванні залежить від швидкості спрацьовування приводу повороту лопатей. Механізми повороту лопатей сучасних ВРШ, що керуються з містка, дозволяють змінити крок гвинта з повного переднього на повний задній хід за 5-10 с, що забезпечує різке зменшення гальмівного шляху. Судна з такими приводами мають найкращі реверсивні характеристики.
Гвинт у напрямній насадці порівняно з аналогічним гвинтом без насадки при однаковій частоті обертання створює силу упору при гальмуванні приблизно на 15% менше.
Сили та моменти, що виникають при маневруванні одногвинтового судна:
При маневруванні судна виникають такі сили:
1. Сили упори гвинта Ре ( );
2. Сила попутного потоку В. Виникає рахунок того, що обводи корпусу на кормі неоднакові по висоті і швидкість потоку за корпусом судна у верхній частині більше, ніж у нижній. Під час руху вперед сила попутного потоку зміщує корму вліво.
3. Сили реакції води D. Виникає рахунок того, що лопаті у верхньому положенні зустрічають менше опору, ніж у нижньому. Сили реакції води завжди спрямовані за напрямом обертання лопат, тобто з гвинта правого обертання зміщує корму вправо.
4. Сили взаємодії гвинта та керма С. Виникає на п. х. За рахунок того, що швидкість потокуу струмені від гвинта у верхній частині менше, ніж у нижній. За рахунок цього на кермі виникає сила, яка прагне змістити корму вліво при прямо поставленому кермі. Її вплив можна зменшити шляхом застосування клиноподібної форми керма та його зміщення щодо гвинта по висоті.
Сила взаємодії керма та корпусу судна С1. Виникає під час роботи гвинта на задній хід. За рахунок того, що на правій стороні гвинта правого обертання виникає область підвищеного тиску, а на лівій – зниженого. Внаслідок цього сила взаємодії гвинта та корпусу судна прагне змістити корму.