автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Повышение эффективности энергетической установки за счет применения гребных винтов с дискретным регулированием шага

Обязательный о;гземпл£р |

_ — "На прййШрукописи

00460044?

ШЕСТАКОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ С ДИСКРЕТНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ШАГА

Специальность: 05.08.05 - «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и

вспомогательные)»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 АПР 2919

Новосибирск - 2010

004600447

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор,

Арабьян Левон Карапетович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Зуев Анатолий Кузьмич,

кандидат технических наук, профессор, Мартынов Александр Анатольевич,

Ведущая организация: ОАО «Сибречпроект»

Защита состоится «22» апреля 2010 г в 14 часов (ауд. 227) на заседании диссертационного совета Д223.008.01 при ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» по адресу: 630099, г. Новосибирск, ул. Щетинкина, 33, ФГОУ ВПО «НГАВТ» (тел/факс (383)-222-49-76, E-mail: ngavt@ngs.ru или ese_sovet@mail.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Автореферат разослан «22» марта 2010 г.

Учёный секретарь -'//л /л, /?-)

диссертационного совета ' Малышева Е.П.

1MI

Рисунок 11 - Механизм поворота лопастей гребного винта дискретно регулируемого шага поперечный разрез ступицы (В-В)

В регулировочной шайбе выполнены цилиндрические отверстия 7 с вкладышами 8, которые перемещаются в регулировочной шайбе только в осевом направлении, имея возможность поворачиваться вокруг своей оси, и соединяются с поводками через цилиндрические пальцы 9. Цилиндрические пальцы 9 подвижно соединяются с вкладышами, ось которых, благодаря повороту вкладыша, всегда располагается параллельно оси соответствующей лопасти. Вследствие чего, исключается возможность заклинивания механизма.

Для возможности сборки ГВ лопасти 2 и ступица 1 выполняются разборными. Поворот червячного винта 6 производится при помощи гнезда 10.

Общий вид дистанционного привода ГВДРШ показан на рисунке

12.

Поворот лопастей ГВДРШ 1 осуществляется при помощи поворота выдвижного стержня, который размещается в герметичной направляющей трубе и входит в зацепление с червячным винтом ГВДРШ. Поворот стержня осуществляется при помощи рукоятки, положение стержня отслеживается по положению стрелочного указателя и шкалы положений. В походном (поднятом) положении стержень фиксируется фиксатором.

МПЛ в своем составе" имеет: регулировочную шайбу 4, выполненную с червячным приводом 5, 6, а также поводки 3, установленные в комле каждой лопасти перпендикулярно к её оси.

В А

Рисунок 9 - Механизм поворота лопастей гребного винта дискретно регулируемого шага продольный разрез ступицы

А-А

i

Рисунок 10 - Механизм поворота лопастей гребного винта дискретно регулируемого шага поперечный разрез ступицы (А-А)

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Судовые энергетические установки отечественных речных судов, спроектированных более тридцати лет назад, имеют возможность увеличения эффективности их работы. Для этого необходимо провести соответствующие исследования и разработать необходимые мероприятия. Внедрение результатов исследования можно произвести во время модернизации или капитального ремонта судов. Повышение эффективности работы судовой энергетической установки (СЭУ) напрямую влияет на снижение эксплуатационных затрат на содержание судна, что в современных условиях имеет особую актуальность. Следовательно, проведение исследований по повышению эффективности работы СЭУ также крайне актуально.

В связи с изложенным тема диссертации является актуальной.

Объектом исследованпя являются энергетические установки и движительный комплекс речных транспортных судов.

Предметом исследования являются гребные винты дискретно регулируемого шага (ГВДРШ), как средство повышения эффективности использования СЭУ.

Идея работы заключается в установлении особенностей работы СЭУ речных транспортных судов при различных режимах нагрузки судна, учитывая которые можно разработать средство повышения эффективности использования СЭУ.

Целью работы является повышение эффективности использования СЭУ речных транспортных судов путем применения в качестве движителя ГВДРШ.

В соответствии с идеей и целью работы ставились и решались следующие взаимоувязанные научно-технические задачи:

- показать возможность повышения эффективности работы СЭУ речных транспортных судов путем применения в качестве движителя гребного винта дискретно регулируемого шага.

- при этом найденное решение удовлетворяет следующим требованиям:

а) при проведении исследования были учтены современные особенности эксплуатации речных самоходных транспортных судов;

б) материалы исследования могут быть использованы при проектировании и постройке новых судов;

в) материалы исследования могут быть использованы при проведении модернизации существующих судов, при этом изменения, вносимые в конструкцию и компоновку основных элементов судна минимальны;

г) материалы исследования применимы к различным типам самоходных судов, используемым в настоящее время судоходными компаниями;

- . установить зависимость эффективности работы дизеля (в качестве судового главного двигателя) от параметров гребного винта.

- разработать конструкцию гребного винта с системой дискретного регулирования шага, при этом предложенная конструкция должна отвечать всем необходимым требованиям государственных стандартов.

Методы исследования. Проведены теоретические исследования вопросов оптимизации совместной работы движителей и энергетической установки судна. В соответствии с результатами исследования разработаны теоретические модели ГВДРШ для судов пр. 1741А и пр. Р96А. Для определения параметров работы главного двигателя судна пр. Р96А были смоделированы внешняя и частичные характеристики дизельного двигателя типа ЧН15/18. Разработана конструкция ГВДРШ для судна пр. Р96А и полный комплект необходимой для его изготовления документации. Проведены сравнительные испытания судна Р618 (пр.1741А), на основании результатов которых, проведён детальный анализ режимов эксплуатации и сделан расчёт экономической эффективности применения ГВДРШ.

Обоснованность и достоверность научных положений, рекомендаций и выводов. Проведённые исследования базируются на традиционных методиках определения параметров работы дизельных двигателей и расчёта оптимальных гребных винтов. Исследования проводились на современной поверенной аппаратуре с применением компьютерных технологий.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты:

1 Результаты исследования методов повышения эффективности судовой энергетической установки.

2 Результаты исследования методов повышения эффективности движительного комплекса судна.

3 Концепция гребных винтов дискретно регулируемого шага.

4 Результаты исследования влияния параметров гребного винта на эффективность работы главных двигателей;

5 Результаты теоретического исследования повышения эффективности судовой энергетической установки при применении гребных винтов дискретно регулируемого шага в качестве движителя речных судов.

6 Конструкция гребного винта с системой дискретного регулирования шага для судна пр. Р96А.

7 Оценка экономической эффективности внедрения результатов работы.

Научная новизна работы в рамках сформулированных научно-технических задач характеризуется тем, что впервые:

- установлено, что применение гребных винтов с дискретным регулированием шага целесообразно для повышения эффективности пропульснвного комплекса речных судов;

- разработан алгоритм оптимизации совместной работы главных двигателей и гребных винтов, повышающий эффективность использования судовой энергетической установки на (6 - 11) %;

- доказана эффективность применения гребных винтов дискретно регулируемого на транспортных судах речного флота;

- разработана универсальная конструкция гребных винтов с дискретным регулированием шага для различных типов судов. Практическая ценность работы заключается в том, что

внедрение её результатов в производство может дать значительный экономический эффект, за счёт повышения эффективности использования СЭУ, и как следствие снижение затрат на топливо или увеличение провозной способности судов.

Реализация работы. Разработанные в диссертации научные положения рекомендованы для внедрения в ОАО «Западно-Сибирское речное пароходство».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на конференциях профессорско-преподавательского состава НГАВТ 2004 - 2009 г.г. и были доложены на Новосибирской межвузовской научной конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири» в 2005 г. Полученные результаты использованы в учебном процессе ФГОУ ВПО

«Новосибирская государственная академия водного транспорта» на кафедре «Технологии металлов и судостроения».

Личный вклад. Постановка задач исследования, выбор способов их решения, экспериментальные исследования и основные научные результаты принадлежат автору. Личный вклад в работах, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50 %.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных трудов, в том числе 2 статьи в периодических изданиях по перечню ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников, включающего 78 наименований, и приложения. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста и содержит 45 рисунков и 69 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе литературных источников осуществлена постановка задач исследования.

Показано, что в данное время для отечественного речного транспорта актуальна следующая проблема: наличие предпосылок для повышения эффективности работы СЭУ речных транспортных судов и недостаток внимания этому вопросу.

Проведён анализ современных исследований в области повышения эффективности СЭУ. При этом в качестве направления исследования определено повышение эффективности СЭУ путём оптимизации работы с ДК судна.

В результате анализа мероприятий по повышению эффективности ДК, мероприятий по оптимизации работы ДК и СЭУ, а также предварительных расчётов и анализа особенностей эксплуатации судов речного флота сформулирована концепция гребных винтов дискретно регулируемого шага.

Показано, что использование, в качестве метода повышения эффективности работы ДК грузовых речных судов, ГВДРШ позволит, благодаря оптимизации совместной работы главных двигателей, движителей и корпуса судна, повысить эффективность работы СЭУ.

м.кгшш «n.'iîtôsKji icffl

вндуэ йзаэтатеад шяявгл ЦП'Я отонантяэффе эннэнэмеЫ - £ жлг/онЧ ,А 11-V i ,qr¡ ондуэ .ьтнма oiosiDsqi cnondrjsMNTncöH ыннваоелколэы wqri

Í MN>Kíjq

Ol

& i X "P" ,

I t X " i»-¡.ü йин»И1ти< >--j—

. t' X ^ --'--j> i Ï-J

U! ,1;тюив11ВЙ(р lï'Iîi

: . lí-Tfiih.jj;. /мнакК'! ДГГЛ ечоиаяггя$ффе эынэнэш'Н - с жшуэнЧ

:-■.' • .он Wh.'p хгнт <40HÖ-jqn отсннпшш'лофН «íumí-jn поп

J MH>K3q

.... i.. _ __ _ J.____

i

1йЯ! Ш«1И<1Г.МН|?ПО

Зона

повышенных

ОООрОТОГ. _

Рисунок 1 - Характеристики дизеля:

1 - винтовая характеристика оптимального гребного винта;

2 - винтовая характеристика «лёгкого» гребного винта;

3 - винтовая характеристика «тяжёлого» гребного винта;

4 - внешняя характеристика; 5 - регуляторная характеристика;

6 - ограничительная характеристика

Проведена теоретическая оценка повышения эффективности СЭУ при применении ГВДРШ для судов пр. 1741А и пр. Р96А.

Расчёты проводились при помощи компьютерной программы (МаЛсаё) на основе «классических» методик:

- для пр. 1741А - методика расчёта оптимального ГВ в комплексе ГВ - насадка;

- для пр. Р96А - методика расчёта оптимальных параметров рабочего колеса водомётного движителя.

При этом для учёта влияния глубины фарватера, вышеуказанные методики модифицируются поправочными коэффициентами, рекомендованными кафедрой «Теории и устройства корабля» НГАВТ.

Для определения параметров гребных винтов используются аппроксимированные кривые действия ГВ, разработанные «Институтом гидродинамики корабля» (г. Варна).

При проведении оценки повышения эффективности СЭУ при применении ГВДРШ для судна пр. Р96А для получения эффективных

показателей главного судового двигателя 12ЧН15/18 было выполнено моделирование его внешней и частичных характеристик.

Для расчёта мощности и удельного расхода топлива в зависимости от частоты вращения при работе дизеля по внешней характеристике были использованы формулы С.Р. Лейдермана для мощности

Р = Р„

А\ — +5 /К I I п.

для удельного расхода топлива

Ь= £>.,.

( \ ( VI

II +с, п )

—

л) и,;

0)

(2)

ГДе г» сп — эффективная и номинальная эффективная мощность;

п, п„ -

частота вращения и номинальная частота вращения;

А — 0,87, В — 1,13, С — 1, А1 —1,55, В] — 1,55, С^ — эмпирические константы.

Аппроксимацией графиков внешней характеристики дизеля У1Д6250ТК (12ЧН15/18) для уравнений вида (1) и (2) получены значения констант в уравнении:

- мощности

А = 0,002; В = 3,048; С = 2,05.

- удельного расхода топлива

А, = 1,903; В, = 2,627; С, = 1,724

Для моделирования характеристик дизеля использовалась разработанная на кафедре «Судовых двигателей внутреннего сгорания» НГАВТ компьютерная программа «01а£гатта», скорректированная в соответствии с физическими характеристиками дизеля 12ЧН15/18 и ранее найденными коэффициентами.

Некоторые из полученных данных для судна пр. 1741Д, отображённые в графической форме, представлены на рисунках 2-5.

16 14 12 10

8 б 4

Потерт ско|»остп, %

Легкие ГВ

1

1

Оптимальный шаг

1

1

1

1

--ж

1,65 1,7 1.75 1,8 1,85 1,» Шаг гребного вшпга, м

1,95

Рисунок 2 - Потери скорости судна при использовании неоптимального гребного винта, судно пр. 1741 А, режим 1

Пшененне эффективного КГЦ главных двигателей, % Легкие ГВ

О -0,2 -0.4 -0,6 -0,8 -1 -1,2

Оптимальный шаг

1,65 1,7 1,75 1,8 1,85 1,9 Шаг г|>ебного винта, м

1,95

Рисунок 3 - Изменение эффективного КПД главных двигателей судна при использовании неоптимального гребного винта, судно пр. 1741 А,

режим 1

Потеря скорости, % Легкие ГВ Тяжелые ГВ

Шаг гребного винта, м

Рисунок 4 - Потери скорости судна при использовании неоптимального гребного винта, судно пр. 1741 А, режим 3

Рисунок 5 - Изменение эффективного КПД главных двигателей судна при использовании неоптимального гребного винта, судно пр. 1741 А,

режим 3

При этом в расчётах использовались следующие режимы движения судна:

- Режим 1: состав - Толкач, глубина фарватера 6 м;

- Режим 3: состав - Баржа + баржа + толкач (Баржа - пр. №459),

Анализ полученных данных показал:

1 Оптимальный гребной винт обеспечивает судну самую высокую скорость для каждого из режимов.

2 Однако, учитывая особенность зависимости потребляемой мощности от скорости движения судна (кубическая зависимость) и принимая во внимание найденные значения расхода топлива, можно придти к выводу, что режим движения судна с максимальной скоростью не является самым экономичным. Тяжёлые и лёгкие винты, потребляющие меньшую мощность, показывают более низкое значение расхода топлива на километр пути.

3 Наименьший удельный расход топлива, а следовательно более высокий КПД, обеспечивают «утяжелённые» винты (п ~ 0,9пном). Разница по удельному эффективному расходу топлива между «лёгкими» и номинальными режимами составляет, соответственно, от 0,5 до 1,5 % , между излишне «тяжёлыми» и номинальными режимами также (0,5 - 2) %. Отсюда уменьшение эффективного КПД дизеля от 0,5 до 2 %.

4 Применяя гребной винт фиксированного шага, оптимальный только для одного из режимов движения судна, судоводитель теряет от 1 до 13 % скорости судна в других условиях движения. Следовательно, при использовании в качестве движителя судна ГВДРШ, спроектированный с глубоким анализом статистики эксплуатации судна, можно увеличить провозную способность судна за период навигации на (3 - 6) % и, соответственно, использовать СЭУ с большей эффективностью. Также применение ГВДРШ позволяет возможность специального утяжеления винта и, следовательно, работу судна в более экономичном режиме с большим КПД СЭУ.

В третьей главе проводятся разработка конструкции ГВДРШ и связанные с этим исследования.

Гребной винт дискретно регулируемого шага проектировался с условием установки на судно пр. Р96А.

После анализа имеющихся конструкций механизмов поворота лопастей (МПЛ) различных ГВРШ, а также существующих стандартов была разработана следующая конструкция ГВДРШ (рисунки 9-11).

МПЛ в своем составе имеет: регулировочную шайбу 4, выполненную с червячным приводом 5, 6, а также поводки 3, установленные в комле каждой лопасти перпендикулярно к её оси.

В А

Рисунок 9 - Механизм поворота лопастей гребного винта дискретно регулируемого шага продольный разрез ступицы

А-А

Рисунок 10 - Механизм поворота лопастей гребного винта дискретно регулируемого шага поперечный разрез ступицы (А-А)

i- ,t.mmt íí íiinñ'j.f г 7«ÍU

ВНЦУ~> ЙЗГ.УГ0'»5ИД XMffHGftl ДНЯ (ЛОНЯИТУЗффс Süiíü:;:..: Tj ■' С WuH7í>llfT ,А1Ш.«п (.'И»7У ,íhih>ii «лонооср отонаг-шишоии i;c|ii

с wfíJKoq

¡ ¡

Ш'1

При этом:

1 Предложенная конструкция ГВДРШ отвечает всем необходимым требованиям государственных стандартов.

2 Использование, в качестве материалов для изготовления ГВДРШ, низколегированных сталей позволяет увеличить срок службы ГВ. Ориентировочный срок службы ГВДРШ - 15 лет, в то время как стандартные винты, по статистике эксплуатации, в среднем служат не более 8 лет.

Рисунок 12 - Общий вид дистанционного привода гребного винта

3 Использование дополнительных противокавитационных мер: сегментного профиля цилиндрических сечений лопасти, увеличенного дискового отношения ГВ, также положительно сказываются на сроке службы ГВДРШ.

4 Конструкция механизма поворота лопастей ГВДРШ зарегистрирована в Патентном ведомстве РФ (Роспатент).

дискретно регулируемого шага

Четвертая глава посвящена оценке эффективности внедрения ГВДРШ.

На основании проведённых сравнительных испытаний судна «РТ 618» пр. 1741А были получены следующие данные:

1 Применение ГВДРШ позволяет даже в условиях «работы» судна в режиме экономии топлива получить дополнительную экономию.

Для условий сравнительных испытаний:

- при движении вниз по течению - 19 кг на 100 км пути;

- при движении вверх по течению - 63 кг на 100 км пути.

Для маршрутов значительной протяжённости от 0,5 до 2 % затраченного топлива.

2 При необходимости применение ГВДРШ позволяет повысить провозную способность судна (вследствие получения максимально возможной скорости при номинальных параметрах работы главных двигателей) при этом обеспечить оптимальные затраты топлива на тонну груза.

На основании результатов сравнительных испытаний и теоретических расчётов, сделанных в предыдущих главах, была произведена возможная экономическая эффективность применения ГВДРШ.

При этом на примере перевозки шлака составом буксир-толкач пр. 1741 А, две баржи пр. 459А по маршруту Ташара - Нижневартовск-использование ГВДРШ позволит сэкономить до 2% от количества затраченного топлива, что в денежном эквиваленте составит порядка 47 тысяч рублей за навигацию.

Так как ориентировочная стоимость изготовления одного гребного винта с системой ДРШ для судна пр. 1741А 100 тысяч рублей за каждый винт, при этом изготовление одного стандартного ГВФШ для этого судна обойдется в 60 тысяч рублей, то дополнительные затраты на установку ГВДРШ окупятся меньше чем за два эксплуатационных периода.

Так же увеличение срока службы гребного винта позволяет почти в два раза увеличить срок замены ГВ и снизить связанные с этим расходы.

Основные выводы и рекомендации

Выполненные исследования позволяют сформулировать следующее:

] Показана возможность повышения эффективности работы судовой энергетической установки речных транспортных судов путём применения в качестве движителя гребного винта дискретно регулируемого шага.

При этом найденное решение удовлетворяет следующим требованиям:

а) при проведении исследования были учтены современные особенности эксплуатации речных самоходных транспортных судов;

б) материалы исследования могут быть использованы при проектировании и постройке новых судов;

в) материалы исследования могут быть использованы при проведении модернизации существующих судов, при этом изменения, вносимые в конструкцию и компоновку основных элементов судна минимальны;

г) материалы исследования применимы к различным типам самоходных судов, используемым в настоящее время судоходными компаниями;

2 Установлены зависимости эффективности работы дизеля (в качестве судового главного двигателя) от параметров гребного винта.

3 Доказано, что при использовании в качестве движителя судна гребного винта дискретно регулируемого шага, спроектированного с глубоким анализом статистики эксплуатации судна, можно увеличить провозную способность судна за период навигации на (3 - 6) % и соответственно использовать судовую энергетическую установку с большей эффективностью. Также применение гребного винта дискретно регулируемого шага позволяет обеспечить возможность работы судна в наиболее экономичном режиме.

4 Разработана конструкция гребного винта с системой дискретного регулирования шага для судна пр. Р96А, при этом предложенная конструкция отвечает всем необходимым требованиям государственных стандартов.

5 Зарегистрирована конструкция механизма поворота лопастей гребного винта дискретно регулируемого шага в Патентном ведомстве РФ (Роспатент).

6 Установлено [при помощи сравнительных испытаний судна РТ 618 (пр. 1741 А)], что использование в качестве движителя гребного винта дискретно регулируемого шага позволяет даже при работе судна в экономном режиме обеспечить дополнительную экономию топлива.

7 Установлено (на примере перевозки шлака судном пр. 1741А по маршруту Ташара - Нижневартовск), что использование гребного винта дискретно регулируемого шага позволяет сэкономить 47 тысяч рублей за один период эксплуатации. При этом, на сегодняшний день ориентировочная стоимость оборудования судна пр. 1741А гребными винтами дискретно регулируемого шага составляет порядка 200 тысяч рублей. Изготовление комплекта гребных винтов фиксированного шага для этого судна обойдется в 120 тысяч рублей. Соответственно, если приурочить оборудование судна гребными винтами дискретно регулируемого шага к плановой замене гребных винтов или модернизации судна (требующей замены гребных винтов), то дополнительные затраты на установку гребных винтов дискретно регулируемого шага окупятся меньше чем за два эксплуатационных периода.

Список научных трудов по теме диссертации

Статьи, опубликованные в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК

1 Шестаков, Д.А. Экспериментальная оценка эффективности применения гребных винтов дискретно-регулируемого шага в качестве движителей речных судов / Д.А. Шестаков, Л.К. Арабьян // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. - 2009. - №2. - С. 148 - 150.

2 Шестаков, Д.А. Обоснование методов измерения геометрических параметров гребных винтов / Д.А. Шестаков, Л.К. Арабьян, И.П. Кутиков // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. - 2009. - №2. - С.150 - 152.

Статьи, опубликованные в российских и иностранных изданиях; материалы международных и региональных конференций

3 Шестаков, Д.А. Пути повышения эффективности ДРК речных судов / Д.А. Шестаков, Л.К. Арабьян // Восстановление и упрочнение судовых деталей: сб. науч. тр. НГАВТ. - Новосибирск, 2004. - С.4 - 8.

Е&

Ре

I Зона

Ч повышенных

¡1 ООСЦЮТОВ

Рисунок 1 - Характеристики дизеля: 1 - винтовая характеристика оптимального гребного винта;

2 - винтовая характеристика «лёгкого» гребного винта;

3 - винтовая характеристика «тяжёлого» гребного винта;

4 - внешняя характеристика; 5 - регуляторная характеристика;

6 - ограничительная характеристика

Проведена теоретическая оценка повышения эффективности СЭУ при применении ГВДРШ для судов пр. 1741А и пр. Р96А.

Расчёты проводились при помощи компьютерной программы (МаШсаё) на основе «классических» методик:

- для пр. 1741А - методика расчёта оптимального ГВ в комплексе ГВ - насадка;

- для пр. Р96А - методика расчёта оптимальных параметров рабочего колеса водомётного движителя.

При этом для учёта влияния глубины фарватера, вышеуказанные методики модифицируются поправочными коэффициентами, рекомендованными кафедрой «Теории и устройства корабля» НГАВТ.

Для определения параметров гребных винтов используются аппроксимированные кривые действия ГВ, разработанные «Институтом гидродинамики корабля» (г. Варна).

При проведении оценки повышения эффективности СЭУ при применении ГВДРШ для судна пр. Р96А для получения эффективных

Вторая глава посвящена исследованию вопросов оптимизации взаимодействия главных двигателей и ДК судна.

Проведен анализ эффективности работы дизельного двигателя на различных режимах.

Каждый из режимов работы дизеля А, В и С (см. рисунок 1) характеризуется определенными параметрами. В результате проведенного сравнения таких параметров как: эффективная мощность - Ре, частота вращения коленчатого вала п, среднее индикаторное давление />„,,- для этих режимов, следует, что >/,ш= Ци(> '¡ив- После чего были сделаны следующие выводы:

1 Режим работы дизеля на лёгкий гребной винт характеризуется недоиспользованием мощности двигателя, снижением среднего индикаторного давления и, как следствие, уменьшением механического КПД. Что в свою очередь вызывает снижение эффективного КПД и увеличение удельного расхода топлива. Работа двигателя в режиме повышенной частоты вращения коленчатого вала опасна возможностью «перекрута» дизеля, а также может вызывать уменьшение срока его службы.

2 Работа дизеля на тяжёлый гребной винт характеризуется опасностью теплового перегруза двигателя и поэтому ограничивается номинальной подачей топлива, соответственно эффективная мощность для этого режима ниже номинальной. Снижения эффективного КПД для данного режима не наблюдается, удельный расход топлива несколько снижается относительно номинального [минимальный удельный расход топлива наблюдается при п = (0,8 - 0,9) пном].

Так как гребные винты фиксированного шага для речных судов в основном проектируются согласованными с СЭУ для наиболее тяжёлого режима, при работе в более лёгких условиях, винт будет лёгким для силовой установки. Значит, будут наблюдаться недоиспользование мощности двигателя (потеря в скорости судна), сниженный КПД работы дизеля и уменьшение его моторесурса. Особенно это актуально на судах имеющих несколько сильно отличающихся режимов работы, например буксиры - толкачи, грузовые суда. Причём, чем больше разница в режимах нагрузки судна, тем больше негативное влияние неоптимальности гребного винта фиксированного шага (ГВФШ) на СЭУ, особенно для дизельных двигателей.

4 Шестаков, Д.А. Совершенствование движителей речных судов / Д.А. Шестаков, С.А. Федоров // Современные проблемы технических наук: сборник тезисов докладов Новосибирской межвузовской научной студенческой конференции "Интеллектуальный потенциал Сибири" 18-19 мая 2005 г. / НГАСУ - Новосибирск, 2005. - 4.3. - С. 95.

5 Решение о выдаче патента на изобретение заявка № 2008112804/11(013846). Гребной винт регулируемого шага. / Д.А. Шестаков, JI.K. Арабьян, Ю.А. Гуменников - заявлено 02.04.2008; опубл. 11.08.2009.-7 с.

6 Шестаков, Д.А. Повышение эффективности работы главных судовых двигателей речных судов путём применения гребных винтов с системой дискретного регулирования шага / Д.А. Шестаков, JT.K. Арабьян // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. -2006. -№1. - С. 108 -110.

7 Шестаков, Д.А. Моделирование внешней характеристики судового дизеля типа Ч 15/18 / Д.А. Шестаков, JI.K. Арабьян, С.А. Калашников // Матер, науч. - техн. конф. проф.- препод, состава НГАВТ "Водный транспорт России вчера, сегодня, завтра". -Новосибирск, 2009. - С. 171 - 172.

Личный вклад в статьях, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50 %.

давнннпанвпвннвшншшнвнашшвшанв

Подписано в печать 17.02. 2010г с оригинал-макета.

Бумага офсетная №1, формат 60х 84 1/16, печать трафаретная-Riso.

Усл. печ. л.1,0. Тираж 130 экз., заказ № 36. Бесплатно.

ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», (ФГОУ ВПО «НГАВТ») 630099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33

Отпечатано в издательстве ФГОУ ВПО «НГАВТ»

Введение

Глава 1 Анализ методов повышения эффективности СЭУ и постановка задач исследования

1.1 Современные методы повышения эффективности СЭУ

1.1.1 Повышение эффективности СЭУ за счёт увеличения эффективности работы главных судовых двигателей

1.1.2 Повышение эффективности СЭУ за счёт применения дополнительных устройств в составе СЭУ

1.1.3 Повышение эффективности СЭУ за счёт оптимизации взаимодействия главных судовых двигателей и движительного комплекса судна

1.2 Эффективность работы движительного комплекса судна

1.2.1 Критерии эффективности работы движительного комплекса судна

1.2.2 Гребные винты регулируемого шага и эффективность их применения на судах речного флота

1.2.3 Гребные винты дискретно регулируемого шага

1.3 Выводы и постановка задач исследования

Глава 2 Исследование вопросов оптимизации взаимодействия главных двигателей и движительного комплекса судна

2.1 Совместная работа гребных винтов и главных судовых двигателей

2.2 Эффективность работы дизеля на различных режимах

2.2.1 Сравнение параметров работы дизеля при работе по различным винтовым характеристикам

2.2.2 Оценка эффективности работы дизеля на различных режимах

2.2.3 Повышение эффективности работы дизеля при применении гребного винта с системой ДРШ

2.3 Теоретическая оценка повышения эффективности СЭУ на примере судов пр. 1741А и пр. Р96А при применении гребного винта с системой

2.3.1 Оценка эффективности ВДРШ для судна пр. 1741А

2.3.2 Оценка эффективности ВДРШ для судна пр. Р96А 80 2.4 Результаты исследования и выводы

Глава 3 Разработка конструкции гребного винта с системой ДРШ

3.1 Исходные данные для проектирования

3.2 Определение углов поворота лопастей ГВДРШ

3.3 Механизм поворота лопастей ГВДРШ

3.4 Дистанционный привод поворота лопастей ГВДРШ

3.5 Технологические указания по изготовлению ГВДРШ для судна пр. Р96А

3.6 Результаты и выводы

Глава 4 Оценка эффективности внедрения гребных винтов с системой ДРШ в качестве движителей речных судов

4.1 Проведение сравнительных испытаний теплохода пр. 1741А, оборудованного проектными ГВФШ и ГВДРШ

4.1.1 Процедура проведения испытаний

4.1.2 Результаты испытаний

4.1.3 Анализ результатов

4.2 Оценка экономической эффективности применения гребных винтов с системой ДРШ

4.3 Результаты и выводы 124 Заключение 126 Библиографический список использованной литературы 128 Приложение

Сегодня одной из основных проблем внутреннего водного транспорта России является проблема естественного сокращения флота на фоне его старения. На регистрационном учете Российского Речного Регистра (РРР) состоит около 30 тыс. судов, средний возраст которых составляет около 28 лет. Самый большой удельный вес в группе самоходного флота (36%) занимают суда старше 30 лет; в группе несамоходного флота - 33%. По данным РРР ежегодно количество поднадзорного ему флота из-за списания сокращается примерно на 1000 единиц, такое же количество судов по их техническому состоянию переводятся инспекциями Регистра в категорию «негодное» [9, 35, 39].

Так на примере наиболее успешного в бассейне рек Сибири и Дальнего Востока пароходства ОАО «Енисейское речное пароходство» можно увидеть следующую возрастную структуру флота, представленную в таблице 1.

Таблица 1 - Возрастная структура флота ОАО «ЕРП»

Виды флота Количество Возра ст (лет) флота до 10 11-20 21-30 более 30

Самоходный флот, всего 300 — 54 115 131

- пассажирский 27 — 10 8 9

- грузовой сухогрузный 55 — — 15 40

- грузовой наливной 21 — — 3 18

- буксирный 146 — 24 71 51

Несамоходный флот, всего 469 1 96 197 175

- сухогрузный 347 1 56 140 150

- наливной 73 — 30 28 15

Итого 769 1 150 312 306

Удельный вес, % 100 0,13 19,50 40,58 39,79

Мероприятия по обновлению транспортного флота для данного предприятия основаны на идеологии максимального продления срока службы судов из рабочего ядра с использованием системы планово-предупредительного ремонта, нового судостроения, судостроения с ограниченным использованием элементов эксплуатируемых судов. Предполагается, что основным методом является перевозка грузов в толкаемых и буксируемых составах. В связи с этим первоочередное внимание обращено на несамоходный нефтеналивной и сухогрузный тоннаж и буксиры-толкачи [57].

Если рассматривать современные темпы судостроения в России, то они характеризуются постройкой (10-15) судов в год, поэтому в таких условиях замена устаревшего флота новым займет не одно десятилетие и потребует значительных финансовых и трудовых затрат, что могут позволить себе только крупнейшие судоходные компании. Вследствие этого на первый план выходят мероприятия связанные с модернизацией и реновацией флота. Реновация подразумевает восстановление технического состояния «возрастного» судна до уровня эквивалентного (в части безопасной и надежной эксплуатации) более молодому судну с выдачей соответствующих регистровых документов и возможностью его эксплуатации в течение планируемого судовладельцем срока [9, 35, 39].

На примере ОАО «ЕРП» можно наблюдать следующий график мероприятий на период с 2005 по 2015 годы, связанных со строительством, модернизацией и капитальным ремонтом судов, график представлен в таблице 2 [57].

Анализируя вышеуказанные данные можно прийти к следующим выводам: а) в ближайшие годы большинством судоходных компаний Западной и Восточной Сибири планируется проведение модернизации и капитальных ремонтов судов самоходного флота. б) в большинстве случаев модернизация самоходных судов будет затрагивать, в том числе, и судовую энергетическую установку.

Таблица 2 - График обновления флота ОАО «ЕРП», ед. [57]

Годы 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Модернизация

Нефтеналивные 2

Нефтеналивные самоходные 2 2 1 •

Буксиры-толкачи 10 10 8

Пассажирские скоростные 2 2 2

Итого 16 14 11 -

Строительство

Нефтеналивные - 3 3

Сухогрузные несамоходные 3 3 3 3 л й 3 3 3 3 3

Буксиры-толкачи - — 2 2 4 4 4 4 4 4

Итого 3 3 5 5 7 7 7 7 10 10

Капитальный ремонт

Нефтеналивные 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Сухогрузные несамоходные 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

Сухогрузные самоходные - — 1 1 1 1 1 1 1 1

Буксиры-толкачи 2 3 3 1 1 1 1 1 1 1

Итого 7 8 9 7 7 7 7 7 7 7

Судовые энергетические установки отечественных речных судов, спроектированных более тридцати лет назад, в настоящее время имеют большой потенциал по увеличению эффективности их работы. Проведя соответствующие исследования и разработав необходимые мероприятия, можно произвести их внедрение во время модернизации или капитального ремонта судов. Так как повышение эффективности работы судовой энергетической установки (СЭУ) напрямую влияет на снижение эксплуатационных затрат на содержание судна, что в современных условиях имеет особую актуальность, и как следствие проведение соответствующих исследований на сегодняшний день также крайне j актуально.

На основе анализа литературных источников, а также опыта эксплуатации грузовых судов в бассейнах рек Сибири установлено, что имеются предпосылки для проведения исследования по повышению эффективности работы СЭУ данных судов. Большинство речных судов в настоящее время в качестве движителей оснащены гребными винтами (рабочими колесами водометного движителя) фиксированного шага, соответственно, при изменении режима работы судна, данные винты не могут обеспечить согласованность совместной работы с СЭУ, при этом существенно снижается эффективность использования последней.

В связи с изложенным тема диссертации является актуальной.

Объектом исследования являются энергетические установки и движительный комплекс речных транспортных судов.

Предметом исследования являются гребные винты дискретно регулируемого шага (ГВДРШ), как средство повышения эффективности использования СЭУ.

Идея работы заключается в установлении особенностей работы СЭУ речных транспортных судов при различных режимах нагрузки судна, учитывая которые можно разработать средство повышения эффективности использования СЭУ.

Целью работы является повышение эффективности использования СЭУ речных транспортных судов путем применения в качестве движителя ГВДРШ.

В соответствии с идеей и целью работы ставились и решались следующие взаимоувязанные научно-технические задачи:

- показать возможность повышения эффективности работы СЭУ речных транспортных судов путем применения в качестве движителя гребного винта дискретно ре1улируемого шага.

- при этом найденное решение удовлетворяет следующим требованиям: а) при проведении исследования были учтены современные особенности эксплуатации речных самоходных транспортных судов; б) материалы исследования могут быть использованы при проектировании и постройке новых судов; в) материалы исследования могут быть использованы при проведении модернизации существующих судов, при этом изменения, вносимые в конструкцию и компоновку основных элементов судна минимальны; г) материалы исследования применимы к различным типам самоходных судов, используемым в настоящее время судоходными компаниями;

- установить зависимость эффективности работы дизеля (в качестве судового главного двигателя) от параметров гребного винта.

- разработать конструкцию гребного винта с системой дискретного регулирования шага, при этом предложенная конструкция должна отвечать всем необходимым требованиям государственных стандартов.

Методы исследования. Проведены теоретические исследования вопросов оптимизации совместной работы движителей и энергетической установки судна. В соответствии с результатами исследования разработаны теоретические модели ГВДРШ для судов пр. 1741А и пр. Р96А. Для определения параметров работы главного двигателя судна пр. Р96А были смоделированы внешняя и частичные характеристики дизельного двигателя типа ЧН15/18. Разработана конструкция ГВДРШ для судна пр. Р96А и полный комплект необходимой для его изготовления документации. Проведены сравнительные испытания судна Р618 (пр. 1741 А), на основании результатов которых, проведен детальный анализ режимов эксплуатации и сделан расчёт экономической эффективности применения ГВДРШ.

Обоснованность и достоверность научных положений, рекомендаций и выводов. Проведённые исследования базируются на традиционных методиках определения параметров работы дизельных двигателей и расчёта оптимальных гребных винтов. Исследования проводились на современной поверенной аппаратуре с применением компьютерных технологий.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты:

1 Результаты исследования методов повышения эффективности судовой энергетической установки.

2 Результаты исследования методов повышения эффективности движительного комплекса судна.

3 Концепция гребных винтов дискретно регулируемого шага.

4 Результаты исследования влияния параметров гребного винта на эффективность работы главных двигателей;

5 Результаты теоретического исследования повышения эффективности судовой энергетической установки при применении гребных винтов дискретно регулируемого шага в качестве движителя речных судов.

6 Конструкция гребного винта с системой дискретного регулирования шага для судна пр. Р96А.

7 Оценка экономической эффективности внедрения результатов работы.

Научная новизна работы в рамках сформулированных научнотехнических задач характеризуется тем, что впервые:

- установлено, что применение гребных винтов с дискретным регулированием шага целесообразно для повышения эффективности пропульсивного комплекса речных судов;

- разработан алгоритм оптимизации совместной работы главных двигателей и гребных винтов, повышающий эффективность использования судовой энергетической установки на (6 - 11) %;

- доказана эффективность применения гребных винтов дискретно регулируемого на транспортных судах речного флота;

- разработана универсальная конструкция гребных винтов с дискретным регулированием шага для различных типов судов.

Практическая ценность работы заключается в том, что внедрение её результатов в производство может дать значительный экономический эффект, за счёт повышения эффективности использования СЭУ, и как следствие снижение затрат на топливо или увеличение провозной способности судов.

Реализация работы. Разработанные в диссертации научные положения рекомендованы для внедрения в ОАО «Западно-Сибирское речное пароходство».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на конференциях профессорско-преподавательского состава НГАВТ 2004 - 2009 г.г. и были доложены на Новосибирской межвузовской научной конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири» в 2005 г. Полученные результаты использованы в учебном процессе ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» на кафедре «Технологии металлов и судостроения».

Личный вклад. Постановка задач исследования, выбор способов их решения, экспериментальные исследования и основные научные результаты принадлежат автору. Личный вклад в работах, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50 %.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных трудов, в том числе 2 статьи в периодических изданиях по перечню ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников, включающего 78 наименований, и приложения. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста и содержит 45 рисунков и 69 таблиц.

2.4 Результаты исследования и выводы

1 Режим работы дизеля на лёгкий гребной винт характеризуется недоиспользованием мощности двигателя, снижением среднего индикаторного давления и как следствие уменьшением механического КПД. Что в свою очередь вызывает снижение эффективного КПД и увеличение удельного расхода топлива. Работа двигателя в режиме повышенной частоты вращения коленчатого вала опасна возможностью «перекрута» дизеля, а также характеризуется уменьшение срока службы. Уменьшение срока службы является следствием увеличения рабочих циклов в единицу времени, что линейно повышает скорость износа компонентов дизеля.

2 Работа дизеля на тяжёлый гребной винт характеризуется опасностью теплового перегруза двигателя и поэтому ограничивается номинальной подачей топлива, соответственно эффективная мощность для этого режима ниже номинальной. Снижения эффективного КПД для данного режима не наблюдается, удельный расход топлива несколько снижается относительно номинального [согласно [44, 45, 52, 73, 78] минимальный удельный расход топлива наблюдается при п = (0,8 - 0,9) пиом]. Гребные винты фиксированного шага для речных судов в основном проектируются согласованными с СЭУ для наиболее тяжёлого режима [19, 20], следовательно, при работе в более лёгких условиях, винт будет лёгким для силовой установки, а значит, будет наблюдаться недоиспользование мощности двигателя (потеря в скорости судна), сниженный КПД работы дизеля и уменьшение его моторесурса. Особенно это актуально на судах имеющих несколько сильно отличающихся режимов работы, например бусиры - толкачи, грузовые суда, причем, чем больше разница в режимах нагрузки судна, тем больше негативное влияние неоптимальности ГВФШ на СЭУ и в частности дизельные двигатели [27, 30, 47, 59, 62, 64, 66].

3 Применение ГВДРШ позволяет обеспечить оптимальное шаговое отношение гребного винта для наиболее частых режимов нагрузки судна, и соответственно оптимальный режим работы СЭУ.

Применение данной системы позволяет дизельным двигателям работать в режиме близком к номинальному, предотвращая снижение КПД двигателей повышение удельного расхода топлива), опасность работы двигателей в неблагоприятных режимах и обеспечивая сохранение их моторесурса.

Теоретические исследования для судов 1741А и Р96А показали:

1 Оптимальный гребной винт обеспечивает судну самую высокую скорость для каждого из режимов.

2 Однако, учитывая особенность зависимости потребляемой мощности от скорости движения судна (кубическая зависимость) и принимая во внимание найденные значения расхода топлива g, можно придти к выводу, что режим движения судна с максимальной скоростью не является самым экономичным. Тяжёлые и лёгкие винты, потребляющие меньшую мощность, показывают более низкое значение расхода топлива на километр пути.

3 Наименьший удельный расход топлива ( а следовательно более высокий КПД) обеспечивают «утяжелённые» винты (n ~ 0,9пном)- Разница по удельному эффективному расходу топлива между «лёгкими» и номинальными режимами составляет соответственно (0,5 — 1,5) % , между излишне «тяжёлыми» и номинальными режимами также (0,5 — 2) %. Отсюда уменьшение эффективного КПД дизеля на (0,5 - 2) %.

4 Применяя гребной винт фиксированного шага, оптимальный только для одного из режимов движения судна, судоводитель теряет от 1 до 13 % скорости судна в других условиях движения. Следовательно, при использовании в качестве движителя судна ГВДРШ, спроектированный с глубоким анализом статистики эксплуатации судна, можно увеличить провозную способность судна за период навигации на (3 — 6) % и, соответственно, использовать СЭУ с большей эффективностью. Также применение ГВДРШ позволяет возможность специального утяжеления винта и, следовательно, работу судна в более экономичном режиме с большим КПД СЭУ.

Глава 3 Разработка конструкции гребного винта с системой ДРШ

3.1 Исходные данные для проектирования

Гребной винт дискретно регулируемого шага будет проектироваться с условием установки на судно пр. Р96А.

Судно — буксир-толкач пр. Р96А:

Длина расчётная L - 19,9 м;

Ширина расчётная В — 5,0 м;

Осадка расчётная Т - 0,55 м;

Коэффициент полноты водоизмещения 5 - 0,72.

Главный двигатель - ЗД12А:

Номинальная мощность Ps = 220 кВт;

Номинальная частота оборотов коленчатого вала п = 1500 об./мин;

Передаточное отношение редуктора i = 2,95.

Движитель - водомет с полуподводным выбросом струи:

Диаметр гребного винта водомета D = 0,846 м;

Число лопастей z = 4;

Диаметр ступицы dc - 220 мм;

Длина ступицы 1с - 300 мм.

Для предотвращения уменьшения КПД гребного винта исходные размеры ступицы сохраняются.

Согласно статистики эксплуатации данного судна в ОАО «Енисейское речное пароходство», его максимальная эффективная нагрузка — две баржи водоизмещением 200 т. каждая (пр. Р93). Отсюда определяются граничные условия для проектирования гребного винта:

1 Минимальная нагрузка - буксир-толкач без баржевой нагрузки;

2 Максимальная нагрузка - буксир—толкач + 2 баржи пр. Р93.

Данные условия соответствуют режимам нагрузки судна 1 и 3, которые были рассмотрены в п. 2.3.2.

Значения шага оптимального гребного винта, для каждого из граничных режимов, соответственно равны:

Режим 1-1,29 м;

Режим 3 - 1,19 м.

В качестве принципиальной компоновки для проектирования механизмов управления и поворота лопастей принимается схема, представленная на рисунке 36.

1 - ступица гребного винта. 2 - выдвижной стержень привода. 3 - герметичная направляющая труба. 4 - поворотный винт привода. 5 - ручной привод выдвижного стержня. 6 - поворотная лопасть гребного винта.

Рисунок 36 - Схема дистанционного привода изменения шага гребного винта

3.2 Определение углов поворота лопастей ГВДРШ

Для определения необходимых углов поворота лопастей ГВДРШ сначала определяются шаговые ан углы цилиндрических сечений лопастей [17, 18, 19, 20]. н ан = arctg--, 2т' где:

Н- шаг гребного винта; г - радиус цилиндрического сечения. Результаты расчёта представлены в таблице 64. Таблица 65 - Расчёт шаговых углов г, м 0,127 (0.3R) 0,212 (0,5R) 0,296 (0,7R) 0,381 (0,9R) 0,423 (R) ань° 58,26 44,08 34,75 28,32 25,89 из, ° 56,16 41,78 32,61 26,43 24,12

Из таблицы 65 видно, что с увеличением радиуса сечения шаговый угол уменьшается, также уменьшается и разность между шаговыми углами, это связано с геометрическими свойствами винтовых линий, формирующих лопасть гребного винта.

Значение разности шаговых углов Аа представлено в таблице 66, за начальное положение принимаются шаговые углы для режима 3.

Заключение

Выполненные исследования позволяют сформулировать следующее:

1 Показана возможность повышения эффективности работы судовой энергетической установки речных транспортных судов путём применения в качестве движителя гребного винта дискретно регулируемого шага.

При этом найденное решение удовлетворяет следующим требованиям: а) при проведении исследования были учтены современные особенности эксплуатации речных самоходных транспортных судов; б) материалы исследования могут быть использованы при проектировании и постройке новых судов; в) материалы исследования могут быть использованы при проведении модернизации существующих судов, при этом изменения, вносимые в конструкцию и компоновку основных элементов судна минимальны; г) материалы исследования применимы к различным типам самоходных судов, используемым в настоящее время судоходными компаниями;

2 Установлены зависимости эффективности работы дизеля (в качестве судового главного двигателя) от параметров гребного винта.

3 Доказано, что при использовании в качестве движителя судна гребного винта дискретно регулируемого шага, спроектированного с глубоким анализом статистики эксплуатации судна, можно увеличить провозную способность судна за период навигации на (3 - 6) % и соответственно использовать судовую энергетическую установку с большей эффективностью. Также применение гребного винта дискретно регулируемого шага позволяет обеспечить возможность работы судна в наиболее экономичном режиме.

4 Разработана конструкция гребного винта с системой дискретного регулирования шага для судна пр. Р96А, при этом предложенная конструкция отвечает всем необходимым требованиям государственных стандартов.

5 Зарегистрирована конструкция механизма поворота лопастей гребного винта дискретно регулируемого шага в Патентном ведомстве РФ (Роспатент).

6 Установлено [при помощи сравнительных испытаний судна РТ 618 (пр. 1741 А)], что использование в качестве движителя гребного винта дискретно регулируемого шага позволяет даже при работе судна в экономном режиме обеспечить дополнительную экономию топлива.

7 Установлено (на примере перевозки шлака судном пр. 1741А по маршруту Ташара - Нижневартовск), что использование гребного винта дискретно регулируемого шага позволяет сэкономить 47 тысяч рублей за один период эксплуатации. При этом, на сегодняшний день ориентировочная стоимость оборудования судна пр. 1741А гребными винтами дискретно регулируемого шага составляет порядка 200 тысяч рублей. Изготовление комплекта гребных винтов фиксированного шага для этого судна обойдется в 120 тысяч рублей. Соответственно, если приурочить оборудование судна гребными винтами дискретно регулируемого шага к плановой замене гребных винтов или модернизации судна (требующей замены гребных винтов), то дополнительные затраты на установку гребных винтов дискретно регулируемого шага окупятся меньше чем за два эксплуатационных периода.

1. Getz, J.R. Experience with Controllable Pitch Propellers in the Norwegian Coastal Express Service / J.R. Getz, B. Refsnes // Transactions of the Institute of Marine Engineers / 1958 vol.70 - №6 - P. 213 - 235.

2. Pehrsson L. Controllable Pitch Propellers / L. Pehrsson // Transactions of the Institute of Marine Engineers / 1958 vol.70 - №6 - P. 201 - 211.

3. A. c. 488753 СССР, МКл В 63 H 3/12. Гребной винт / А. В. Воронцов (СССР). № 1927675/27-11; заявлено 04.06.73; опубл. 25.10.75, Бюл. № 39.-3 с

4. А. с. 499176 СССР, МКл2 В 63 Н 3/12. Гребной винт / Е. Г. Иванов, В.

5. A. Караваев, П. С. Дон, Ю.Н. Коваленко (СССР). № 2003226/27-11; заявлено 11.03.74; опубл. 15.01.76, Бюл. № 2. - 3 с

6. А. с. 501012 СССР, МКл2 В 63 Н 3/12. Гребной винт / Ю. А. Шифрин-Крыжаловский, В. И. Шерганов, А. Д. Силяков (СССР). № 1866405/2711; заявлено 04.01.73; опубл. 30.01.76, Бюл. № 4. - 2 с

7. А. с. 850507 СССР, МКлЗ В 63 Н 3/12. Гребной винт изменяемого шага /

8. B. Ф. Канаев, В. А. Репин, А. А. Килькинов, Б.А. Валеев, А.Е. Коваленко (СССР). № 2824469/27-11; заявлено 03.10.79; опубл. 30.07.81, Бюл. № 28. - 4 с

9. А. с. 981097 СССР, МКлЗ В 63 Н 3/12. Гребной винт регулируемого шага / М. Г. Гуревич, С. К. Кулиш, В. С. Красавин, В.В. Кучеренко (СССР). № 3269157/27-11; заявлено 02.02.81; опубл. 15.12.82, Бюл. № 46. - 4 с

10. Абрамов, Г.А. Дизельные установки новых проектов судов смешанного "река-море" плавания / Г.А.Абрамов, И.П. Бутин, С.Г. Эренбург // Двигателестроение 1996 - №3,4 - С.З - 5.

11. Абрамов, Г.А. Обновление судов внутреннего и смешанного (река-море) плавания: Руководство Р.002-2002 / Г.А. Абрамов, Н.А. Ефремов. М.: РРР, 2002-23 с.

12. Абрамов, Д.Н. Снижение вредных выбросов судовых вспомогательных дизелей в динамических режимах работы / Д.Н. Абрамов, JI.A. Самсонов // Двигателестроение 2001 - №4 - С. 8 - 10.

13. Алейников, С.А. Новое поколение судовых двигателей / С.А. Алейников, JI.A. Алыииц // Двигатель 1999 - №4 - С. 10 - 11.

14. Алексеев, B.JI. Судовые дизели в ближайшей перспективе \ B.JI. Алексеев, Ю.Н. Арсеньев, Г.Х Баракан // Судостроение 1998 - №5,61. C. 75 78.

15. Алексеев, B.JI.Дизельные двигатели в перспективном российском судостроении / B.JI. Алексеев, Г.Х Баракан Р.А. Иванов // Судостроение 1997-№2-С. 26-29.14