Энергетическая установка надводного корабля с частичным электродвижением Российский патент 2020 года по МПК B63H23/12 B63H21/16 

Изобретение относится к судостроению, в частности, к комбинированным (гибридным) энергетическим установкам с частичным электродвижением и может быть использована на надводных кораблях ВМФ.

Известна корабельная энергетическая установка по патенту РФ №2186708 от 28.12.2000 г. (прототип) Корабельная энергетическая установка содержит по меньшей мере один первичный двигатель, выходной вал которого связан с валом ротора электрогенератора и гребной двигатель, вал которого связан с гребным валом. Технический результат заключается в снижении шума, излучаемого в воду при работе в режиме электродвижения и повышении экономичности установки. Указанная корабельная энергетическая установка обладает существенными недостатками. Во первых, не предусмотрена передача выходной мощности с одного борта на другой и при выходе из строя одного из первичных двигателей ведет к существенной потере скорости. Во вторых, выход из строя электрогенератора приведет к невозможности передачи мощности как механическим, так и электрическим способом, что ведет к полной потере мощности. Также электродвигатель и электрогенератор подвергаются большему износу при работе от первичного двигателя через механическую передачу на вращение гребного вала. Все эти недостатки указывают на низкую надежность корабельной энергетической установки.

Целью предложенного изобретения является устранение указанных недостатков, что позволяет снизить эксплуатационные затраты в течение всего срока службы корабля. Помимо эксплуатационных затрат преимуществами энергетической установки с частичным электродвижением являются:

- обеспечение широкого спектра скоростей от минимально возможной до полной (боевой);

- обеспечение малошумного режима хода корабля.

- обеспечение возможности эксплуатации энергетической установки при отрицательной температуре наружного воздуха и в ледовых условиях;

- обеспечение повышенной дальности плавания корабля на экономической скорости хода;

- повышение надежности энергетической установки.

Предложенная энергетическая установка предполагает гибкую систему распределения электроэнергии в зависимости от тактической обстановки. Это дает возможность в тех же объемах вырабатываемой энергии использовать на кораблях новые поколения вооружения, различные виды электромагнитной защиты и другие системы, привязав, таким образом, энергетическую мощность корабля к тактико-техническим требованиям.

Заявляемое техническое решение поясняется изображением. На Фиг. 1 показана принципиальная схема работы комбинированной энергоустановки.

Комбинированная энергетическая установка с частичным электродвижением используется следующим образом.

Главный газотурбинный двигатель (1, 2) и гребной электродвигатель (3, 4) через редуктор с межредукторной передачей (7) в зависимости от режима хода корабля работают на валопровод с ВРШ (винт регулируемого шага) (8, 9) своего или обоих бортов.

Предусмотрено два режима обеспечения хода корабля:

- режим хода под главными двигателями, обеспечивающий полный ход корабля и его маневрирование;

- режим хода под электродвижением, обеспечивающий малый, малошумный и экономический ход корабля.

В режиме хода под главными двигателями газотурбинные установки (1, 2) через редукторный комплекс (7) работают на валопровод с ВРШ (8, 9) своего борта, либо посредством межредукторной передачи на валопроводы с ВРШ обоих бортов.

В режиме хода под электродвижением гребные электродвигатели (3, 4) получая питание через преобразователи (5, 6) каждый от своей электростанции, носовой и кормовой, состоящих из главных распределительных щитов (10, 11) и дизель генераторов (12, 13, 14, 15), через редукторный комплекс (7) работают на валопровод с ВРШ (8, 9) своего борта, либо посредством межредукторной передачи на валопроводы с ВРШ обоих бортов.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенной комбинированной энергетической установке существует возможность выбора варианта приводного двигателя и использование преимуществ каждого из них в зависимости от тактической обстановки и режима эксплуатации корабля.

Предложенное техническое решение возможно для установки на корабли и суда любого назначения, включая корабли ВМФ.

Реализация предложенного технического решения энергетической установки с частичной системой электродвижения позволит получить:

- возможность длительной (без ограничения по времени) экономичной работы на малых и малошумных скоростях хода при использовании гребного электродвигателя, за счет чего достигается максимальная экономия топлива;

- возможность передачи крутящего момента от одной (любой) газотурбинной установки или от одного (любого) гребного электродвигателя на два валопровода посредством межредукторной передачи, что позволяет выбрать ресурсосберегающие режим хода корабля;

- сохранение ресурса главных двигателей и сокращение эксплуатационных затрат за счет использования более надежного, экономичного и простого в эксплуатации гребного электродвигателя, поскольку затраты на ремонт гребных электродвигателей и дизель-генераторов существенно ниже затрат на ремонт главных двигателей.

Изобретение относится к судостроению, а именно к комбинированным энергетическим установкам с частичным электродвижением. Корабельная комбинированная энергетическая установка с частичным электродвижением состоит из двух главных газотурбинных двигателей и двух гребных электродвигателей, выходные валы каждого из которых соединены с редуктором. Каждый из этих двух видов приводных двигателей, в зависимости от режима хода корабля, через редуктор работает на вращение валопровода своего борта. Посредством межредукторной передачи каждый отдельный приводной двигатель может работать на валопроводы с обоих бортов одновременно. Питание каждого гребного электродвигателя осуществляется через преобразователь от своей носовой или кормовой электростанции, каждая из которых состоит из главного распределительного щита и по меньшей мере двух дизель-генераторов. Достигается снижение эксплуатационных затрат в течение всего срока эксплуатации и повышение надежности энергетической установки. 1 ил.

Корабельная комбинированная энергетическая установка с частичным электродвижением, состоящая из двух главных газотурбинных двигателей и двух гребных электродвигателей, выходные валы каждого из которых соединены с редуктором, при этом каждый из этих двух видов приводных двигателей, в зависимости от режима хода корабля, через редуктор работает на вращение валопровода своего борта, отличающаяся тем, что посредством межредукторной передачи каждый отдельный приводной двигатель может работать на валопроводы с обоих бортов одновременно, при этом питание каждого гребного электродвигателя осуществляется через преобразователь от своей носовой или кормовой электростанции, каждая из которых состоит из главного распределительного щита и по меньшей мере двух дизель-генераторов.