ОБЗОР ОПЫТА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ И ПРИМЕНЕНИЯ ДВИЖИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ В СОВРЕМЕННОМ СУДОСТРОЕНИИ
Аннотация
В статье выполнен анализ современных предпосылок совершенствования конструкции пропульсивных комплексов судов, резервов традиционных конструктивных схем, конструкций и опыта применения винторулевых колонок с электрическим и механическим приводом, выполнено обобщение опыта проектирования, монтажа и технической эксплуатации. Показано, что в совершенствовании гидродинамического комплекса судна кроются значительные резервы повышения его энергоэффективности. Отмечается, что традиционные пропульсивные системы двигатель - передача - валопровод - движитель с винтами фиксированного и регулируемого шага, претерпев усовершенствования, сохраняют свои позиции преимущественно на крупнотоннажных океанских судах с главными двухтактными двигателями, где их КПД остается самым высоким. Выполнен обзор рынка применяемых в отечественном и зарубежном судостроении ВРК компаний «ABB Marine», «Roll-Royce OY Ab», «Schottel», «Steerprop» и др. Сформулированы выводы и рекомендации по дальнейшему совершенствованию движительных систем.
Ключевые слова
судовые энергетические установки, пропульсивный комплекс, корпус судна, движитель, винт регулируемого шага, винт фиксированного шага, винторулевые колонки
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Приложение 6 к МАРПОЛ 73/78 (пересмотренное). - Российский морской регистр судоходства, 2011. - 52 с.
Брук М. А. Режимы работы судовых дизелей / М. А. Брук. - Л.: Судпромгиз, 1963. - 482 с.
Ржепецкий К. Л. Дизель в судовом пропульсивном комплексе / К. Л. Ржепецкий, А. А. Рихтер. - Л.: Судостроение, 1978. - 253 с.
Голубев Н. В. Проектирование энергетических установок морских судов / Н. В. Голубев. - Л.: Судостроение, 1980. - 311 с.
Кацман Ф. М. Эксплуатация пропульсивного комплекса морского судна / Ф. М. Кацман. - М.: Транспорт, 1987. - 222 с.
Кулибанов Ю. М. Экономичные режимы работы судовых энергетических установок / Ю. М. Кулибанов, П. А. Малый, В. В. Сахаров. - М.: Транспорт, 1987. - 208 с.
Камкин С. В. Эксплуатация судовых дизелей / С. В. Камкин, И. В. Возницкий, В. П. Шмелев. - М.: Транспорт, 1990. - 343 с.
Румб В. К. Судовые энергетические установки. Ч I. Судовые дизельные энергетические установки / В. К. Румб, Г. В. Яковлев, Г. И. Шаров [и др.]. - СПб.: МГТУ, 2006. - 588 с.
Артюшков Л. С. Судовые движители: учебник для вузов / Л. С. Артюшков, А. Ш. Ачкинадзе, А. А. Русецкий. - Л.: Судостроение, 1988. - 296 с.
Артемонов Г. А. Судовые энергетические установки / Г. А. Артемонов, В. П. Волошин, Ю. В. Захаров, А. Я. Шквар. - Л.: Судостроение, 1988. - 313 с.
Иванченко А. А. Охрана воздушного бассейна при проектировании и эксплуатации судовых энергетических установок: монография / А. А. Иванченко, А. А. Иванченко. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2014. - 327 с.
Егоров Г. В. Выбор главных элементов сухогрузных и нефтеналивных судов смешанного «река-море» плавания / Г. В. Егоров // Судостроение. - 2004. - № 6. - С. 10-16.
Стешенков А. Л. Перспектива развития отечественного рынка винторулевых колонок / А. Л. Стешенков // Судостроение. - 2014. - № 4. - С. 54-55.
Даниловский А. Г. Оптимизация судового пропульсивного комплекса: монография / А. Г. Даниловский, М. А. Орлов, И. А. Боровикова. - СПб.: Изд. центр СПбГМТУ, 2007. - 175 с.
Китаев М. В. Некоторые аспекты проектирования движительных комплексов судов с несколькими режимами движения / М. В. Китаев, С. В. Антоненко // Мореходство и морские науки-2008: избранные доклады Первой Сахалинской региональной морской науч.-техн. конф. / под ред. В. Н. Храмушина. - Южно-Сахалинск: СахГУ, 2008. - С. 52-62.
Китаев М. В. Общие положения и подход к решению задачи выбора пропульсивного комплекса для судов с несколькими режимами движения / М. В. Китаев, С. В. Антоненко // Материалы VII Международной науч.-практ. конф. «Проблемы транспорта Дальнего Востока», Академия транспорта РФ. - Владивосток, 2007. - С. 12-14.
Wilkman G. Experience of Azipod Vessels in Ice / G. Wilkman, M. Arpiainen, M. Niini, T. Mattsson, F. Bercha, S. Bercha // Proceedings of the 7th International Conference on Performance of Ships and Structures in Ice. - ICETECH06-134-RF, 2006.
Башуров Б. П. Контроль вибрации винторулевых колонок морских судов / Б. П. Башуров, И. Н. Николаев, М. В. Гриценко, А. В. Брежнев // Судостроение. - 2011. - № 5. - С. 36-38.
Николаев Н. И. Винторулевые колонки современных морских буксиров / Н. И. Николаев, A. B. Брежнев, М. В. Гриценко // Проблемы безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта: материалы четвертой региональной науч.-техн. конф. - Новороссийск: Морская государственная академия им. адм. Ф. Ф. Ушакова, 2005. - С. 172-174.
Пашин В. М. Оптимизация судов / В. М. Пашин. - Л.: Судостроение, 1984. - 296 с.
Николаев Н. И. Контроль вибрации винторулевых колонок речных и морских судов / Н. И. Николаев, А. В. Брежнев, И. Н. Николаев, М. В. Гриценко // Речной транспорт (XXI век). - 2009. - № 1 (37). - С. 78-80.
Решетов Н. А. Обеспечение безопасности главных винторулевых колонок в нормативной и надзорной деятельности Регистра / Н. А. Решетов // Судостроение. - 2002. - № 1. - С 12-17.
Иванченко А. А. Выбросы парниковых газов как индикатор энергоэффективности судна / А. А. Иванченко, А. П. Петров, В. Н. Окунев // Тр. МНТК «Водный транспорт России: Инновационный путь развития», 6 - 7 октября 2010 г. Т. 2. - СПб.: СПГУВК, 2011. - С. 369-374.
Временное Руководство по добровольному подтверждению конструктивного индекса энергетической эффективности. MEPC.1/Circ.682. - 2009.
ZF Marine Krimpen b.v. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.hrp.nl/ (дата обращения - 20.06.16).
ABB [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://new.abb.com/ (дата обращения - 20.06.16).
Вексляр В. Я. Поиск путей совершенствования конструкции движителей и пропульсивных систем боевых кораблей и судов / В. Я. Вексляр // Материалы 3-й международной конференции по морским интеллектуальным технологиям. Моринтех. - СПб., 1999. - С. 31-38.
Даниловский А. Г. Автоматизированное проектирование судовых энергетических установок: учебное пособие / А. Г. Даниловский. - СПб.: Изд. СПбГМТУ, 2006. - 206 с.
Kim S.-E. Model Tests on Propulsion Systems for Ultra Large Container Vessel / S.-E. Kim, S.-H. Choi, T. Veikonheimo // The Twelfth International Offshore and Polar Engineering Conference. - International Society of Offshore and Polar Engineers, 2002.
Wärtsilä [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.Wartsila.com (дата обращения - 20.06.16).
Excellence in propulsion: news from the Kamewa Group. - Kristinehamn: Kamewa Group, 1997 - 1998. - No. 1 - no. 4. - 25 p.
Demonstration and spin-off the Integral Motor Propeller Propulsion System // Proceedings, 1994, Technical Innovation Symposium, 7 - 9 September. - 1994. - Pp. 109-124.
Pustoshny A. V. Azipod propeller blade cavitation observations during ship manoeuvring / A. V. Pustoshny, S. V. Kaprantsev // 4th Int. Symposium on Cavitation (CAV’2001), Pasadena, USA. - 2001. - Pp. 1-8.
Ghassemi H. Comparison of hydrodynamic characteristics on two ship propulsors (PRS And Azipod) / H. Ghassemi, M. Iranmanesh // Iranian Journal of Science and Technology. - 2008. - Vol. 32. - No. B4. - Pp. 401-413.
Strand J. P. Compact azipod propulsion on DP supply vessels / J. P. Strand, T. Lauvdal, A. K. Ådnanes, A. AS // DP Conference, Houston, TX. - 2001. - Pp. 1-8.
Tiainen L. Simplifying Energy Efficiency [Электронный ресурс] / L. Tiainen, T. Jehkonen, J. F. Hansen. - Режим доступа: https://library.e.abb.com/public/196daded74689feac1257a8a003ca642/ABB%20 Generations_27%20Simplifying%20energy%20efficiency.pdf (дата обращения - 20.06.16).
Nowicki J. Stopping of Ships Equipped with Azipods / J. Nowicki // TransNav: International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. - 2014. - Vol. 8. - nr 3. - Pp. 373-376. DOI: 10.12716/1001.08.03.07.
Hanninen S. Development of Azipod Propulsion for High Power Arctic Offshore Vessels / S. Hanninen, T. Heideman, E. Tenhunen // OTC Arctic Technology Conference, 3-5 December, Houston, Texas, USA. - Offshore Technology Conference, 2012. DOI: 10.4043/23775-MS.
Andryushin A. V. “Azipod” Azimuth Thruster for large capacity arctic transport ship with high ice category Arc7. Ensuring of operability and operating strength under severe ice conditions / A. V. Andryushin, S. Hänninen, T. Heideman // Proceedings of the International Conference on Port and Ocean Engineering Under Arctic Conditions. - Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC), 2013.
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rolls-royse.com (дата обращения - 20.06.16).
Ghassemi H. Computational hydrodynamic analysis of the propeller-rudder and the AZIPOD systems / Ghassemi, P. Ghadimi // Ocean Engineering. - 2008. - Vol. 35. - Is. 1. - Pp. 117-130. DOI:10.1016/j.oceaneng.2007.07.008.
Frongillo D. L. Propulsion solutions for the cruise industry: A comparison between conventional shaftline propulsion and Azipod® propulsion: Master thesis / D. L. Frongillo. - Göteborg, Sweden: Chalmers University of Technology, 2011. - 36 p.
Bolvashenkov I. Promising ships propulsion systems with electric motion and steering gondolas / Bolvashenkov, H.-G. Herzog, A. Rubinraut, V. V. Romanovskiy // Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER), 2014 Ninth International Conference on. - IEEE, 2014. - Pp. 1-4. DOI: 10.1109/EVER.2014.6844086.
Pereira N. N. A Diagnostic of Diesel-Electric Propulsion for Ships / N. N. Pereira // Ship Science & Technology. - 2007. - Vol. 1. - No. 2. - Pp. 27-42.
Katelieva E. Measures for improvement of energy efficiency of ships / E. Katelieva // Journal of Marine Technology & Environment. - 2012. - Vol. 1. - Pp. 59-66.
Juurmaa K. The development of the double acting tanker for ice operation / K. Juurmaa, T. Mattsson, N. Sasaki, G. Wilkman // Proceedings of the 17th International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice. - 2002. - С. 24-28.
Bolvashenkov I. Possible Ways to Improve the Efficiency and Competitiveness of Modern Ships with Electric Propulsion Systems / I. Bolvashenkov, H.-G. Herzog, A. Rubinraut, V. V. Romanovskiy // 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). - IEEE, 2014. - С. 1-9. DOI: 10.1109/VPPC.2014.7007120.
Baniela S. I., Varela P. L., Rodríguez E. M. Concept and operation mode of the advanced electronic control system of the azimuth propellers in tugs / S. I. Baniela, P. L. Varela, E. M. Rodríguez // Journal of Maritime Research. - 2005. - Vol. 2. - No. 3. - Pp. 3-20.
Keinonen A. Azimuth and multi purpose icebreaker technology for arctic and non-arctic offshore / A. Keinonen, P. Lohi // The Tenth International Offshore and Polar Engineering Conference. - International Society of Offshore and Polar Engineers, 2000.
Dordea S. Electric drives for azimuth propulsors / S. Dordea, E. Zburlea // Analele Universitatii Maritime Constanta. - 2011. - Vol. 11. - Is. 14. - Pp. 177-184.
Ye G. Application of Azipod Electrical Propulsion System [J] / G. Ye, L. Shen // Shanghai Shipbuilding. - 2007. - Vol. 1. - Pp. 19-21.
Яковлев А. Ю. Метод расчета и исследование движителей с гребными винтами противоположного вращения / А. Ю. Яковлев // Судостроение. - 2008. - № 2. - С. 32-35.
SCHOTTEL [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.Schottel.de (дата обращения - 20.06.16).
Об авторах
Иванченко Александр Андреевич - доктор технических наук, профессор
prof_ivanchenko@mail.ru. IvanchenkoAA@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Шишкин Валерий Александрович - доктор технических наук, профессор
valshish2007@gmail.com. kaf_seu@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Окунев Василий Николаевич - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
