Новости нашей компании

Архив новостей       Управление подпиской

 

06.09.16 13:42
Доклад Бюро о накопленном опыте использования полноповоротных ВРК на судах река-море плавания на SCHOTTEL Symposium 2016



Применением винто-рулевых колонок (ВРК) на обычных транспортных судах сегодня сложно удивить. Но шестнадцать лет назад, когда Морское Инженерное Бюро приступило к проектированию своего первого проекта - танкера смешанного река-море плавания проекта 005RST01 "Армада" для группы компаний "Палмали", вопрос об использовании ВРК окружающими воспринимался неоднозначно, причем, как правило, ближе к полному отрицанию. По предложению и благодаря настойчивости вице-президента "Палмали" Юрия Исупова "Армады" в 2000 году получили именно ВРК.
 
Главный конструктор танкера типа "Армада", первый заместитель генерального директора Морского Инженерного Бюро Игорь Ильницкий выступил 4 сентября 2016 года на симпозиуме компании SCHOTTEL с докладом о накопленном опыте использования ВРК на судах смешанного река-море плавания.
 
В симпозиуме приняло участие около 140 специалистов со всего мира.
 
В докладе отмечалось, что из 253 построенных по проектам Бюро самоходных судов, 128 (51%) оснащены именно винто-рулевыми колонками в качестве единого средства движения и управления судном.
 
Практически все знаменитые серии грузовых судов смешанного река-море и речного плавания XXI века, танкера проекта 005RST01 типа "Армада", проектов RST22 и RST22M типа "Новая Армада", проекта RST25 типа "Александр Шемагин", проекта RST27 типа "ВФ Танкер", сухогрузы проекта 006RSD05 типа "Гейдар Алиев", проекта RSD44 типа "Герои Сталинграда", комбинированные танкеры - площадки проекта RST54 типа "Балт-Флот", их реплики (танкеры проекта 19900 и китайские танкеры), многие служебно-вспомогательные суда и суда технического флота, новые пассажирские суда работают с двумя, а то с тремя ВРК. Новые перспективные концепты Бюро, такие как танкеры проекта RST12, сухогрузы RSD59, нефтерудовозы RST34, круизные пассажирские суда PV300VD оснащены колонками.
 
Почему?
 
Потому что их применение приводит к:
 
• уменьшению длины МО или упрощению расположения оборудования в МО при сохранении длины судна;
• существенному упрощению и удешевлению процесса монтажа - сейчас это крайне важно для отечественных заводов, когда найти мастера, умеющего центровать вал, практически не возможно;
• возможность установки ВРК после спуска судна на воду;
• упрощение формы корпуса кормовой оконечности;
• возможность модульной замены ВРК без постановки судна в док;
• прекрасно управление судами - капитаны, поработавшие на судах с ВРК, не особо хотят переходить на суда с обычной пропульсией, куда более хлопотно и сложно "рулить".
 
Затраты на закупку оборудования в обоих случаях были приблизительно одинаковыми. Массы обоих пропульсивных комплексов также близки.
 
Основным преимуществом пропульсивного комплекса с ВРК является существенное улучшение маневренности судна, что особенно важно при эксплуатации судна в стесненных условиях и частых швартовках, характеризующейся сложным спектром режимов ЭУ, обусловленных ограничением скорости при движении в узкостях и изменением условий плавания (на мелководье и глубокой воде, при различных осадках), что как раз характерно для судов смешанного река-море плавания.
 
Понятно, что есть другая сторона медали. Недостатком концепции ВРК является наличие ограничений в выборе частоты вращения винта и диаметра винта (для стандартных поставок), что может привести к ухудшению пропульсивного КПД.
 
Далеко не всякая ВРК может быть использована, даже если она формально может быть установлена и внешне похожа на некие работающие. В таких случаях лучше применять такое оборудование, по которому есть соответствующие положительные отзывы. Например, на "Армаде Лидер", т.е. на первом река-море судне с ВРК никаких серьезных вопросов с даты поставки судна в 2001 году не было.
 
В итоге, в докладе был сделан главный вывод - для самоходных речных судов и смешанного река-море плавания и, в особенности, энергетических секций составных судов, применение ВРК является предпочтительным при условии возможности подбора ВРК с соответствующими характеристиками гребного винта и оборотов главного двигателя.
 
Некоторые подробности
 
ВРК является одновременно движителем и рулевым устройством. В настоящее время серийно производятся механические ВРК мощностью до 6000 кВт. На судах река-море востребованы ВРК мощностью 800-1400 кВт, обычно 1000-1200 кВт.
 
ВРК состоит из верхней части, неподвижно смонтированной в корпусе судна, баллера и нижней части, включающей гребной вал и винт. Нижняя часть крепится к баллеру и имеет возможность вращаться на 360°, что позволяет использовать полную мощность СЭУ для маневрирования.
 
Передача энергии осуществляется от силового входа, через верхнюю коническую зубчатую передачу к вертикальному валу передачи энергии . Оттуда через нижнюю коническую зубчатую передачу к гребному валу и винту.
 
Пропульсивный комплекс судна река-море плавания с использованием ВРК состоит из двух среднеоборотных главных двигателей, соединённых с винто-рулевыми колонками промежуточными валами небольшой длины.
 
Благодаря возможности направить общий упор в любом направлении суда с ВРК обладают отличной управляемостью, в том числе при движении с малыми скоростями и задним ходом, что обеспечивает большую безопасность по сравнению с традиционным пропульсивным комплексом.
 
В таблице представлены результаты маневренных испытаний нескольких судов. Как видно из таблицы, суда с ВРК обладают лучшей управляемостью. Незначительная разница между маневренными характеристиками обусловлена тем, что манёвры по критериям ИМО выполнялись при развороте как рулей, так и ВРК на 35°, и при скорости близкой к максимальной. Руль развёрнутый на 35° при скорости ок. 10 уз. обладает высокой эффективностью. В то же время угол разворота 35° для ВРК не является оптимальным.
 
Таблица. Результаты маневренных испытаний
 
Параметр Суда с винто-рулевыми колонками Критерии ИМО
006RSD02"Tanais" 006RSD05
"Zeynalabdin Tagiyev"
006RSD05
"Mir Jalal Pashayev"
RSD19
"Iran Anzali"
Тип пропульсии ВР ВР ВР классический  
ЛБ ПрБ ЛБ ПрБ ЛБ ПрБ ЛБ ПрБ  
Циркуляция
Выдвиг в длинах судна 3,3L 3,7L 2,75L 2,73L 3,38L 3,06L 3,4L 3,3L 4,5L
Тактический диаметр 1,9L 1,8L 1,55L 1,54L 2,07L 1,86L 2,2L 2,1L 5,0L
Зигзаг 10° / 10°
Первый угол зарыскивания 10,90° 9,80°   8,40° 6,08° 6,24° 6,10° 4,80°  
Второй угол зарыскивания 21,0° 15,40° 14,60°   15,40° 15,54° 9,40° 8,10°  
Зигзаг 20° / 20°
Первый угол зарыскивания 21,70° 23,40°     5,59° 8,51° 12,90° 13,40° 25,0°
Дистанция 10° изменения курса
Тактический диаметр 2,1L 2,3L 1,53L 1,53L 1,50L 1,50L 1,60L 2,40L 2,50L
Тормозной путь в длинах судна 4,70L 5,50L 11,48L 11,20L 15,0L

 
Как видно из рисунка при развороте ВРК на большие углы, обеспечивается лучшая манёвренность судна. По мере снижения скорости движения судна преимущество ВРК возрастает, вплоть до самого малого хода (< 3 уз.), когда судно с рулями становится практически не управляемым, а ВРК позволяют осуществить разворот судна на месте.
 
Особенно эффективно использование ВРК при эксплуатации судна во внутренних водных путях, когда при прохождении узкостей и многочисленных поворотов реки судно не может двигаться с максимальной скоростью и эффективность рулей падает, что приводит к необходимости ещё больше снижать скорость. При этом судно, оборудованное ВРК, может пройти тот же самый участок пути за меньшее время.
 

Рисунок. Маневр циркуляция
 
При движении судна на одной ВРК нет потери управляемости и при этом скорость судна падает не значительно до 7,5-8,0 узлов. В экономичном режиме плавания на одной ВРК имеет место значительная экономия топлива.
 
Закупочная стоимость ВРК приблизительна равна суммарной стоимости редуктора, валопровода, дейдвудного устройства, винта, насадки, рулевой машины и руля.
 
Кроме того монтаж ВРК проще: нет необходимости в укладке валолинии, при этом может быть использован менее квалифицированный персонал, время монтажа ВРК меньше чем механической трансмиссии. Всё это позволяет сократить расходы на монтаж.
 
Установка ВРК может быть осуществлена на плаву после спуска судна на воду. Поставка и монтаж оборудования винто-рулевого комплекса может быть произведён на несколько месяцев позже, что также приводит к экономии средств.
 
В отличие от традиционного гребного вала и дейдвудного устройства, ремонт и периодическое освидетельствование которых требуют постановки судна в док, демонтаж и монтаж колонки может быть выполнен на плаву. Для серийных судов эффективно может применяться модульный ремонт ВРК без вывода судна из эксплуатации - замена колонки осуществляется во время стоянки судна в течение одного дня.
 
К преимуществам ВРК можно также отнести упрощение формы корпуса кормовой оконечности.