Дизельная установка ДЭПЛ должна обеспечить решение следующих задач в надводном положении и в режиме РДП (работы дизеля под водой):
- Ход ПЛ
- Зарядка батарей, желательно токами первой ступени
- Питание общекорабельных потребителей, работающих в этих режимах
- Продувание концевых цистерн главного балласта выхлопными газами из позиционного положения (при необходимости).
В состав дизельной установки дизель-электрической ПЛ, кроме собственно дизелей или дизель-генераторов, входят:
- Топливная система
- Масляная система
- Система охлаждения
- Система подачи воздуха к дизелям (ПВД)
- Система газовыхлопа
- Пусковые системы (пневматическая, гидравлическая и т.д.)
Существуют два способа передачи мощности дизельной установки на гребной вал (валы)
- Непосредственная передача мощности на вал (прямой привод)
- Передача мощности на генератор, вырабатывающий электроэнергию, с питанием этой энергией гребного электродвигателя, вращающего гребной вал (полное электродвижение).
На сегодня предпочтение отдается схеме полного электродвижения, как позволяющей свободно и оперативно маневрировать имеющимися мощностями, распределяя их между потребителями – гребным двигателем, зарядкой АБ, общекорабельными потребителями.
|
|
Необходимо отметить, что производить пересчет параметров с прототипов, имеющих установки с прямым приводом, на установки с полным электродвижением или в обратную сторону некорректно.
Масса дизельной установки очевидно зависит от ее мощности:
PДУ = pДУ NДУ,
pДУ= k1 pДД
где pДУ – измеритель массы дизельной установки, т/кВт,
pДД – измеритель массы собственно дизельных двигателей, т/кВт, по статистике pДД = 0,013…0,016 т/кВт,
k1 – коэффициент, учитывающий массу механизмов, устройств, систем и оборудования, обеспечивающих функционирование дизельных двигателей. По статистике,
k1 = 1,8..2,0
NДУ – суммарная мощность дизельной установки, обеспечивающая в заданных режимах необходимую скорость хода, зарядку АБ и питание общекорабельных потребителей:
NДУ = NХ + NЗАР + NОК + NПОТ
Здесь:
NХ – мощность, необходимая на ход с заданной скоростью в заданном режиме.
NЗАР – мощность, необходимая на зарядку АБ
NОК – мощность, необходимая для питания общекорабельных потребителей
NПОТ – потери мощности в процессе передачи к потребителям (КПД установки)
На начальных стадиях проектирования мощность, затрачиваемая на ход, может быть определена по формуле адмиралтейских коэффициентов:
NХ =
Где vi и Ci – скорость хода в узлах и безразмерный адмиралтейский коэффициент соответственно для рассматриваемого режима.
Необходимо оценить мощность для двух режимов – надводного хода и хода под РДП.
|
|
Для режима надводного хода адмиралтейский коэффициент CНАДВ рекомендуется принимать по статистике:
- в диапазоне 100..120 для ПЛ с осесимметричными обводами
- в диапазоне 190..200 для ПЛ с штевневыми обводами
Для режима РДП адмиралтейский коэффициент CРДП рекомендуется принимать по статистике:
- в диапазоне 180..210 для ПЛ с осесимметричными обводами
- в диапазоне 95..115 для ПЛ с штевневыми обводами
В дальнейшем расчете, очевидно, необходимо использовать большую из двух найденных мощностей NХ.
Мощность, необходимая на зарядку АБ, может быть определена как:
NЗАР = IЗ UЗ 10-3 nЭЛГР
где
IЗ – сила зарядного тока, А. Сила тока зарядки первой ступени обычно находится в пределах 2400…3600 А
UЗ – напряжение, подаваемое при зарядке на один аккумулятор, В. Для свинцово-кислотных аккумуляторов это напряжение составляет 2,4 В
nЭЛГР – число элементов (аккумуляторов) в группе. Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи формируются из четного числа групп (2 или 4) не менее чем по 112 элементов в каждой. Обычно группы АБ заряжаются поочередно (одновременно только одна группа АБ).
При этом найденная мощность на зарядку будет постоянной и не будет зависеть от водоизмещения. Следовательно, может быть найдена масса двигателей, обеспечивающих эту мощность и не зависящая от водоизмещения. Эта масса должна быть добавлена к независимым массам, найденным ранее. С тактической точки зрения необходимо заметить, что чем выше будет мощность дизельной установки, тем быстрее будет производиться зарядка аккумуляторных батарей. Следовательно, ПЛ будет меньше времени находиться в весьма шумном режиме и больше – в скрытном режиме хода под батареей. В настоящее время в ТЗ зачастую задается так называемый коэффициент скрытности – отношение времени хода под РДП для зарядки батареи к времени хода под батареей, на определенных скоростях для обоих режимов. Используется также и обратная величина – коэффициент потери скрытности.
Мощность, необходимая для питания общекорабельных потребителей (NОК), по статистике составляет от 9 до 14 процентов мощности дизельной установки.
Потери мощности в процессе передачи к потребителям (NПОТ) составляют обычно около 3% общей мощности.