Компания «Русэлпром – Морские системы» в 2019 году намерена представить винторулевую колонку для арктических судов, которая была разработана совместно со специалистами Крыловского государственного научного центра.
Отмечается, что внутри колонки будет находиться электродвигатель общей мощностью 6,5 МВт. Причем известно, что число оборотов на номинале составит 150, а максимальное количество будет достигать 200.
Гидродинамические испытания выявили оптимальный обвод движительного модуля, который по своим массогабаритным характеристикам превосходит западные аналоги.
Колонка для арктических судов будет сделана исключительно из российских запчастей, в этом году будут проведены испытания, после чего результаты представят заказчику. В «железе» колонки будут представлены ориентировочно в 2020-2021 году.
Случаи поломки лопастей ледокольных гребных винтов (ЛГВ) нередки
Минимальный ущерб в таких случаях — потери, связанные с изготовлением и заменой лопасти. Надежность ЛГВ обеспечивается конструктивным запасом прочности (в том числе лопастей), величина которого зависит от ледового класса судна. При этом снижается гидродинамическая эффективность ЛГВ. Но поломок такой пассивный подход не исключает, ибо из-за высокой степени неопределенности ледовых нагрузок на ледокольные гребные винты фактические их величины могут существенно превышать расчетные.
Дополнительно повысить надежность ЛГВ может активный подход, суть которого состоит в непрерывном наблюдении (мониторинге) и оценке текущего режима работы ЛГВ, а также в использовании данных мониторинга в системах управления (СУ) движением судна для безопасного выхода из опасных ситуаций, возникающих при ухудшении внешних условий. На ледокольных судах часто устанавливают винто-рулевые колонки (ВРК). Гребной вал ВРК расположен в гондоле, подвешенной на консоли, а механические ВРК содержат еще и Z-образную передачу.
Валопровод ВРК воспринимает ледовые нагрузки и от ЛГВ (через гребной вал), и через корпус ВРК. Виброактивность такого валопровода выше, чем традиционных валопроводов, защищенных корпусом судна. Поэтому задачи обеспечения надежности валопровода ВРК, ЛГВ и корпуса ВРК тесно связаны. Доступ внутрь ВРК закрыт или ограничен, и средства измерений приходится встраивать в ВРК, создавая промышленную измерительную систему, способную надежно работать длительное время. На ледокольных судах с ВРК активный подход целесообразно применять для повышения безопасности и надежности всей ВРК. Помимо снижения рисков поломки ЛГВ он позволит минимизировать время работы ВРК в режимах ускоренного износа ее валопровода.
Особенности винто-рулевых колонок (ВРК) ледокольных судов
Валопровод ледокольного судна подвержен статическим и усталостным повреждениям и содержит элементы, подверженные износу: опорные и упорные подшипники, а для механических ВРК — и зубчатые передачи. Наибольшую опасность для этих элементов валопровода представляют внешние ледовые нагрузки: радиальные и продольные нагрузки быстро разбивают упорный и опорные подшипники, разрушают дейдвудное уплотнение.
Динамические продольные и тангенциальные силы и перемещения препятствуют смазке и повышают ударный износ. Доступ к валопроводу ВРК для обслуживания затруднен, особенно в небольших механических ВРК, заполненных маслом, и требует постановки судна в док. Это повышает требования к надежности ВРК, и большое значение приобретают встроенные средства диагностики. Широкое распространение получили средства вибродиагностики, которые позволяют без разборки ВРК оценить техническое состояние валопровода, идентифицировать поврежденный элемент и дать рекомендации по объему и срокам его ремонта. Таким образом, реализуется техническое обслуживание по фактическому состоянию и существенно снижаются эксплуатационные расходы
Система комплексного мониторинга движительнорулевой колонки (КМ-ДРК)
Для ледовых ВРК нужны методы нестационарной вибродиагностики. КМ-ДРК сочетает оба подхода. Регламентный подход используется для оценки степени износа валопровода традиционными методами вибродиагностики при испытаниях на чистой воде, причем для целей периодического освидетельствования могут использоваться нормы вибрации РМРС. Оперативный подход используется также для оценки опасности текущего режима работы ВРК по критериям износа. КМ-ДРК построена по модульному принципу: ядро представляет собой систему промышленных измерений, аппаратные элементы которой встраиваются в ВРК, в том числе в ее поворотную часть; алгоритмы оперативного контроля выделены в опциональные программные модули, которые включаются и настраиваются для учета особенностей конкретной ВРК и конкретного судна .
КМ-ДРК способна передавать данные внешним информационным и управляющим системам для решения практических и научных задач, связанных с эксплуатацией судна. Экран оперативного контроля отображает общую оценку ВРК по шкале «НОРМА/ОПАСНО/ АВАРИЯ», а при возникновении опасной ситуации идентифицирует ее природу и источник. КМ-ДРК превращает ВРК в «интеллектуальное» средство управления (ВРК-КМ), способное оценивать свой режим работы и техническое состояние и информировать об этом экипаж и информационно-управляющие системы судна.
Но при быстром развитии опасной ситуации человек может не успеть принять и реализовать правильное решение. Поэтому для эффективной реализации интеллектуального потенциала КМ-ДРК необходима соответствующая СУ движением судна, которая, с одной стороны, учитывает структуру, возможности и ограничения энергетической системы судна, а с другой — «знает», как управлять элементами движительно-рулевого комплекса, чтобы безопасно вывести судно из опасной или аварийной ситуации.
