ГЛАВНАЯ СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С ВИНТОМ ФИКСИРОВАННОГО ШАГА

Предлагаемая полезная модель относится к области главных энергетических установок судов, в частности, к комбинированным газотурбинным судовым установкам с движителем в виде винта фиксированного шага и с суммирующим зубчатым редуктором с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением в нем.
Известна комбинированная энергетическая установка судна с двумя гребными винтами, приводимыми в действие на экономичном ходе двумя гребными электродвигателями (каждый своим), сцепление валов которых с валопроводами к гребным винтам осуществляется посредством многодисковых фрикционных муфт, а на более высоких ходовых режимах (свыше 20 узлов) гребные винты приводятся в движение одним газотурбинным двигателем, крутящий момент от силового вала которого передается на валопроводы к гребным винтам через редукторные передачи и посредством многодисковых фрикционных муфт (других), размещенных на этих же валопроводах (см., например, Ж. «Зарубежное военное обозрение», 2009 г., №5. Статья А. Хализова: «Перспективный фрегат проекта F-125 ВМС Германии», стр. 4, 5 статьи).
Известна комбинированная газотурбинная корабельная энергетическая установка, в которой две газовые турбины совместно работают на один вал гребного винта. Коробка передач (редуктор) позволяет работать любой из двух турбин в одиночку или обеим турбинам вместе (см., например, схема COGAG, Википедия).
Известны реверсредукторные передачи (РРП), позволяющие редуцировать частоту вращения, суммировать мощность двух двигателей и изменять направление вращения винта фиксированного шага без реверсирования главных двигателей, в частности, двухмашинный реверсредуктор с муфтами сцепления переднего хода и муфтами сцепления заднего хода, где передача крутящего момента на заднем ходе от каждого двигателя производится через отдельную муфту сцепления заднего хода и, соответственно, отдельные шестерню и вал заднего хода (см., например, книгу: Румб В.К., Яковлев Г.В. и др. «Судовые энергетические установки». СПбГМТУ. С-Пб, 2007 г., стр. 158…160, рис. 3.41) - прототип.
Предлагаемая полезная модель решает задачу упрощения конструкции и повышения надежности главной судовой энергетической установки с винтом фиксированного шага, состоящей из двух газотурбинных двигателей, суммирующего зубчатого редуктора и винта фиксированного шага, путем выполнения в зубчатом редукторе только одного вала заднего хода (промежуточного), размещенного между промежуточными валами переднего хода, и с выполнением в зубчатых колесах промежуточных валов переднего и заднего хода, шестерни на которых выполнены в зацеплении с зубчатым колесом выходного вала, фрикционных муфт с гидравлическим управлением с возможностью их связи с валами.
Указанный технический результат в предлагаемой главной судовой энергетической установке с винтом фиксированного шага, содержащей два газотурбинных двигателя, движитель в виде винта фиксированного шага и суммирующий зубчатый редуктор, включающий в себя соединенные с силовыми валами газотурбинных двигателей через обгонные муфты и входные валы два ведущих вала с зубчатыми шестернями на них, соединенный с гребным валом движителя выходной вал с зубчатым колесом на нем, промежуточные валы переднего и заднего хода с размещенными на них зубчатыми шестернями и колесами и фрикционные муфты с гидравлическим управлением, достигается согласно полезной модели тем, что в суммирующем зубчатом редукторе в установленных на двух промежуточных валах переднего хода и находящихся в зацеплении с зубчатыми шестернями на ведущих валах зубчатых колесах выполнены с возможностью соединения с этими промежуточными валами фрикционные муфты с гидравлическим управлением, в зубчатом колесе промежуточного вала заднего хода, находящемся в зацеплении с зубчатыми колесами с фрикционными муфтами в них на промежуточных валах переднего хода, выполнена с возможностью соединения с валом фрикционная муфта с гидравлическим управлением, при этом зубчатые шестерни всех трех промежуточных валов выполнены в зацеплении с зубчатым колесом на выходном вале.
Отличительным признаком предлагаемой полезной модели является то, что в суммирующем зубчатом редукторе в установленных на двух промежуточных валах переднего хода и находящихся в зацеплении с зубчатыми шестернями на ведущих валах зубчатых колесах выполнены с возможностью соединения с этими промежуточными валами фрикционные муфты с гидравлическим управлением, в зубчатом колесе промежуточного вала заднего хода, находящемся в зацеплении с зубчатыми колесами с фрикционными муфтами в них на промежуточных валах переднего хода, выполнена с возможностью соединения с валом фрикционная муфта с гидравлическим управлением, при этом зубчатые шестерни всех трех промежуточных валов выполнены в зацеплении с зубчатым колесом на выходном вале.
На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая главная судовая энергетическая установка с винтом фиксированного шага, на фиг. 2 - схема расположения (в пространстве) валов, шестерен и колес суммирующего зубчатого редуктора, входящего в состав установки.
В суммирующем зубчатом редукторе 1 на ведущих валах 2, 3, связанных через обгонные муфты 4, 5 и входные валы 6, 7 с силовыми валами 8, 9, соответственно, газотурбинных двигателей 10, 11, выполнены зубчатые шестерни 12, 13, находящиеся в зацеплении с зубчатыми колесами 14, 15, размещенными на промежуточных валах 16, 17 переднего хода. В зацеплении с зубчатыми колесами 14, 15 выполнено также зубчатое колесо 18, размещенное на промежуточном вале 19 заднего хода. На промежуточных валах 16, 17 и 19 выполнены также зубчатые шестерни, соответственно, 20, 21 и 22, находящиеся в зацеплении с зубчатым колесом 23, выполненном на выходном вале 24, соединенном с гребным валом 25 винта фиксированного шага (движителя) 26. В зубчатых колесах 14, 15 выполнены с возможностью соединения с валами 16, 17, соответственно, фрикционные муфты 27, 28 (переднего хода) с гидравлическим управлением. В зубчатом колесе 18 также выполнена с возможностью соединения с валом 19 фрикционная муфта 29 (заднего хода) с гидравлическим управлением.
Работает предлагаемая главная судовая энергетическая установка с винтом фиксированного шага следующим образом (см. фиг. 1, 2).
При необходимости движения судна вперед на экономичном ходе при одном работающем газотурбинном двигателе (ГТД), например ГТД 10, в редукторе 1 включают фрикционную муфту с гидравлическим управлением (ФМ с ГУ) переднего хода 27. Фрикционные муфты с гидравлическим управлением (ФМ с ГУ) переднего 28 и заднего 29 хода должны быть выключены. Крутящий момент от силового вала 8 ГТД 10 передается на входной вал 6, далее через обгонную муфту 4 на ведущий вал 2, через шестерню 12 на зубчатое колесо 14 и через включенную ФМ с ГУ переднего хода 27 в колесе 14 на промежуточный вал 16 и далее через шестерню 20 и зубчатое колесо 23 на выходной вал 24 и соединенный с ним гребной вал 25 винта фиксированного шага 26. При этом шестерни 21, 22, промежуточные валы 17, 19, колеса 15, 18 и ведущий вал 3 вращаются вхолостую. Обгонная муфта 5 при этом препятствует передаче крутящего момента с ведущего вала 3 на входной вал 7 и, следовательно, на силовой вал 9 ГТД 11.
Аналогично, при движении судна на экономичном ходе при одном работающем газотурбинном двигателе (ГТД) 11 включают ФМ с ГУ переднего хода 28. Фрикционные муфты с гидравлическим управлением (ФМ с ГУ) переднего 27 и заднего 29 хода должны быть выключены. Крутящий момент от силового вала 9 ГТД 11 передается на входной вал 7, далее через обгонную муфту 5 на ведущий вал 3, через шестерню 13 на зубчатое колесо 15 и через включенную ФМ с ГУ переднего хода 28 в колесе 15 на промежуточный вал 17 и далее через шестерню 21 и зубчатое колесо 23 на выходной вал 24 и соединенный с ним гребной вал 25 винта фиксированного шага 26. При этом шестерни 20, 22, промежуточные валы 16, 19, колеса 14, 18 и ведущий вал 2 вращаются вхолостую. Обгонная муфта 4 при этом препятствует передаче крутящего момента с ведущего вала 2 на входной вал 6 и, следовательно, на силовой вал 8 ГТД 10.
Для движения судна на переднем максимальном ходе включают ГТД 10 и ГТД 11, включают ФМ с ГУ переднего хода 27 и 28, ФМ с ГУ заднего хода 29 должна быть выключена. Крутящий момент на зубчатое колесо 23, а значит, и на выходной вал 24 и соединенный с ним гребной вал 25 винта фиксированного шага 26, передается при этом одновременно от силового вала 8 ГТД 10 (через вал 6, муфту 4, вал 2, шестерню 12, колесо 14, муфту 27, вал 16 и шестерню 20) и от силового вала 9 ГТД 11 (через вал 7, муфту 5, вал 3, шестерню 13, колесо 15, муфту 28, вал 17 и шестерню 21). Шестерня 22, промежуточный вал 19 и колесо 18 при этом вращаются вхолостую.
При необходимости заднего хода от одного из ГТД, например, 10, включают ФМ с ГУ 29 заднего хода. ФМ с ГУ 27, 28 при этом должны быть выключены. Крутящий момент от силового вала 8 ГТД 10 передается на входной вал 6, далее через обгонную муфту 4 на ведущий вал 2, через шестерню 12 на зубчатое колесо 14 и через него на зубчатое колесо 18, через включенную ФМ с ГУ заднего хода 29 в колесе 18 на промежуточный вал 19 и далее через шестерню 22 и зубчатое колесо 23 на выходной вал 24 и соединенный с ним гребной вал 25 винта фиксированного шага 26. При включении для движения судна задним ходом ГТД 11 крутящий момент от силового вала 9 ГТД 11 передается (ФМ с ГУ 27, 28 выключены) на входной вал 7, далее через обгонную муфту 5 на ведущий вал 3, через шестерню 13 на зубчатое колесо 15 и через него на зубчатое колесо 18, через включенную ФМ с ГУ заднего хода 29 в колесе 18 на промежуточный вал 19 и далее через шестерню 22 и зубчатое колесо 23 на выходной вал 24 и соединенный с ним гребной вал 25 винта фиксированного шага 26. В обоих случаях вращаются вхолостую шестерни 20, 21 и валы 16, 17.
При работе на заднем ходе (ФМ с ГУ 27, 28 выключены) от двух ГТД крутящий момент от силовых валов 8, 9 ГТД 10 и 11 передается через, соответственно, валы 6, 7, муфты 4,5, шестерни 12, 13 и колеса 14, 15 на зубчатое колесо 18 и через включенную ФМ с ГУ 29 на вал 19, далее через шестерню 22 и колесо 23 на выходной вал 24 и соединенный с ним гребной вал 25 винта фиксированного шага 26. При этом вращаются вхолостую шестерни 20, 21 и валы 16, 17.