|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Statek motorowy. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Statek motorowy to ogólna koncepcja opisująca klasę statków z własnym napędem, których elektrownia okrętowa (SPP) opiera się na silniku, który przekształca energię spalania paliwa na mechaniczną, ale nie jest statkiem parowym. W zdecydowanej większości przypadków w SPP statku stosowany jest silnik Diesla. Statki, których zespół napędowy jest napędzany turbiną parową lub turbiną gazową, są również powszechnie określane jako statki motorowe, zwłaszcza że w skład zespołu napędowego takich statków często wchodzą silniki wysokoprężne. Tak więc prawie wszystkie nowoczesne statki z własnym napędem to statki motorowe, z wyjątkiem statków o napędzie atomowym, żaglowców i statków wykorzystujących inne źródła energii.
Na początku XX wieku w przemyśle stoczniowym zaszły znaczące zmiany – parowce, które od stu lat były powszechnie używane na wszystkich szlakach żeglugi, zostały zastąpione bardziej zaawansowanymi statkami z napędem Diesla. Początek tej ważnej rewolucji położono w Rosji - to tutaj powstał pierwszy odwrócony morski silnik wysokoprężny i zbudowano pierwsze na świecie statki motorowe i okręty podwodne. Wszystkie te wydarzenia zostały zainicjowane przez jedną z największych rosyjskich firm, Nobel Brothers Partnership. Nobla byli jednymi z pierwszych, którzy docenili wagę wynalazku Rudolfa Diesela. Gdy tylko pojawiły się doniesienia o jego silniku, Emmanuel Nobel rozpoczął negocjacje w sprawie zakupu licencji. Najważniejszą rzeczą, która przekupiła Nobla w nowym silniku, było to, że mógł działać na ciężkim paliwie. W 1898 roku, po zapłaceniu ogromnych pieniędzy na tamte czasy (około 500 tysięcy rubli), Nobel otrzymał rysunki 20-konnego silnika wysokoprężnego. Po dokładnych badaniach w zakładzie firmy w Sankt Petersburgu wiele części silnika zostało zmienionych zarówno ze względów konstrukcyjnych, jak i głównie dlatego, że postanowiono, aby pierwszy silnik był napędzany olejem, a nie naftą. W tamtym czasie nigdzie na świecie nie udało się jeszcze pokonać trudności związanych z wykorzystaniem paliwa ropopochodnego. Pierwszy na świecie silnik Diesla napędzany olejem został wprowadzony na rynek w 1899 roku. Opracował 25 KM. i wydał około ćwierć kilograma oleju na 1 KM na godzinę. Był to ważny sukces, ale marzeniem Nobla było zastosowanie oleju napędowego jako silnika okrętowego. W tym czasie wśród wielu inżynierów nadal panował sceptycyzm wobec diesli. Większość uważała, że silniki te nie nadają się do napędu statków. Powody tego były wystarczająco dobre. Po pierwsze, silniki Diesla nie miały biegu wstecznego (wstecznego), a zainstalowane na statku mogły obracać śmigłem tylko w jednym kierunku. Po drugie, uruchomienie pierwszych silników wysokoprężnych w niektórych skrajnych położeniach tłoka było niemożliwe. Po trzecie, praca silników wysokoprężnych była trudna do wyregulowania - trudno było zmienić ich tryb pracy, na przykład zmniejszyć lub zwiększyć prędkość wału, a tym samym zwiększyć lub zmniejszyć prędkość statku. Te niedociągnięcia, które nie miały dużego znaczenia dla instalacji stacjonarnej i małe rozmiary silnika wysokoprężnego pracującego pod stałym obciążeniem, były bardzo istotną wadą silnika transportowego. Szeroko wówczas stosowany silnik parowy miał w tym sensie przewagę nad silnikiem wysokoprężnym - bez trudu osiągano na nim rewers, zmianę prędkości wału i ruszanie z dowolnej pozycji. Wydaje się, że w tym przypadku warto było w ogóle bawić się olejem napędowym? Okazuje się, że było warto – przekonały o tym Nobla elementarne obliczenia. Ogromną zaletą silnika wysokoprężnego jest jego wysoka sprawność, a co za tym idzie, ekonomia. Ponieważ silniki wysokoprężne zużywały czterokrotnie mniej paliwa niż silniki parowe o tej samej mocy, łatwo było sobie wyobrazić, jakie wielkie perspektywy otworzyło takie zmniejszenie masy zużycia paliwa, zarówno w transporcie komercyjnym, jak i marynarce wojennej. Porównując zwykły statek parowy ze statkiem cieplnym zaprojektowanym na ten sam zakres przelotowy, łatwo było obliczyć, że drugi z nich, wyposażony w silnik wysokoprężny, byłby w stanie przyjąć czterokrotnie mniejszy zapas paliwa, zwiększając w ten sposób jego nośność. Wręcz przeciwnie, jeśli obaj zabiorą taką samą ilość paliwa, to oczywiście statek będzie w stanie pokonać czterokrotnie większą odległość niż parowiec. Oczywiście, na krótki zasięg przelotowy różnica między obydwoma typami statków nie była tak duża, ale wraz ze wzrostem zasięgu przelotowego różnica między statkiem motorowym a parowcem wyjątkowo się zwiększyła. Podczas rejsu o długości 10 1000 mil i ładowności XNUMX ton parowiec mógł faktycznie przewieźć dwa razy więcej ładunku niż ten sam parowiec. Miało to ogromne znaczenie dla warunków rosyjskiej żeglugi, ponieważ bez konieczności doładowywania po drodze dodatkowego paliwa stało się możliwe pokonanie większej odległości z własnym zapasem. Były też inne ważne korzyści. Na przykład na statek ładowano olej luzem, a węgiel trzeba było ładować ręcznie. Co prawda nieopłacalność parowca rekompensowała taniość paliwa węglowego, ale dla Nobla, jednego z największych ówczesnych magnatów naftowych, ten aspekt nie miał większego znaczenia. Mimo wszystkich trudności Nobel zlecił swoim inżynierom rozpoczęcie projektowania pierwszego statku. Aby nowy statek mógł manewrować, polecił, aby silnik wysokoprężny był połączony z wałem śrubowym nie bezpośrednio, ale poprzez przekładnię, która umożliwiała zmianę zarówno kierunku obrotów śruby, jak i jej liczby obrotów. W 1903 roku na barce-tanku Vandal, wyprodukowanej w zakładzie Sormovo i przywiezionej do Petersburga, zainstalowano trzy silniki wysokoprężne o mocy 120 KM. Wraz z tymi silnikami wysokoprężnymi pracowały trzy generatory elektryczne, generujące prąd dla trzech silników elektrycznych, które obracały śmigła. Przełączając uzwojenia na Vandal, można było zmienić tryb i kierunek obrotów. Testy nowego statku dały zachęcające wyniki, ale generalnie taki układ napędowy trudno uznać za udany i obarczony wieloma niedogodnościami - przede wszystkim był drogi i nieekonomiczny pod względem kosztów energii.
W tym samym roku Nobel kupił licencję na system napędowy Del Proposto, co pozwoliło na bardziej ekonomiczne wykorzystanie oleju napędowego jako silnika okrętowego. Zasada jego działania polegała na tym, że na biegu do przodu silnik wysokoprężny był bezpośrednio połączony ze śmigłem, a przekładnia elektryczna służyła tylko do biegu wstecznego i manewrowania. To znacznie zmniejszyło straty energii, ponieważ przez większość czasu śmigła otrzymywały obrót bezpośrednio z silnika wysokoprężnego, a do manewrowania i cofania nie była potrzebna pełna moc. W 1904 roku tankowiec Sarmat został wyposażony w ten system. Został wyposażony w dwa silniki wysokoprężne o mocy 180 KM. oraz dwa generatory prądu. Każdy silnik wysokoprężny był podłączony do generatora elektrycznego, a następnie poprzez sprzęgło ze śmigłem, na którym znajdował się silnik elektryczny. Podczas suwu do przodu silnik wysokoprężny pracował bezpośrednio na śrubie, a generator i silnik elektryczny obracały się, nie dając ani nie odbierając prądu, jak koła zamachowe. Podczas cofania silnik zaczął pracować na generatorze elektrycznym, który wysyłał prąd do silnika elektrycznego i dawał wsteczny obrót śmigła.
Wyniki pierwszych rejsów „Sarmat” pokazały wszystkie zalety instalacji diesla na statkach. Koszt ropy w porównaniu z parowcami tego samego typu (które pracowały na ropie, a nie na węglu) okazał się pięciokrotnie niższy. Jednocześnie manewrowanie i kontrola wcale się nie pogorszyły. Opublikowano raporty z testów technicznych statku i to nie tylko w Rosji - Sarmat stał się celebrytą. Jednak brak rewersu nadal uniemożliwiał szeroką dystrybucję statków motorowych. Dopiero w 1908 roku długofalowe poszukiwania zakończyły się stworzeniem silnika wstecznego. Jak już wspomniano, w silniku wstecznym konieczne było posiadanie, po pierwsze, mechanizmu, który przełącza organy dystrybucji do przodu i do tyłu, uruchamiając jeden i jednocześnie wyłączając pozostałe, a po drugie, urządzenie do uruchamiania silnika w dowolnym położenie wału korbowego. Z tych dwóch odwróconych elementów, pierwszy, czyli mechanizm zmiany rozkładu, został stworzony dość łatwo: dwa układy krzywkowe zostały umieszczone na wałku rozrządu (patrz opis urządzenia z silnikiem Diesla powyżej) - jeden dla przodu, a drugi dla odwrócić. Przesuwając cały układ w jednym kierunku, silnik otrzymał rozkład na suw do przodu, poruszając się w przeciwnym kierunku - na tył. Cofanie silnika (przejście z „pełnego do przodu” na „cały bieg wsteczny”) trwało 10-12 sekund. Wręcz przeciwnie, urządzenie do wystrzeliwania było głównym i trudniejszym zadaniem, ale zostało ono również bardzo pomyślnie rozwiązane przez rosyjskich inżynierów w fabryce Nobla. To prawda, że te silniki Diesla nie zostały wykonane dla statku, ale dla łodzi podwodnej Lamprey zwodowanej w 1908 roku, która w ten sposób stała się pierwszą na świecie łodzią podwodną z silnikiem Diesla. Diesle w „Lamprey” były trzycylindrowe. Problem wyjścia z martwego skoku rozwiązano w następujący sposób: przejście z pracy układu z powietrzem do pracy z olejem nie nastąpiło natychmiast, ale stopniowo – najpierw wszystkie cylindry pracowały z powietrzem, potem jeden przełączony na olej, po tym, jak dał skok roboczy, drugi cylinder został przeniesiony na olej i tak dalej. Czas i sekwencja błysków w cylindrze wyprowadziła wał korbowy z dowolnej pozycji. Jednocześnie osiągnięto kontrolę prędkości poprzez zmniejszenie i zwiększenie podaży oleju. W ten sposób rozwiązano wszystkie problemy związane z tworzeniem morskiego silnika wysokoprężnego. Drugi silnik wsteczny został zainstalowany na łodzi podwodnej Akula, a następnie Nobel zaczął wyposażać w nie swoje tankowce.
Po udanych testach w Rosji silniki Diesla jako silniki okrętowe zaczęły być wprowadzane na cały świat. Początkowo silniki wysokoprężne były instalowane tylko na małych statkach, ale w drugiej dekadzie XX wieku nastąpił przełom w przemyśle stoczniowym. W 1911 i 1912 stocznie w Niemczech i Anglii rozpoczęły budowę kilku dużych statków. W 1912 roku pierwszy statek towarowo-pasażerski Zeelandia o wyporności 3200 ton i ładowności 7400 ton opuścił zapasy w Danii, a cały świat śledził swój pierwszy rejs z Kopenhagi do Londynu. Wkrótce obliczono, że eksploatacja Zeelandii pozwoliłaby zaoszczędzić 160 XNUMX marek rocznie w porównaniu ze statkami tej samej klasy. To zadecydowało o losach nowego środka transportu. Autor: Ryzhov K.V.
▪ Drukarki ▪ Lotnia
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Główny problem kolonizacji Marsa ▪ Telewizory do gier Tohiba Z4 MiniLED 870K
▪ sekcja serwisu Zasilacze. Wybór artykułu ▪ artykuł Nie bez dobrych dusz na świecie. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czym jest kolor? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Wrotycz pospolity. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Płynny przełącznik jasności. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Urządzenie sterujące silnikiem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony