Про энергетические установки
Источник http://vpk.name/news/33853_nuzhnyi_li_rossii_korabli_tipa_mistral.html
Автор Олег
Так... заглянул на форум, похоже - дискуссия продолжается! Опять на сцене появляется Олег... т.к. затронута моя любимая тема - энергетические установки. Александр, что вы знаете про энергетическую установку "Кузнецова"? С этого места подробнее, пожалуйста )) А я, как специалист именно по этому типу установки (это моя прямая специальность после окончания ВМУЗа, просто пришлось потом освоить и все другие типы установок, в т.ч. и ядерные ВВР и ЖМТ, и кораблестроение в том числе) послушаю ваши доводы, чем же так вас прельщает применение электродвижения на БОЕВЫХ кораблях. Да, боевые корабли других стран сейчас широко используют электродвижение, т.е. ГТГ или ГДГ генерируют электроэнергию и передают ее через распределительные устройства и циклоконвекторы на ГЭД (установки CODLAG, CODLOG, COGLAG, COGLOG). Но! Является ли этот вариант лучшим и оптимальным именно для боевого корабля? Конечно, можно сказать, что нет протяженной линии вала... меньше вибрация и шумность (даже при отбалансированных линиях вала)... Но в части живучести? А живучесть - это ОСНОВНОЕ свойство БОЕВОГО корабля. Определение живучести: Живучесть - это способность корабля (технических средств) поддерживать и восстанавливать в возможной степени свою боеспособность (работоспособность) при получении боевых и других повреждений. Ну-ка... как мы восстановим работоспособность погруженных забортных ГЭД в случае их отказа без использования дока? А корабль без движения - это уже не корабль, а простейшая мишень. И про КПД электрической передачи вы подумали? Потери энергии в электрической передаче (генераторе, электросетях, преобразователях, ГЭД) составляют до 35 % (КПД механической передачи - 98 %, т.е. потери в линии вала - около 2% на трение в подшипниках и переборочных сальниках). Да, я могу сознаться и раскаяться за всю нашу промышленность, и мне самому от этого грустно, что у нас уже не могу производить мощных ГЭД, особенно погруженного типа. А кто виноват? Кто продал Электросилу Сименсу? Это общая боль, и легче от осознания ее не становится. Но, надеясь, что при закупке корабля Мистраль к нам придут и импортные технологии в части производства тех же ГЭД, я думаю, вы глубоко ошибаетесь. Зачем плодить конкурентов на рынке? Проще договориться поставлять ЗИП и производить ремонтные работы силами поставщика.
Добавлю еще про "общеизвестные проблемы" с КТЭУ "Кузнецова":
Все наши проблемы, в т.ч. и не только ГЭУ - это неумение эксплуатировать технику. Установка - прекрасная, высокоманевренная, мощная, с высокой степенью живучести. Но! Лень экипажа может доканать любую установку, в т.ч. и с электродвижением. По своему опыту знаю, до какого состояния некоторые экипажи доводят корабли и технику отсутствием предусмотренных ППО и ППР. А такая же в точности КТЭУ стоит на эсминцах 956 проекта, которые у нас купили китайцы. И что? Они довольны до безобразия, и кораблики их ходят и не ломаются, потому что существует такое понятие "культура обслуживания". Зато ресурсные показатели КТЭУ - 100000 часов (с заменой трубок в котлах через 8000 часов, но это типовая операция), и починить многие части можно "на коленках", а у ДЭУ с МОД (малооборотными дизелями, но такие в ГЭУ боевых кораблей не применяются) дотягивает только до 80000 часов, ДЭУ с СОД - до 40000 часов, ДЭУ с ВОД - максимум - 20000 часов работы. ГТУ - 25000-30000 часов, затем - агрегатная замена, в корабельных условиях неремонтопригодны.
Я не хочу расписывать здесь трактаты по живучести кораля. Если вы считаете, что объединение ГЭУ и ВЭУ приводит к улучшению живучести - это ваше глубокое заблуждение. Основными принципами повышения живучести корабля и энергоустановки являются:
1) Дублирование основных систем и механизмов, в том числе с полным и частичным замещением, деление мощности основных механизмов. Объясняю: установка дублирующих технических средств как однотипных, так и аналогичных. В частности для КТЭУ: 2 насоса ПКБТ, ТМН-ЭМН, ТНН-ЭНН, ТГ-ДГ, 2 (или 4) ГТЗА, 4 (или 8) главных котлов (опять же по 2 котла в каждом эшелоне). Чем больше дублирующих механизмов, тем больше вариантов использования ГЭУ и ВЭУ; тем меньше вероятность поражения и ЛУЧШЕ возможность восстановления движения;
2) Использование перемычек по средам между эшелонами;
3) Разделение функций ГЭУ и ВЭУ и размещение элементов ВЭУ и ГЭУ в разных частях корабля. Если у вас единая энергосистема выйдет из строя, то без энергии останется и ГЭУ (корабль без хода) и все остальные комплексы-системы-механизмы, в том числе и вооружение. Поэтому важным для боевых кораблей является именно разделение функций, т.к. ВЭУ способна в некоторых случаях продублировать функции ГЭУ. Пример? Наши крейсера 1144, которые под вспомогательными котлами могут давать ход до 18 узлов при остановленных реакторах. Еще примеры? При вышедшей из строя ГЭУ и остановленных ТГ запускаются вспомогательные ДГ и т.д.
4) Рациональное размещение главных и вспомогательных механизмов: т.е. разнесение элементов ГЭУ и ВЭУ по разным отсекам, разделенных вспомогательными отсеками, размещение основного оборудования НИЖЕ ВАТЕРЛИНИИ (т.к. основные способы поражения сейчас - ракеты, и ваша ГТУ, расположенная выше ватерлинии моментально гавкнется), разбиение электростанции на несколько отдельных частей (левый - правый борт, носовая-кормовая и т.д.) это тоже принцип дублирования;
5) Размещение ГРЩ поперек корабля для уменьшения вероятности поражения;
6) Дублирование некоторыми механизмами ВЭУ вышедших из строя механизмов ГЭУ...
7) Рассредоточение основных запасов топлива, масла и других сред по длине корабля;
и т.д. и т.п. Я не собираюсь читать здесь лекцию по основным принципам живучести энергоустановок и корабля ))) Поверьте, за 25 лет в ВМФ, 15 лет проведения испытаний кораблей и 8 лет чтения лекций в ВУЗе по энергоустановкам у меня опыт достаточный...
Александру:
1. Статья одного автора по материалам достижений ЗАРУБЕЖНОЙ кораблестроительной науки ничего не может сказать о наших путях развития кораблестроения. И я считаю, наша кораблестроительная наука ничуть не хуже западной, но принципы обеспечения живучести кораблей для нашего ВМФ отличаются от зарубежных аналогов. Даже взять простой пример: запас плавучести американских АПЛ в надводном положении составляет 8-10 %, для наших АПЛ - 25%. Для нашего ВМФ существуют определенные требования к обеспечению живучести как корабля в целом, так и его ЭУ, и эти требования выработаны не просто так, с чистого листа, а тщательно продуманы исходя из опыта ведения боевых действий, в том числе и зарубежных флотов;
2. В западном кораблестроении давно наметилась тенденция использования гражданских технологий в военном кораблестроении, это позволяет удешевить постройку кораблей и использовать унификцированное оборудование на боевых кораблях и гражданских судах... НО!!! Вся эта унификация не сказывается лучшим образом на живучести корабля;
3. По поводу моего отставания на 10 лет )))) можно только улыбнуться... Я тесно сотрудничаю с 1 ЦНИИ МО - это ведущий НИИ кораблестроения ВМФ, с основными проектными организациями, я постоянно посещаю международные выставки, такие как IMDS (2005, 2007, 2009 годы), НЕВА-2007, 2009 и являюсь их участником. Естественно, на выставках стараюсь набрать как можно больше материалов, в том числе со стендов зарубежных фирм, и с целью своего развития, и с целью донесения последних технических новинок для студентов. Меня, честно говоря, удивляет Ваше "преклонение" перед всем западным, в том числе и перед западным путем развития кораблестроения. Практика доказывает, что не все западное является правильным. Я сейчас не хочу спорить о том, чей путь развития правильнее: наш или западный. Это вопрос риторический, такой же, как и чье образование лучше: наше или западное. Я просто считаю, что принципы и требования, закладываемые в НАШИ корабли НАШЕЙ наукой ничуть не уступают западным. Да, наши корабли может быть и дороже, так как не используется такая глубокая унификация оборудования с гражданским флотом (и это правильно), но они от этого только выигрывают по надежности, живучести и другим характеристикам. Ну а то, что от нашей судостроительной промышленности мало чего осталось благодаря усилиям руководства страны... об этом остается только грустить. И в этом-то все беды как отечественного судостроения, так и ВМФ.
Александр! Ну поймите, наконец! Все статьи, которые Вы приводите в пример, касаются обеспечения живучести ЭУ ГРАЖДАНСКИХ судов (круизных лайнеров). Живучесть ЭУ гражданского судна никак нельзя сопоставить с живучестью ЭУ БОЕВОГО корабля! Ну никак! Принципы подхода к этой проблеме совершенно разные... И еще одно: я не отдаю предпочтение какому-либо типу ГЭУ, я их все достаточно хорошо знаю, многие из них эксплуатировал, и каждая имеет право быть. Но исходя их специфики различных типов ГЭУ имеются определенные предпочтения по их применению, Например, на крупных боевых кораблях, мощность ГЭУ которых достигает 200000 л.с. а то и более, предпочтительнее применять КТЭУ или ЯЭУ, так как паровая турбина легко сможет обеспечить требуемую мощность в одном корпусе. Сколько ГТД необходимо для обеспечения суммарной мощности в 200000 л.с.? 8 единиц, как минимум. При такой схеме ГЭУ, конечно, нецелесообразно использовать суммирующие редукторы и "вешать" по 4 ГТД на 1 линию вала (пусть даже если они и делятся на маршевые и форсажные). Поэтому зарубежные аналоги и используют электродвижение, так как при таком дроблении мощности проще "увязать" между собой несколько электрогенераторов, чем механических устройств. А вообще наш спор более походит на обсуждение вопроса: что лучше - зеленое или сладкое? ))) Вы восхваляете последние достижения зарубежной кораблестроительной "науки", я остаюсь приверженцем нашей (и не только я один))). Спорить об этом можно до хрипоты, и каждый по-своему будет прав.
Я преподавал в Северодвинском филиале Питерской корабелки... кафедра океанотехники и энергетических установок, параллельно участвуя в постройке и испытаниях кораблей на Севмаше. Там в основном готовят кадры для судостроительных и судоремонтных верфей Северодвинска, но есть и выпускники, которые работают, например, в фирме Wartsila... На последнем военно-морском салоне неожиданно встретился с таким ))) Приятная неожиданность. Еще читал лекции и проводил занятия со сдаточными механиками "Горшкова" по его энергетической установке... (кстати, некоторые тоже мои бывшие выпускники)) По просьбе ОТОКа написал для них учебное пособие (около 500 страниц текса, рисунков, диаграмм) по этому типу установки. А так, Анатолий, очень верно Вами подмечено (я уж не стал об этом распространяться) что по боевой устойчивости и энергонасыщенности наши корабли - вне конкуренции. Это наш принцип подхода к требованиям, предъявляемым к боевым кораблям. Здесь вопрос весь в том: что для нас лучше - проще и унифицированней, но с пониженной степенью живучести и боевой устойчивости, либо наоборот. К сожалению, эти требования взаимоисключают друг друга: хочешь дешевле и проще - получи одно, хочешь обеспечить боевую устойчивость - получи другое.
Кстати, одно из знаменитых изречений нашего Великого кораблестроителя и флотоводца С.О. Макарова: "ПОМНИ ВОЙНУ!" Анатолий, еще раз Вам спасибо, вы правильно подметили, что критерий - война. Боевые корабли и строятся для ведения боевых действий, а не для увеселительных прогулок по большому барьерному рифу или Карибскому морю. Только об этом сейчас стали забывать. И особенно этим грешат как раз западные компании, для которых вопрос низкой цены выходит на первое место...
Кстати, очень хорошие статьи, в том числе и по кораблестроению в целом и по корабельной энергетике, есть у Захарова И.Г. Это бывший начальник 1 ЦНИИ МО, умница, замечательный человек. Кто интересуется, почитайте, рекомендую. В интернете они есть (например http://mixzona.ru/referat/referat/8378/) или можно поиск задать Захаров И.Г. И еще, к слову для особых поклонников ГТУ: впервые ГТУ на корабле была применена в российском флоте, ПЕРВЫЙ В МИРЕ РЕВЕРСИВНЫЙ газотурбинный двигатель также был разработан и установлен на корабль советскими конструкторами. Да и на жидкостное отопление мазутом корабельных котлов тоже впервые перешли в нашем флоте, на эсминце "Новик". И котельная форсунка для сжигания жидкого топлива - это изобретение наших, российских инженеров. Также как и многие другие достижения. Например, прямоточные паровые котлы тоже были впервые установлены на советских кораблях. Правда дальше эсминца "Опытный" опыт их использования не пошел, но именно наши, Российские (Советские) теплотехники внесли огромный вклад в развитие прямоточных котлов, которые сейчас широко используются в стационарной энергетике. Так что я лично горжусь НАШИМИ победами в этой области. Нам есть чем гордиться.
Никто и не оспаривает НЕКОТОРЫЕ преимущества электродвижения, такие как: бесшумность работы, пониженные уровни вибрации, отсутствие длинных и протяженных линий вала, перед другими типами передач. А электродвижение, напомню, это не самостоятельный тип энергетической установки, а только один из многочисленных способов передачи энергии главного (-ных) двигателя (-лей) к движителю (-лям). Не буду здесь перечислять и недостатки электрической передачи, они тоже всем известны, особенно для передач переменного тока с их сложностями регулирования частоты вращения (несмотря на компактность), я о них уже упоминал ранее. Вместе с тем могу дать определение энергетической установки (тоже велосипеда не изобрету - это всем известно): корабельная ЭУ - это комплекс технических средств, предназначенный для выработки энергии, необходимой для движения корабля, его маневрирования, а также необходимых видов энергий для обеспечения функционирования корабля в соответствии с его классом и назначением. Заострю внимание на последней фразе: В СООТВЕТСТВИИ С КЛАССОМ И НАЗНАЧЕНИЕМ. Судя по тому, что Вы являетесь горячим сторонником электродвижения, то предлагаете эти «передовые технологии» ЭУ внедрять повально на все корабли. Но каждый тип корабля имеет присущие ему специфические функции, под которые он, собственно, и проектируется. Т.е. при проектировании корабля прорабатываются различные варианты и выбирается наиболее оптимальный для данного класса. Под эти же функции проектируется и ЭУ корабля. т. е. она должна обеспечивать в максимальной степени функции, возмложенные на данный тип боевого корабля. Грести здесь всех под одну гребенку и ставить повально на все проекты кораблей электродвижение - это все равно, что изобретать универсальный двигатель, который подходил бы всем и во всех случаях - это утопия. Еще раз повторюсь, что ЭУ должна соответствовать типу и назначению корабля! Если вы такой сторонник «прогрессивных технологий», то почему не рассматриваете водометные движители, которые тоже широко сейчас используются в мало- и среднетоннажном кораблестроении не только в западных ВМС, но и у нас? А защищенность и надежность их намного больше, чем винторулевых колонок. И вообще сейчас принцип гидрореактивного движения стал более перспективным, и не только в надводном, но даже в подводном кораблестроении. Пример тому - Борей, гидрореактивный движительный комплекс которого в совокупности с амортизированной кормовой оконечностью прекрасно себя показал на испытаниях! И в чем НАШЕ отставание от запада? В том, что в ТТЗ на корабль отсутствовало упоминание о применении этих колонок и электрической передачи? Так это вопросы к Ген. заказчику. Если бы задан был определенный тип передачи и движителей, я думаю, наша наука и промышленность вполне бы справилась с этим. Только один вопрос: А оно нам надо?
Спасибо взаимное за отвлечение Вашего внимания...
Да, упустил одну реплику:
Впрочем французы на перспективном авианосце в 70 тыс. тонн водоизмещения собираются обойтись лишь двумя MT-30 (и четырьмя ДГУ) не гонятся за рекордным ходом
Вопрос на засыпку: а вы знаете, зачем авианосцу большая скорость? Хочу услышать ваше мнение, почему же французы не гонятся за ней )))
Я не знаю и не могу судить о боевой устойчивости ИХ кораблей, не имея полных данных. А насчет "почему у нас нет" - могу еще раз повторить: Значит таких целей не ставилось, и наша наука не считает необходимым внедрять широко такой принцип движения на боевых кораблях. Это вопрос к 1 ЦНИИ МО - ведущему институту кораблестроения ВМФ, который является законодателем в кораблестроении, в том числе изучая опыт иностранных ВМС и проводя собственные исследования. Полагаю, что такие вопросы прорабатывались, но от этого типа движительных установок по каким-то причинам отказались... Я знаю, что его представители посещают иностранные выставки, например Евронаваль, и наверняка знают все модные тенденции.
Полные хода авианосцу нужны НЕ ТОЛЬКО для обеспечения взлета, как вы написали, в безветренную погоду, хотя и при ветре поток воздуха при движении корабля против ветра лишним не будет. Высокие скорости нужны для обеспечения посадки, так как при посадке из скорости самолета вычитается скорость корабля, в результате относительная скорость самолета становится меньше на ~ 60 км/час (30 - 32 узла). Я смотрю, у вас привычка ссылаться на различные статьи, порой не зная предмета. Вторая часть рассуждений ваших флотских механиков - это полный бред! Покажите это любому специалисту по КТЭУ, он просто рассмеется. Это лишний раз подтверждает, какие люди сейчас обслуживают наши установки и почему они постоянно выходят из строя. А ссылки на некомпетентные статьи - не предмет спора... При всем моем уважении. Давайте не будем лучше спорить на темы, в которых я - профессионал (я имею ввиду КТЭУ) а вы, увы, дилетант, который может только повторять чьи-то слова...
В обвинениях Вас в некомпетентности я не голословен. Могу хотя бы сказать об этом: причем форсирование мощностей осуществляется за счет увеличения давления топлива при подаче в котельную установкую Полный бред, так как топливная система ВНК работает на переменном давлении топлива, и давление топлива в ней изменяется по "пилообразному" закону, становится максимальным перед моментом включения каждой очередной форсунки (3, 4, 5 и 6), и не может превышать значения 40 кгс/см2 - максимального давления, развиваемого топливным насосом... Закон изменения давления топлива задается программным регулятором давления топлива, а секундный расход топлива в топку регулируется регулятором давления пара, использующим в качестве импульсов сигналы по заданному и текущему давлению пара, и сигнал перепада давления газа на направляющем аппарате ТНА. Уточняю: сигнал по перепаду давления газа в направляющем аппарате ТНА используется в регуляторе расхода воздуха... который воздействует на турбонаддувочный агрегат, а не в РДП. РДП только сравнивает фактическое и заданное давление пара и, в зависимости от их расхождений, увеличивает или уменьшает расход топлива в котел. Регулирование при этом осуществляется регулирующим топливным золотником, включением-отключением очередной форсунки с помощью золотников топливного блока, подающих воду системы автоматического регулирования к сервоприводам топочных устройств, изменением оборотов топливного насоса, а закон изменения давления топлива перед топливным блоком задается ПРДТ (программным регулятором давления топлива). Надеюсь, я Вас убедил в своей компетентности? Так что давайте не будем спорить со мной на такие "опасные" для вас темы ))))
)))) Извините, но повеселился от души )))) Присылайте еще такие же высказывания "флотских механиков", я их буду студентам показывать ))) Посмеемся вместе ))) Кстати, я капитан 2 ранга... и тоже флотский механик )))
И последнее... Я участвовал в межведомственных испытаниях котла КВГ-3Д, который был изготовлен для "Горшкова" пару лет назад и испытывался на стенде СКБК. Гоняли его на всех возможных режимах. Котел отработал отлично! На "Горшкове" будет стоять вместо гидравлической - электронная система управления котлами - ЛСУ КВГ. Но знаете что я скажу Вам? И это, к сожалению, не только мое мнение, а мнение многих КОМПЕТЕНТНЫХ флотских людей, которым приходилось эксплуатировать (не ваших "флотских механиков", естественно), электронная система достаточно хорошо работает на стационарных режимах, но никуда не годится на переменных... Лучше той гидравлики, которая стояла изначально, еще пока ничего не придумали.
1. На личности я не переходил;
2. Объясняю, откуда на флоте столько недоучек. Все люди, которые сейчас занимаются эксплуатацией, заканчивали училище в лихих 90-х годах. Ни о каком обучении качественном в те времена не могло быть и речи. Люди просто выживали, отсюда и неисправная техника, и элементарная лень открыть инструкцию и выучить матчасть;
3. Что вахтенный офицер может толкового сказать о котлах? Только то, что где-то когда-то краем уха слышал... Вахтенные офицеры назначаются из люксовских боевых частей: штурманы, минеры, артиллеристы, связисты и т.д., про которых мы всегда шутили, что для них за 3-м отсеком сразу идут винты;
4. Котельная группа ПРК "Москва" точно такая же, как и у других проектов: 1134-А, 956, 1143. Начиная с установки крейсера проекта 58 на корабли поставлялась унифицированная установка с высоконапорными котлами и ГТЗА ТВ-12. Менялись только некоторые модификации основных механизмов: котлы КВН 95/64, 98/64, 98/64-II, 98/64-IIМ, КВГ-3... и т.д., турбонаддувочные агрегаты: ТНА-2, ТНА-3, ТНА-4... Также как и модификации ГТЗА ТВ-12.
5. Продолжая предыдущий пункт, котлы КВН-98/64 практически ничем не отличаются от КВГ-3. У КВГ-3 по сравнению с КВН-98/64 увеличена толщина стенки труб испарительной части, несколько изменены диаметры труб с 25 до 30 мм испарительной части и соответственно число труб, чуть изменена конструкиция экономайзера. В остальном это тот же самый котел;
6. Форсунки вводятся в действие попарно только 1 и 2. Начиная с 3-й они включаются по одной. Вы опять ссылаетесь на некомпетентных авторов и мне тоже, увы, отвечать на такие глупости просто не хочется;
7. Хотелось бы узнать мои ошибочные знания об автоматике котла, какие конкретно? Я эксплуатировал эти котлы, я проводил их испытания;
8. Спасибо за очередные смешные фрагменты, возьму их в свою копилку для студентов: про особо очищенный дистиллят - это просто песня. Нет такого понятия "котельная вода". Есть питательная вода, есть котловая вода. Питательная - это то, что поступает в котел, котловая - это то, что находится внутри контура циркуляции. Для каждого типа воды есть свои показатели качества, которые должны поддерживаться в соответствии с установленным водным режимом работы котла...
Все, мне надоело тоже распинаться здесь и объяснять прописные истины, известные для любого механика, который, конечно, не относится к категории "вахтенных офицеров"... Я ухожу, мне не интересно обсуждать свою специальность с дилетантом.
Извините, Александр! Если бы вы просили рассказать, как на самом деле обстоят дела и как все утроено и работает, в таком ключе я бы с удовольствием вел беседу и рассказывал интересующие вас и других технические подробности. И не только в части КТЭУ, но и любых других типов ЭУ. Но когда вы на знания подсовываете мнение некомпетентных людей и выдержки из различных сомнительных статей, а не приводите свои личные знания, я в споре чувствую себя идиотом. В обучении механиков сдаточной команды и студентов я всегда старался не только объяснить с точки зрения теории те процессы, которые происходят в высоконапорных котлах на различных режимах их работы, но и привить определенную культуру их обслуживания, передать свой опыт эксплуатации. Честь имею... Олег.
Я с удовольствием отвечу на любые вопросы, если они не затрагивают "закрытых" данных и я в них достаточно компетентен ))
Цитата: ...По самым приблизительным подсчетам, контракт на покупку одного готового корабля и лицензии на производство еще трех потянет на 1 млрд евро (около 44 млрд рублей). Понятно, что при таких тратах флоту на чем-то нужно сэкономить. В сложившейся ситуации АПЛ типа "Борей" как раз та самая статья - лодка стоит около 23 млрд рублей. Ракета "Булава" - 800 млн. А без ракет "Бореи" - никому не нужные атомные баржи...
И это называется дешевый корабль? Самое высокотехнологичное изделие в мире - атомный подводный крейсер - стОит меньше какого-то надводного корабля, пусть даже и большого...