INSTALATIA DE PROPULSIE

Generalitati

Instalatia de propulsie este alcatuita in principiu din urmatoarele elemente:

1. MASINI

PRINCIPALE

AUXILIARE

2. LINII DE ARBORI

PROPULSOARE

2. MASINI PRINCIPALE SI AUXILIARE

Masina reprezinta instalatia ce produce energia mecanica necesara deplasarii navei.

Dupa instalatia de propulsie, masina navala sau instalatia de forta a navei se clasifica in:

a)     Instalatia de propulsie cu gaze:

motoare cu ardere interna

cu turbine cu gaze

combinate

b) Instalatia de propulsie cu vapori:

cu turbine

cu masini alternative

combinate

cu turbine cu abur ce utilizeaza energia atomica

Definitii si explicatii

a)     Masini auxiliare - masini care asigura functionarea masinilor principale, alimentarea navelor cu energie electrica si alte feluri de energie, precum si functionarea sistemelor si instalatiilor supuse supravegherii R.N.R.

b)     Masini principale - sunt masinile care antreneaza propulsoarele navei.

c)      Compartimentul masini - incapere in care se gasesc masinile principale, iar pe navele cu instalatie de propulsie electrica si generatoarele principale.

d)     Comanda de la distanta - posibilitatea de a schimba de la distanta turatia si sensul de rotatie, precum si pornirea si oprirea masinilor.

e)     Post de comanda local - locul prevazut cu organe de comanda, aparate de masura si control, daca este necesar si mijloace de comunicatie destinate comenzii. Acest post este amplasat fie in apropierea masinii respective, fie este montat direct pe aceasta.

f)        Post de comanda comun - post utilat cu a.m.c., dispozitive de alarma in caz de avarii, cu mijloace de comunicatii in scopul comenzii concomitente a doua sau mai multe masini principale.

g)     Post de comanda central - post in care se afla dispozitivele de telecomanda ale masinilor principale si auxiliare, ale elicelor cu pas reglabil, ale propulsoarelor cu palete (VOITH - SCHNEIDER), precum si a.m.c., mijloacele de comunicatie si aparatura de semnalizare preventiva a avariilor.

Puterea masinilor principale

La navele flotei tehnice cu zona de navigatie nelimitata si zona de navigatie limitata "1", puterea masinilor principale trebuie sa asigure navei o viteza de mars (economica) de cel putin 7 Nd.

Pentru o buna manevrabilitate a navei, in conditii normale de exploatare, masinile principale trebuie sa asigure posibilitatea marsului "INAPOI".

Instalatia principala de propulsie trebuie sa poata mentine, in mars liber inapoi, cel putin 70% din turatia de calcul la mars inainte pentru un interval de cel putin 30 minute.

La instalatiile principale de propulsie cu transmisii reversibile, elice cu pas reglabil sau la instalatiile electrice de propulsie, mersul inapoi nu trebuie sa duca la supraincarcarea masinilor principale.

Conditii de mediu pentru functionare

Inclinari:

banda permanenta (canarisire) in orice bord pana la 15⁰;

asieta de durata ... 5⁰;

ruliu.. +/- 22,5⁰ cu perioada 7-9 secunde;

tangaj .. +/- 7,5⁰

Temperaturi:

aer: compartimente inchise 0⁰C - + 45⁰C;

apa: mediul de racire apa de mare + 32⁰C;

Zgomot:

compartimentul masini cu supraveghere continua: nivel zgomot maxim 90 dB;

camera comanda masini: nivel zgomot maxim 75 dB;

ateliere: nivel zgomot maxim 85 dB;

Dispozitive de comanda

Amplasarea dispozitivelor de pornire si inversare a sensului de mars trebuie sa asigure posibilitatea pornirii si inversarii fiecarei masini de catre un singur om.

Sensul de deplasare a manetelor si a rotilor de comanda trebuie sa fie marcat prin sageti si inscriptii indicatoare.

Telegraful din compartimentul masini trebuie sa fie prevazut cu sistem de blocare pentru a se exclude posibilitatea functionarii in sens diferit de cel prescris.

Posturi de comanda

La instalatiile constand din doua sau mai multe masini principale care actioneaza aceeasi linie de arbori, trebuie sa se prevada un post de comanda comun.

Telecomanda masinilor principale si a propulsoarelor trebuie efectuata numai de la un singur post de comanda.

Telecomanda masinilor principale de la COMANDA DE NAVIGATIE trebuie sa fie realizata, de regula, printr-un singur element de comanda (parghie, roata, maneta telegrafului).

Postul central de comanda si posturile locale de comanda ale masinilor principale trebuie sa fie echipate cu un indicator care sa arate regimul de lucru al masinilor principale cerut de la puntea de comanda.

Mijloace de comunicatie

Intre postul de comanda situat pe puntea de comanda si posturile din compartimentul masini de unde se efectueaza de obicei comanda masinilor principale, trebuie sa se prevada doua mijloace de comunicatie independente:

unul dintre aceste mijloace de comunicatie trebuie sa fie telegraful de masini, iar al doilea este asigurat de catre o instalatie de convorbiri interioare.

La montarea aparatelor de convorbire, vor fi luate toate masurile pentru asigurarea unei auditii bune in timpul functionarii masinilor.

6. LINIILE DE ARBORI

Linia axiala (de arbori) transmite energia mecanica de la masina la propulsor.

Liniile de arbori cuprind:

Arborele de impingere

Arborele intermediar

Arborele portelice

Arborele de impingere este situat langa instalatia de propulsie, el preia miscarea de rotatie a instalatiei de propulsie si o transmite prin linia axiala la propulsor.

Arborii intermediari fac legatura intre arborele de impingere si propulsor.

Arborii de impingere, intermediari si portelice trebuie sa fie confectionati, de regula, din otel laminat cu rezistenta de rupere (R_m) de 400 pana la 800 N/mm².

Arborii portelice trebuie sa fie sigur protejati impotriva contactului cu apa de mare. Spatiul dintre tubul etambou* si butucul elicei trebuie sa fie protejat cu o carcasa rezistenta.

Bucsa de protectie a arborilor portelice trebuie confectionata din aliaje cu o rezistenta mare la coroziune in apa de mare.

Se recomanda folosirea unor bucse de protectie continue pe toata lungimea arborelui portelice.

TUBUL ETAMBOU - tub metalic prin care arborele elicei iese din bordaj. La perete pupa este etansat cu o presetupa*.

PRESETUPA - garnitura de etansare a corpului navei in locul in care iese fie axul carmei, fie arborele portelice.

7. PROPULSOARE

Reprezinta mijloacele care asigura deplasarea navei (ambarcatiunii) pe apa in raport cu fundul apei.

Aceste dispozitive preiau energia mecanica a masinilor principale si o transforma in forta de impingere necesara invingerii rezistentei la inaintare a navei, asigurand deplasarea acesteia cu o anumita viteza impusa.

Propulsoarele sunt de doua categorii:

ACTIVE

REACTIVE

La propulsoarele active forta de impingere este produsa prin actiunea directa a vantului.

Propulsoarele reactive produc forta de impingere prin reactia masei de apa care se deplaseaza in sens contrar miscarii navei.

Tipuri de propulsoare reactive:

CU PALE - rama, roata cu zbaturi, propulsorul cu aripioare, elicea

HIDROFUGE - propulsorul cu jet, hidromotorul

Elicea

Este propulsorul hidraulic reactiv, compusa dintr-un numar de pale fixate pe un butuc comun si dispuse simetric fata de axa de rotatie, care produce forta de impingere prin INSURUBARE in apa.

Elicea este amplasata la pupa navei in planul diametral, la capatul axului portelice inafara corpului navei sub linia de plutire

In general, elicele pot avea un numar de 2 pana la 9 pale si sunt confectionate din fonta, alama, bronz, otel carbon si inoxidabil.

Tipuri de elice

A - din primele tipuri de elice: 1 - tip Ressel (1829); 2 - tip Dundonald (primul model cu pale inclinate, secolul XIX); 3 - tip Ericsson (mijlocul secolului XIX);

B - elice moderna: 1 - eliptica; 2 - tip Wagenigen; 3,4 - eliptice cu pala lata; 5 - cu bordul de atac drept si bordul de fuga rotunjit; 6 - tip Zeiss; 7 - cu pala aplatizata;

8 - pentru viteze mici si forta de impingere mare (pentru remorchere); 9 - cu pala lata asimetrica (pentru barci);

Dupa modul de constructie elicele se impart in:

elice turnata: palele si butucul dintr-o singura piesa

elice asamblata: palele fixate ulterior pe butuc

Caracteristicile elicei sunt:

a)     Pasul elicei: spatiul parcurs de marginea exterioara a elicei in miscarea se translatie efectuata de-a lungul axei de rotatie in timpul unei rotatii complet. Practic este distanta parcursa de nava la o rotatie a elicei.

b)     Diametrul elicei: diametrul cercului descris de marginea exterioara a palei in timpul rotatiei.

c)      Sensul de rotatie: stanga sau dreapta cum privim dinspre pupa.

Dupa felul pasului elicele se clasifica in:

elice cu pas constant

elice cu pas variabil (pale mobile pe butuc care isi schimba unghiul in functie de manevra dorita)

V 4

E I

4

E I 3 V L

3

Bd

Radacina palei

D

Td

D

Butucul elicei

Legenda:

D - diametrul propulsorului

V - varful palei

I - bordul de atac

E - bordul de fuga

3 - intradosul (suprafata activa refulanta)

4 - extradosul (suprafata aspiranta)

L - lungimea palei

Sensul de rotatie al elicei poate fi stanga sau dreapta.

Bd Td Bd Td

Vedere dinspre pupa

O' A^'

ω - viteza unghiulara

C

ω

A

O

D

LINIE ELICOIDALA - linia generata de punctul A care se deplaseaza pe un cilindru efectuand o miscare combinata, rezultata dintr-o rotatie si o translatie.

PAS GEOMETRIC - P = segmentul AA^'

Pe langa modelul clasic de elice se mai intalnesc si elice in duza si elice in tunel.

In cazul elicei in duza, aceasta este folosita pentru dirijarea curentului de apa in palele elicei.

Duzele folosite pot fi:

duze fixe, fixate solid in corpul navei cu partea superioara si cu cea inferioara la piciorul etamboului.

Duze orientabile, fixate de corpul navei cu un ax vertical cu dublu rol: de sustinere si de orientare, astfel duza are rol de carma.

Elicea in tunel este utilizata la navele fluviale, unde pescajul este redus si este dificil de scos elicea inafara corpului navei, sau ca bow trusther or aft truster pentru manevrabilitatea navei in spatii inguste.

Elicea in tunel este un spatiu de forma tubulara practicat in interiorul corpului navei in care este fixata elicea ce se comporta ca o pompa ce aspira apa si o refuleaza cu viteza sporita.

Capatul dinspre pupa este protejat cu o sita iar la capatul dinspre pupa este fixata carma.

Efectul elicei

Suprafata apei

h₁

F₁

Bd Td h₂

pupa F

navei h₂ > h₁

Td Bd

F₂

F₁ F

Nava:

elice sens dreapta, pas constant

pupa navei la mars inainte va fi deviata spre dreapta

La navele cu doua elice:

elicea din tribord sens dreapta

elicea din babord sens stanga

Efectul elicei:

de propulsie: inainte sau inapoi, marimea efectului depinde de viteza rotatiei;

de guvernare: depinde de sensul de rotatie al elicei, cele cu sens dreapta la mars inainte au tendinta sa abata pupa la dreapta, cele cu pas stanga la mars inainte tind sa abata pupa la stanga. Efectul de guvernare este mai evident cu cat viteza este mai mica;

Siajul

In zona darei de vartejuri formata la pupa navei apare un contracurent care se deplaseaza in sensul de miscare a navei.

Contracurent Curent

deci

SIAJUL este reprezentat de curentul de apa care se deplaseaza o data cu nava in sensul de miscare al navei.

SUCTIUNEA: fenomenul de aspiratie de catre elice a curentului din pupa navei ce are drept consecinta sporirea rezistentei la inaintare.