INSTALATII NAVALE DE PROPULSIE

INSTALATII NAVALE DE PROPULSIE

1 Generalitati

Instalatia energetica navala reprezinta un complex tehnic destinat asigurarii deplasarii navei, furnizarii de energie (de diverse tipuri : mecanica, termica, electrica) pentru toti consumatorii de la bord.

In componenta acestor instalatii intra instalatiile principale de propulsie care sunt destinate deplasarii navei.

Prin sistem, sau instalatie navala de propulsie, se defineste complexul format din masinile principale si auxiliare, care au rolul de a transforma energia continuta in combustibil in energie termica, mecanica, electrica si hidraulica, destinata pentru:

1. deplasarea navei, in conditii normale de exploatare, cu viteza prevazuta, pe drumul dorit ;

2. functionarea masinilor si a instalatiilor ce deservesc masinile principale de propulsie;

alimentarea cu energie electrica a aparaturii de navigatie a instalatiilor de semnalizare si a aparatelor si sistemelor de masura, control si comanda, a sistemului de propulsie si a altor instalatii;

3. actionarea mecanismelor de punte folosite pentru diverse operatiuni in timpul exploatarii navei;

4. functionarea instalatiilor care asigura conditii normale de viata pentru calatori si echipajul navei;

5. functionarea diferitelor agregate si instalatii care au sarcini deosebite la bordul navei.

La navele cu mai multe linii de axe, instalatia principala de propulsie consta in mai multe complexe propulsive corespunzator numarului de elice, deoarece fiecare complex propulsiv se realizeaza autonom.

In componenta instalatiilor principale cu motoare diesel sunt urmatoarele elemente:

motoarele principale

electrogeneratoarele principale

electromotoarele principale de actionare a elicelor

transmisiile principale

liniile de arbori si propulsoarele

mecanismele auxiliare compuse din schimbatoare de caldura si alte sisteme auxiliare care asigura functionarea motoarelor principale si a transmisiilor.

sistemul de comanda de la distanta

protectiile si semnalizarile de avarie

Motoarele principale sunt acelea care asigura deplasarea navei.

Transmisiile principale sunt destinate transformarii energiei sau cuplului de torsiune si de asemenea pentru insumarea puterii motoarelor principale.

Transmisiile principale sunt de urmatoarele tipuri:

transmisii mecanice

transmisii hidraulice

transmisii electrice

transmisii combinate

Generatoarele electrice principale si electromotoarele de propulsie sunt componentele de baza ale instalatiei diesel-electrice de propulsie.

Linia axiala (linia de arbori) asigura transmiterea puterii de la motoarele principale la propulsoare si pentru transmiterea impingerii propulsorului la corpul navei.

Pentru o nava cu propulsie cu motor diesel obisnuit, componenta constructiva a liniei axiale este : (de la motor la propulsor)

arbore de impingere

arbori intermediari

arborele portelice

lagar de impingere, lagar de sprijin si lagarul tubului etambou

instalatia de virare a liniei axiale

sistemele de etansare

La navele cu elice cu pas reglabil pe linia axiala este prevazut si mecanismul pentru modificarea pasului elicei.

Propulsorul naval converteste energia mecanica primita de la motorul principal in impingere/tractiune ce este transmisa prin lagarul de impingere corpului navei.

Cele mai raspandite tipuri de propulsoare sunt elicele cu pas fix (E.P.F.) sau elicele cu pas reglabil (E.P.R.).

Pentru nave mici cu destinatie speciala (remorchere, nave fluviale,nave portuare), drept propulsor se foloseste propulsorul cu jet sau cu aripioare.

Pentru navele ultrarapide se folosesc elice coaxiale si contrarotative

Instalatiile energetice auxiliare sunt destinate asigurarii energiei necesare functionarii instalatiei principale de propulsie cat si altor instalatii care nu sunt destinate propulsiei navei.

Instalatia auxiliara de producere a aburului asigura aburul necesar, caldura si apa calda. Ea este constituita din:

Caldarina auxiliara si caldarina recuperatoare

Mecanismele auxiliare, schimbatoarele de caldura si alte echipamente ce asigura functionarea generatoarelor de abur.

Sistemul de comanda de la distanta, semnalizari de avarie si protectii.

Instalatia de generare a energiei electrice asigura energia electrica necesara tuturor consumatorilor de pe nava.

Centralele electrice navale sunt de mare putere pentru:

navele de pasageri

navele cu destinatie speciala

navele de pescuit si prelucrare industriala a pestelui.

In componenta instalatiei de generare a energiei electrice (centrala electrica navala ) sunt cuprinse :

motoarele auxiliare

generatoarele electrice

tablouri principale si auxiliare (locale ) de distributie

echipamente speciale (transformatoare, redresoare, convertoare, etc., si reteaua de cabluri pentru transportul energiei electrice)

sistemul de comanda si supraveghere de la distanta, semnalizari si protectii.

Motoarele auxiliare antreneaza generatoarele navale. Ele pot fi semirapide sau rapide. Pe navele cu generatoare de abur de mare capacitate drept motor primar pentru antrenarea generatorului electric se poate folosi o turbina cu abur.

La unele nave de linie se foloseste si generatorul electric legat de linia axiala (GeAx).

Pentru completarea rezervelor de apa dulce se folosesc generatoarele de apa dulce (G.A.D.) care utilizeaza energia termica recuperata din instalatia de racire a motorului principal sau aburul de la caldarinele auxiliare.

Functionarea instalatiei principale de propulsie si a celor auxiliare este asigurata de o serie de instalatii specifice:

instalatia de alimentare cu combustibil

instalatia de ungere

instalatia de racire circuit inchis (apa dulce) si circuit deschis (cu apa de mare)

instalatia de aer comprimat - asigura aerul de lansare, aerul instrumental si aerul pentru nevoi gospodaresti.

instalatia de evacuare gaze de ardere.

In compartimentul masini se mai gasesc si o serie de agregate, aparatura si echipamente care nu intra in componenta instalatiilor energetice dar care sunt necesare altor activitati de pe nava: pompele instalatiei de balast, incendiu, santina, hidrofoarele de apa dulce si sarata, separatoare de santina,instalatia de ape uzate, agregatele frigorifice pentru cambuza si conditionare aer, motopompe, etc. Acestea sunt denumite instalatii mecanice.

2 Clasificarea instalatiilor de propulsie cu motoare diesel

O clasificare dupa un singur criteriu este mai greu de facut datorita diversitatii constructive a acestor instalatii.

Este acceptata clasificarea dupa urmatoarele criterii:

2.1 Dupa tipul motoarelor principale:

a)      Cu motoare de un singur tip de obicei numai diesel. Acestea la randul lor sunt dupa tipul motorului principal:

Instalatii cu motoare diesel lente

Instalatii cu motoare diesel semirapide

Instalatii cu motoare diesel rapide

b)      Instalatii combinate existente pe nave specializate. Din aceste tipuri cele mai raspandite sunt instalatiile cu motoare diesel si turbine cu gaze la care motoarele asigura deplasarea cu viteze mici si moderate (instalatia de mars), iar turbinele cu gaze asigura deplasarea cu viteze mari (instalatia de fortaj)

In instalatiile combinate se pot include si toate instalatiile diesel electrice.

2.2 Dupa transmisia puterii la propulsor

2.1. Instalatii de propulsie cu transmitere directa a puterii la elice.

2.2. Instalatii care transforma energia sau momentul de torsiune, transformari care pot consta in :

modificarea sensului momentului - sensul de rotatie

modificarea valorii momentului si turatiei (transformare)

insumarea sau distributia puterii motoarelor

Instalatia de propulsie care modifica momentul de torsiune se clasifica dupa tipul transmisiei astfel:

a)      Instalatii cu transmisie cu reductor (motor diesel -reductor)

b)      Instalatii cu transmisie cu reductor - inversor (instalatii cu puteri relativ reduse)

c)    Instalatii cu transmisii hidraulice :

cu cuplaje hidraulice si transformatoare hidraulice

cu pompe hidraulice antrenate de motor diesel si hidromotoare ce antreneaza elicea

cu pompe hidraulice antrenate de motor ti propulsor cu jet

d)      Instalatie de transmisie electrica (instalatie diesel electrica cu D.G.-uri principale si motoare electrice de antrenare a elicei)

e)      Instalatii cu transmisii combinate:

diesel - electrica si cu reductor intre motorul electric si elice

cu transmisie hidraulica si reductor

Dupa numarul liniilor de arbori

Instalatii de propulsie cu o singura linie de arbori - care sunt cele mai raspandite pe navele maritime si fluviale.

Instalatiile de propulsie cu mai multe linii axiale intre care cele mai raspandite sunt cele cu doua sau trei linii de arbori.

Dupa numarul motoarelor principale ce lucreaza pe o linie de axe

4.1. Instalatia cu un singur motor pe linia axiala

4.2. Instalatia cu mai multe motoare pe linia axiala in care cele mai utilizate sunt :

cu doua motoare pe linie si reductor sumator

cu trei motoare pe linia axiala si reductor - sumator (mai rar)

Dupa tipul propulsorului

5.1. Instalatii cu propulsor elice cu pas fix E.P.F.

5.2. Instalatii cu propulsor elice cu pas reglabil E.P.R.

5.3. Instalatii cu propulsor elice coaxiale si contrarotative

5.4. Instalatii cu propulsor cu aripioare

5.5. Instalatii cu propulsor cu jet

Dupa modul in care se asigura inversarea sensului de deplasare a navei

6.1. Instalatii de propulsie cu motoare diesel reversibile (se pot roti in sens direct si invers)

6.2. Instalatii cu motoare nereversibile cu reductoare - inversoare sau cuplaje reversibile 6.3. Instalatii cu motoare nereversibile si E.P.R.

Dupa gradul de automatizare, modul de comanda si exploatare

7.1. Instalatii de propulsie neautomatizate si partial automatizate cu post local de comanda in C.M. (cart in C.M.)

7.2. Instalatii de propulsie automatizata cu actionare la distanta cu post local de comanda si post central de comanda (P.C.C.) si supraveghere periodica in C.M.- grad de automatizare A2

7.3. Instalatii de propulsie automatizate cu comanda de la distanta fara cart in P.C.C. sau C.M. si supraveghere periodica - grad de automatizare A1

Dupa modul de fixare al M.P. de la corpul navei

8.1. Instalatii la care motorul si transmisia sunt rigid fixate de corpul navei

8.2. Instalatii la care motorul si transmisia sunt legate de structura cu amortizori

Dupa modul de asigurare a energiei electrice a navei

9.1. Instalatii cu D.G. autonome.

9.2. Instalatii cu D.G. autonome si generator electric cuplat pe ax.

9.3. Instalatii cu turbogeneratoare si D.G. autonome.

9.4. Instalatii cu un singur sistem electroenergetic - specifice navelor cu propulsie diesel electrica, unde energia electrica furnizata de generatoare se utilizeaza pentru propulsie si consumatorii auxiliari.

Instalatii de propulsie cu motoare diesel. Tipuri de transmisii.

Instalatii de propulsie cu motoare diesel si transmisie directa a puterii

Instalatii de propulsie cu o singura linie de arbori

Instalatiile de propulsie cu motoare diesel si transmisie directa a puterii printr-o linie de axe sunt cele mai raspandite. In figura 1 este reprezentata schematic acest tip de transmisie:

Fig. 1

1 - elice ; 2 - arbore portelice ; 3 - tub etambou cu lagare ; 4 - arbore intermediar ; 5 - lagare ;

6 - lagar de impingere ; 7 - motor principal.

Acest tip de transmisie este specific majoritatii navelor de transport de toate tipurile. La aceste tipuri de transmisii se folosesc in calitate de motoare principale - motor diesel lent cu turatia n = 70 - 250 rot/min, iar pentru nave de tonaj redus motoare principale semirapide cu turatia n = 250 - 2500 rot/min, motorul fiind reversibil.

Alte sisteme posibile pentru acelasi tip de transmisie sunt ilustrate in figurile 2( a,b,c,d):

Fig. 2 a) - sistem cu cuplaj reversibil

1 - elice cu pas fix; 2 - arbore portelice; 3 - tub etambou; 4 - arbore intermediar; 5 - lagar de sprijin; 6 - cuplaj reversibil; 7 - motor principal.

Varianta a) este caracteristica navelor mici, salupelor rapide si pe aripi portante, traulerelor de dimensiuni reduse, navelor fluviale. Motoarele principale ale acestui tip de instalatie sunt nereversibile si pot fi semirapide sau rapide.

Fig. 2 b) - sistem cu elice cu pas reglabil

8 - E.P.R.; 9 - mecanism schimbare pas.

Varianta b) a inceput sa fie utilizata din ce in ce mai des. La aceasta varianta se remarca prezenta mecanismului de schimbare a pasului elicei (9). Acest sistem este utilizat la navele de pescuit si la orice tip de nava de transport.

Fig. 2 c) - sistem cu elice cu pas reglabil si generator pe lina axiala

Varianta c) a aparut datorita faptului ca la transmisiile cu E.P.R. turatia arborelui este constanta, si astfel se utilizeaza frecvent generator electric cuplat pe linia axiala care furnizeaza energie electrica consumatorilor intr-un domeniu de frecventa fara a fi necesare echipamente speciale de stabilizare a frecventei curentului debitat.

In cazul caderii bruste a frecventei (turatiei) acestui generator este prevazut un sistem automat de lansare a D.G. autonom, dotat cu motor diesel care sa alimenteze fara intrerupere consumatorii vitali. Transmiterea puterii de la ax la generator se face printr-o transmisie cu roti dintate (cu dinti inclinati sau elicoidali) si un cuplaj legat de generator.

Fig. 2 d) - sistem cu cuplaj nepermanent

Varianta d) este specifica navelor cu destinatie speciala pentru care este necesara asigurarea unei alunecari in anumite limite a turatiei motorului fata de turatia elicei, prin montarea motorului pe amortizori. Se utilizeaza transmisia directa separat (cu cuplare nepermanenta). In acest caz lagarul de impingere se amplaseaza in pupa acestui cuplaj.

3.1. Instalatii de propulsie cu doua linii de arbori

Instalatiile de propulsie cu doua linii de arbori si fiecare cu transmisie directa a puterii, se utilizeaza pe nave fluviale, nave cu pescaj limitat, pasagere, remorchere.

La aceste instalatii, prezentate in figura 3 a), la mersul inapoi, elicele se rotesc inspre exterior (borduri), ceea ce le usureaza functionarea si le creste fiabilitatea in conditii de navigatie in gheturi.

In cazul in care elicele nu incap in spatiul oferit de etamboul elicelor, se pot utiliza solutii de montare a motoarelor in randuri diferite sau montarea linilor de arbori inclinate catre pupa.

3.2. Instalatii de propulsie cu trei linii de arbori

Instalatiile cu trei linii de arbori cu transmitere directa a puterii sunt mai putin raspandite. Sunt intalnite pe nave portcontainer cu viteze de 25-30 Nd. si cu puteri totale de 45.000-50.000 Kw

Scheme de instalatii de propulsie cu linii multiple de arbori si transmisia directa a puterii la propulsor: a - cu doua linii de arbori; b - cu trei linii de arbori; c - cu linie inclinata longitudinal.

Fig. 3 a), b), c)

3.3.. Instalatii de propulsie cu motoare diesel si transmisie cu reductor a puterii

Cele mai raspandite sisteme de acest fel sunt ilustrate in figura 4.

Comparativ cu instalatiile cu transmisie directa, in cele cu transmisie cu reductor sunt incluse doua elemente suplimentare: reductorul si cuplajul.

Pentru navele de transport maritim, de obicei, se utilizeaza reductoare intr-o singura treapta la care sunt cuplate unul sau mai multe motoare de propulsie (pana la patru).

Reductoarele cu mai multe trepte (doua) si reductoarele de constructie speciala se gasesc in instalatiile de propulsie cu motoare rapide, pe nave cu aripi portante, salupe rapide si in componenta instalatiilor combinate: motoare diesel - turbine cu gaze. Pentru aceste instalatii se utilizeaza doua tipuri de cuplaje intre motor si reductor:

• cuplaje elastice care protejeaza reductorul de variatiile bruste ale cuplului motorului si la aparitia vibratiilor torsionale.
• cuplaje cu separarea cuplarii (cuplaje nepermanente) care permit inclinarea M.P. fata de reductor.

In cazul in care este necesara asigurarea ambelor functiuni, se utilizeaza o combinatie care sa realizeze simultan aceste functii.

Scheme tipice ale instalatiilor de propulsie cu transmisie prin reductor:

a)      cu un singur motor de propulsie

b)      cu E.P.R.

c)      cu doua motoare de propulsie

d)      cu trei motoare de propulsie

e)      cu patru motoare de propulsie

Fig. 4 a), b), c), d), e)

1 - E.P.F.; 2 - arbore portelice; 3 - tub etambou; 4 - lagar de sprijin; 5 - arbore intermediar; 6 - lagar de impingere; 7 - reductor; 8 - cuplaj elastic nepermanent; 9 - M.P.; 10 - E.P.R.; 11 - mecanism actionare pas elice.

Instalatiile in care reductorul este un sumator de putere pentru mai multe motoare, pot fi prevazute doua cuplaje separate, unul elastic de tip permanent, si un alt cuplaj nepermanent (la care cuplarea se face prin comanda exterioara) asa cum este ilustrat in figura 5 b).

Fig. 5 a), b), c)

1 - reductor - sumator de putere; 2 - cuplaj elastic nepermanent; 3 - motor principal; 4 - cuplaj elastic permanent; 5 - generator electric; 6 - mecanism de cuplare.

Scheme ale instalatiilor de propulsie cu reductor si distributia puterii:

a)      de la roata condusa (numai pe timpul deplasarii navei)

b)      comanda de la roata conducatoare (atat pe timpul deplasarii cat si pe timpul stationarii)

Fig. 6 a), b), c), d), e)

1 - reductor; 2 - cuplaj elastic nepermanent; 3 - motor principal; 4 - cuplaj elastic; 5 - generator pe ax; 6 - cuplaj nepermanent; 7 - pompa de sarcina; 8 - cuplaj dintat nepermanent; 9 - viror.

3.4. Instalatii de propulsie cu motoare diesel si transmisie hidraulica a puterii

Instalatiile de propulsie cu motoare diesel ce au transmisii hidraulice se pot clasifica in doua grupe:

A. Instalatii cu transmisii hidrodinamice

cuplaje hidraulice

hidrotransformatoare

transmisii hidraulice universale ce includ si cuplajele si transformatoarele hidraulice.

Cuplajele hidraulice folosesc pentru transmiterea momentului de torsiune de la motorul principal (arborele conducator) catre arborele condus (cuplat cu elicea) fara a se modifica marimea si sensul cuplului. Acestea au rolul de a amortiza vibratiile torsionale in linia axiala.

Transformatoarele hidraulice indeplinesc, pe langa functia cuplajului hidraulic si functia de modificare a marimii si uneori a sensului cuplului de torsiune transmis propulsorului. Scheme tipice de transmisii hidrodinamice sunt prezentate in figura 7.

Includerea in transmisie a unui multiplicator de turatie cu divizare a puterii la doua axe permite reducerea masei si a gabaritului transmisiei.

Fig.7 a), b), c), d)

1 - lagar de impingere; 2 - reductor - sumator de putere; 3 - hidrotransformator; 4 - motor principal; 5 - multiplicator de turatie cu divizare a puterii;6 - cupla elastica.

Transmisia hidrodinamica se poate realiza de tip universal daca este compusa din:

reductor

cuplaj hidraulic

transformator hidraulic pentru mars inainte si inapoi

Acest tip de transmisie asigura calitati manevriere deosebite navei. Transmisiile hidrodinamice includ pompe autonome, racitoare si tancuri ale fluidului de lucru (ulei hidraulic).

B. Instalatii cu transmisii hidrostatice

Se utilizeaza pentru nave mici, fluviale, impingatoare, remorchere de puteri reduse.

Scheme tipice sunt ilustrate in figura 8.

Fig. 8 a), b)

1 - lagar de impingere; 2 - hidromotor; 3 - tubulatura presiune; 4 - pompa; 5 - motor principal; 6 - hidromotorul carmei active;

Transmisia hidrostatica se utilizeaza si pentru propulsoare cu jet. La unele navele mari aceste tipuri de transmisii se utilizeaza pentru actionarea propulsorului din carma activa.

3.5. Instalatii de propulsie cu motoare diesel si transmisie electrica a puterii

Instalatiile de propulsie diesel - electrice sunt caracterizate de o dubla transformare a energiei. Miscarea (deplasarea) navei este asigurata de motoare electrice, ce antreneaza elicea prin intermediul unui lagar de impingere sau reductor.

Alimentare cu energie electrica a motorului electric este asigurata de diesel-generatoare. Electromotoarele si diesel-generatoarele sunt situate in compartimente separate sau in acelasi compartiment. Cele mai utilizate scheme sunt cele ilustrate in figura 9.

Scheme de transmisii diesel - electrice a puterii:

a) cu transmitere directa

b) cu transmitere prin redactor

Fig. 9 a), b)

1 - lagar de impingere; 2 - reductor; 3 - motor electric; 4 - D.G.;

Aceste scheme de propulsie sunt recomandate pentru nave cu destinatie speciala. Astfel de instalatii se utilizeaza pe spargatoare de gheata cu puteri de pana la 35.000 Kw. In astfel de cazuri, energia electrica pentru instalatii auxiliare este asigurata de D.G. auxiliare destinate acestui scop, separat de D.G. pentru propulsie.

3.6.Instalatii de propulsie combinate: motor diesel - turbina cu gaze

In asemenea instalatii se utilizeaza doua tipuri de motoare principale :

turbina cu gaze de putere mare, ce asigura intr-un regim scurt putere mare pentru deplasarea cu viteza mare (regim fortaj)

motoare diesel clasice pentru functionarea indelungata, ce furnizeaza puterea necesara pentru deplasarea cu viteza de regim.

In calitate de turbine de "fortaj" se pot utiliza turbine cu gaze usoare, tip aviatie, cu puteri de 3.000-30.000 Kw si mai mult cu o greutate specifica pe unitatea de putere de 0,4-3,0 Kg/Kw .

In figura 10 este ilustrata schema unei instalatii de propulsie pentru o vedeta de patrulare.

Fig. 10 - Schema instalatiei de propulsie combinata

Motorul diesel de mars 2, transmite puterea la E.P.R. 1, prin intermediului cuplajului dintat 6 (nepermanent) si treapta de reducere din reductorul 5, si prin lagarul de impingere 3, incorporat in reductor. La mersul in fortaj lucreaza turbina cu gaze 7, ce transmite puterea prin cuplajul 6, si doua trepte de reducere a turatiei din reductorul 5, si prin lagarul de impingere 3, incorporat in reductor. Cuplajul cu autosincronizare 6, permite trecerea de la un regim la altul fara oprirea turbinei sau a navei. Alte scheme posibile sunt prezentate in figura:

Fig. 11 a), b), c), d), e), f)

Utilizarea instalatiilor combinate in care turbina si motorul diesel lucreaza separat pe elice se utilizeaza rar deoarece pierderile sunt mari datorita folosirii partiale a elicelor, (una functioneaza iar cealalta este libera, se roteste, consumand energie) si imposibilitatii folosirii puterii motorului diesel atat la viteze reduse cat si la viteze mari.

Din acest motiv se utilizeaza instalatii combinate, in care exista reductoare - sumatoare de putere, a doua sau mai multe motoare diesel sau turbine cu gaze pe o singura linie axiala. Sunt utilizate frecvent urmatoarele tipuri de instalatii de propulsie combinate:

cu functionare separata pentru mersul de regim si de fortaj cand mersul de regim este asigurat numai de motorul diesel, iar marsul de fortaj este asigurat numai de turbina cu gaze.

cu functionarea in comun, la regimul de fortaj, a motorului diesel si a turbinei cu gaze.

Instalatiile din prima categorie sunt realizate dupa schemele din figura 11, prin insumarea puterii motoarelor diesel care nu depasesc 20% din puterea necesara regimului de fortaj.

Instalatiile realizate dupa schemele din figura 11 a), b): motorul diesel de mars 2, sau turbina cu gaze 4, lucreaza pe E.P.R. 1, prin reductorul 3, prin cuplajul de sincronizare.

In schema din figura 11 c), pentru regimul de mars sunt necesare numai motoarele diesel amplasate in borduri, cuplate pe doua linii axiale cu reductor si E.P.R. 1, iar pentru regimul de fortaj lucreaza numai turbina cu gaze 4, prin reductorul 6, pe E.P.R. 5. Pentru reducerea pierderilor prin rotire libera a E.P.R. 5, aceasta se cupleaza cu reductorul 6, la al treilea motor diesel. In instalatiile realizate dupa schemele 11 c), cu functionare separata in regimul de fortaj, motoarele diesel nu lucreaza, iar daca se asigura functionarea motor diesel - turbina in comun atunci, in acest regim, nu functioneaza, numai motorul diesel din mijloc, celelalte laterale functionand si ele.

In figura 11 d), turbina este cuplata la un reductor ce ii divizeaza puterea pe doua linii de axe cu E.P.R. Aceasta schema se utilizeaza mai rar si doar conjunctural.

Instalatiile combinate de propulsie ce utilizeaza pentru regimul de fortaj simultan turbina si motorul diesel se dovedesc complicate. In principiu, ele se pot realiza dupa schemele din figura 11 a), b), c), d), pentru puteri ale motoarelor de la 20 - 60 % din puterea totala a instalatiei de fortaj. La puteri ale motoarelor diesel mai mari decat 60% din puterea totala a instalatiei, folosirea instalatiilor de propulsie combinate nu mai este rationala.

Scheme ale instalatiilor de propulsie combinate

a,b - instalatii cu reductor - sumator de putere, motor si turbina ce lucreaza pe o singura linie de axe.

c - instalatii unde motorul si turbina lucreaza fiecare pe elicea sa (E.P.R. sau E.P.F.)

d - instalatii cu divizarea puterii pe doua linii axiale

e - cu reductor intermediar pentru turbina cu gaze si reductor cu doua trepte pentru motorul diesel

f - cu reductor - sumator cu doua trepte de turatie pentru motorul diesel si turbina cu gaze.

O rezolvare optima o reprezinta schema din figura 11 e), care are reductor in doua trepte 9, pentru motorul diesel si un reductor separat 6, pentru turbina sau utilizarea unui reductor - sumator 10, cu doua trepte pentru motorul diesel cum este ilustrat in figura 11 f).

Instalatii de propulsie combinate se folosesc pe nave rapide (40 - 50 Nd. si mai mult). Scheme tipice pentru instalatiile de propulsie ale acestor nave sunt aratate in figura 12. In figura 12 a), regimul de mars este asigurat de motoarele diesel din borduri 3, ce lucreaza prin reductorul 2, pe elicele cu pas reglabil 1. Regimul de fortaj este asigurat de E.P.R. din planul diametral al navei si turbina cu gaze 5, prin reductorul 4, si cu functionarea simultana a motoarelor diesel din borduri.

In cazul schemei ilustrate in figura 12 b), motoarele diesel pentru regimul de mars 3, lucreaza pe E.P.R. 1, prin reductoarele 6, iar regimul de fortaj se asigura prin utilizarea numai a turbinei cu gaze 5, prin reductorul intermediar 7, (care asigura si distributia puterii) si reductoarele 6, pe cele doua E.P.R.

In schema din figura 12 c), pe fiecare E.P.R. 8, prin intermediul reductorului in "V" 9, se insumeaza puterea turbinei cu gaze 5, si a motorului diesel 3, pentru regimul de mars, prin reductorul 2. Pe linia axiala situata in pupa este prevazuta numai turbina cu gaze.

Corespunzator acestei scheme s-au construit vedete in Anglia de 114 tone cu trei turbine cu gaze cu puterea de 3.100 Kw, ce asigura o viteza in fortaj de 57 de Nd pentru o autonomie de 450 Mm si un regim de mars de 10 Nd cu o autonomie de 2300 Mm prin utilizarea a doua motoare diesel in borduri cu putere de 125 Kw fiecare.

Fig.12 a), b), c)

In concluzie instalatiile de propulsie cu motoare diesel s-au impus categoric pentru navele civile. Aceasta orientare spre motoarele diesel este determinata de urmatorii factori:

consumuri mai mici de combustibil a motoarelor diesel fata de turbinele cu gaze;

a crescut puterea nominala a motoarelor rapide pana la 7500 Kw (10000 CP) prin introducerea supraalimentarii in doua etaje (M.T.U. Germania), ceea ce a adus la imbunatatirea factorilor putere pe unitatea de masa si puterea pe unitatea de volum;

Folosirea instalatiilor de propulsie cu motoare diesel a fost determinata si de urmatoarele ratiuni:

din punct de vedere al greutatii si vitezei, motoarele diesel rapide care au un randament de peste 40% reprezinta cea mai simpla forma de conversie a energiei pentru nave;

consumul specific de combustibil la turbinele cu gaze este de doua ori mai mare decat la cel mai supraalimentat motor diesel in regim de croaziera si chiar mai mare pentru viteze mici ale navei;

turbinele cu gaze necesita guri de aspiratie si evacuare gaze, voluminoase, ceea ce duce la cresterea lungimii navei si reducerea spatiului utilizabil pe punte

caracteristicile tehnice si functionale ale motoarelor diesel navale permit utilizarea elicelor cu pas fix sau a elicelor cu pas reglabil

3.7 . Conditii tehnico-functionale si economice ce se impun instalatiilor de propulsie navala

In general, indiferent de tipul acestora, instalatiile navale de propulsie trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

a)    siguranta mare in functionare;

b)   asigurarea supravegherii functionarii (prin observatii si sisteme de semnalizare-avertizare) cat si a accesibilitatii pentru executarea lucrarilor de exploatare, intretinere si inlaturarea unor defectiuni la acestea;

c)    realizarea parametrilor de proiectare functie de tipul si destinatia navei in conditii de competitivitate sub aspect tehnic si economic;

d)   economicitatea maxima caracterizata prin: costul instalatiei, cheltuielile de exploatare si intretinere, cheltuielile de pregatire a personalului, posibilitatile si modul de asigurare a pieselor de schimb, etc;

Pentru navele comerciale costul specific exprimat in lei pe tona mila sau in lei pe pasager mila reprezinta indicele prin care se poate aprecia si compara economicitatea unei nave fata de o alta nava de acelasi tip.

Principalele conditii impuse elementelor componente ale instalatiei sunt:

consum de combustibil si lubrifianti cat mai redus;

masa si volum specific cat mai redus;

randament sporit;

campuri fizice cat mai reduse;

zgomote si vibratii cat mai reduse;

asigurarea unei protectii sporite a liniilor de arbori.

Dintre conditiile impuse instalatiei de propulsie amintim:

existenta a cel putin doua instalatii de propulsie total independente;

dispunerea principalelor elemente (masina principala, inversor - reductoare) in compartimente de masini diferite care sa asigure navigatia cu unul din acestea inundate.