Привет! Подводный корпус боевой единицы - это государственная тайна, гребные винты - тем более. Но капиталисты строят в том числе и военные суда при помощи частных фирм, корпораций и даже интеллектуальной собственности. Финальный продукт, что будет толкать какой-нибудь эсминец мы не увидим, но вот линейку предложений от компании МАН для, как оказалось, открытого рынка мы сейчас посмотрим.
💣ЧЕМ "ГРЕБУТ" ВОЯКИ
Так, смотри, пропульсивный комплекс - это не просто гребной винт, на то он и комплекс, поэтому давай для начала покажу тебе предлагаемые схемы забортных механизмов.
Предлагаемые комплексы вообще ничем не отличаются от таковых, но гражданского назначения.
Да и мощносто-габаритные характеристики неотличимы от "гражданский винтов".
Для разработки винтов военного назначения также привлекается большое количество сторонних разработчиков. Например: генеральный разработчик винтов, о которых идет речь - компания "МАН Энерджи Солюшинс", но в качестве своеобразных асистентов заявлены: "Компьютейшнэл Флюид Дайнэмикс" ( занимается компьютерными симуляциями в области гидродинамики), "Финит Элемент Методс", "Бондари Элемент Методс" и "Систем Симулейшн". Помимо вполне внятных компаний МАН привлекают технические университеты для поверки расчетов, моделирования и тестирования. То есть, о, казалось бы, секретном винте по факту знают тысячи человек. Конечно, информация сегментирована и отдельно взятый кластер не сможет полностю воспроизвести изделие целиком.
Пока ничего выдающегося.
💣ШУМ
Вот тут начинается самое интересное. Для вояки шум важнее всех остальных параметров вместе взятых (особенно экологии и экономии). Тут и появляется дизайн лопастей "Кеппел 2". Значительно тише лопастей классической формы, но и в производительности не уступает.
Как думаешь, что является основным источником шума при работе гребного винта? Процесс кратковременного вскипания воды на стороне разряжения (за упорной стороной лопасти винта) и мгновенного схлопывания образующихся пузырьков. Что это? Правильно - кавитация. Вот с этим шумом разработчики и борются в первую очередь: варьируют форму, угол, хорду, шаг винта и работают над химическим составом пока еще идеального металла для изготавления винта - бронзы.
Получилось-ли у разработчиков? Взгляни на Рисунок 4 и Рисунок 5. "Кеппел 2" практически не подвержен кавитации. Почему? Посмотри на Рисунок 6.
Лопасть "Кеппел 2" загнута назад как листочек, упавший осенью с дерева. Именно по этой форме ты сразу можешь определить, что перед тобой именно "Кеппел2".
Чему способствует такая форма?
1- Повышенная частота вращения. при которой начинается кавитация.
2- Значительно сниженная кавитация на расчетных режимах.
А если серьёзно, так-ли сильно "шумит" гребной винт, что на этом нужно акцентировать внимание?
Вот такие данные предоставляет МАН, там до 145 дБ на промежутке 2-3 Герца. Если бы частота была более привычной для нашего уха ( 15-18 кГц, например), то такой уровень шума был бы ставним с проезжающим мимо Эндуро. И это уже оптимизированный винт... представь, как аккустики "слышат" коммерческие суда с классическими винтами...
💣КОМПЛЕКС - ЭТО НЕ ТОЛЬКО ВИНТ
Как я уже писал выше, пропульсивный комплекс на то и комплекс, что состоит из некоторого количества узлов, каждый из которых оказывает значительное влияние на все другие. Для того, чтобы комплекс работал и меньше "шумел", нужно уделить должное внимание и всем узлам, сопряженным с гребным винтом: подвесные и дейдвудные устройства, валопроводы, механизмы управления шагом или частотой вращения винта.
Как и в случае с винтами, компания МАН большую часть работ по моделированию производит при помощи специального програмного обеспечения, ведь, симулировать работу предлагаемых вариантов проще, чем производить натурные испытания, и быстрее. В итоге при работе с заказчиком МАН довольно быстро подбирает приемлемые варианты комбинаций первичного двигателя, редуктора или механизма изменения шага, валопровода и забортных устройств; но может произвести и эксклюзив, если понадобится...
🟡ВАЛ
Гребной вал. На коммерческих судах гребные валы представляют собой цельные болванки из нержавеющей стали, либо с технологическими сверлениями в случае с винтами регулируемого шага. Тяжелый вариант, не подходит воякам, которые каждый килограмм конвертируют в полезную нагрузку. Чтобы сделать вал легче, но сохранить прочность, разработчики предложили заменить нержавейку на что-то прочнее (не нашел информацию по стали), а функциональное покрытие наносить при помощи сварки.
Наплавляемому покрытию можно придать практически любые свойства, расход ценного материала будет существенно ниже, а проблемы прочности решаются выбором хорошей углеродистой стали в качестве основного металла. Кстати, наплавка не боится механических повреждений, как, например, эпоксидные покрытия, ведь намертво "срастается" с базовым металлом.
Весь подводный набор устройств необходимо оптимизировать по издаваемому шуму, на что тоже имеются специальные симуляторы.
💣ВНЕШНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
🟡ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ВАЛОПРОВОД
Тут тоже как в приличном супермаркете: все на любой вкус и кошелек. Если денежки имеются (а на военные нужны экономят редко), то и резиновые демпфирующие устройства и баланс жесткость-гибкость конструкций можно использовать. Можно просчитать воздействие ударной волны на любую подводную часть корабля и попытаться повысить живучесть создаваемой боевой единицы.
На самом деле просчитать возможные повреждения не сложно, так как боевое могущество поражающих средств гипотетических противников известно. Вопрос в другом - как противостоять? Два варианта: либо набирать жесткость, постепенно превращая корвет в "Тирпиц", либо набирать гибкость и податливость. Второй вариант хорошо себя зарекомендовал практически везде, где использовался. Специальные стали обратимо деформируются и возвращаются в исходное состояние без разрушения. Так строят высотные здания, мосты, коммерческие суда. Но тут есть проблема. Если корпус деформируется (даже не ненадолго), то повреждения получают уже внутренние устройства... Как быть?
Для компенсации деформаций используются специальные демпфирующие устройства, физически изолирующие внутренние механизмы от корпуса корабля. Помимо сохранения функционала при внешнем воздействии, демпферы еще и снижают исходящий фон (шум, вибрация), что благоприятно сказывается на "следе" корабля.
А всё! Подписывайся и читай интересные технические статьи!
