Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [74] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

с жидкостным контактом в сочетании с термоэлектрогенераторами [6].

Отличаясь исключительной простотой конструкции и хорошими экономическими показателями, такие электродвигатели характеризуются весьма низкими значениями напряжения при относительно больших значениях силы тока. Термоэлектрогенераторы, применяемые для питания этих электродвигателей, имеют меньшее количество последовательно соединенных термоэлементов и батарей. Кроме того, при прочих неизменных условиях они позволяют существенно уменьшить толщину электрической изоляции батарей термоэлектрогенератора и таким образом увеличить

2 \ /5


Рис- 157. Конструктивная схема подводного аппарата с лопастным

движителем

/ - кормовой движитель; 2 -гребной электродвигатель; 3 - отсек с аппаратурой; 4 - обитаемый отсек; 5 - носовой движитель

температурный перепад на термоэлементах с соответствующим увеличением их к. п. д.

При этом, однако, следует учитывать неизбежное увеличение толщины коммутационных пластин, сечений кабелей и шино-проводов, обусловливающееся значительным возрастанием силы тока.

Последнее обстоятельство позволяет считать необходимой разработку таких вариантов компоновки системы термоэлектрогенератор - униполярный электродвигатель, при которых может быть достигнута минимальная длина коммуникаций.

Применение электродвигателей не всегда связано с использованием в электродвижительном комплексе гребного винта. В 1962 г. капитан ВМФ США Хэйзелтон предложил оригинальную конструкцию лопастного движителя, приводимого во вращение электродвигателями [И]. Конструктивная схема малой подводной лодки с таким движителем показана на рис. 157.

Движитель представляет собой два лопаточных венца, расположенных в носу и корме и приводимых во вращение электродвигателями в погружном исполнении.

Движитель благодаря возможности изменения угла установки, скорости и направления вращения лопаток обеспечивает высокие маневренные качества судна.



Рассмотренные электродвижительные комплексы - не единственное средство, при помощи которого может быть осуществлено преобразование электрической энергии в кинетическую энергию движения судна. Логически было бы целесообразнее создавать такие электродвижительные комплексы, которые одновременно с используемым в судовых термоэлектрических установках методом прямого преобразования тепловой энергии в электрическую позволили бы осуществить прямое преобразование генерируемой электрической энергии в кинетическую энергию движения судна.


Рис. 158. Конструктивная схема магнитогидрореак-тивного электродвижительного комплекса с внутренним магнитным полем.

; - диффузор; 2 - цилиндрический участок; 3 - магнитная система; 4 - электрод; 5 - конфузор

Таким образом было бы доведено до минимума количество ступеней преобразования энергии и значительно упрощены схема и конструкция энергетической установки.

К числу таких средств прямого преобразования электрической энергии в кинетическую энергию движения судна следует отнести различные варианты магнитогидрореактивных движителей, электрогидравлические и некоторые другие системы, большинство которых еще недостаточно хорошо изучено.

Магнитогидрореактивный электродвижительный комплекс представляет собой устройство, состоящее из диффузора, рабочего канала, конфузора и магнитной системы с обслуживающим оборудованием и механизмами. Основные узлы конструкции такого движителя с внутренним магнитным полем показаны на рис. 159.

Принцип действия движителя достаточно прост. При движении судна забортная вода, имеющая некоторый скоростной напор (в начале движения он равен нулю), поступает в диффузор, где скорость ее уменьшается. Затем в рабочем канале гидростатическое давление жидкости возрастает, а на конфузорном участке гидравлического тракта скорость жидкости вновь увеличивается. Благодаря изменению количества движения жидкости на входе и выходе из канала обеспечивается создание требуемого упора.



Анализ теоретических зависимостей, используемых при расчетах магнитогидрореактивных движителей, показывает, что к. п. д. комплекса в значительной степени зависит от величины магнитной индукции и скорости движения судна. В первом случае зависимость прямая, во втором - обратная. Одновременно к. п.д. зависит от геометрических размеров системы. Если изменение площади поперечного сечения рабочего канала сказывается на величине к. п. д. незначительно, то изменение длины оказывает на его величину существенное влияние. При прочих равных условиях к. п. д. комплекса прямо пропорционален длине рабочего канала.

Создание магнитогидрореактивных движителей возможно при условии использования сверхпроводящих обмоток системы возбуждения {В = 15 ч-20 тл и более) и решения проблем компенсации магнитного давления, удаления из рабочего канала продуктов электролиза морской воды, регулирования мощности и др.

Конструктивно магнитогидро-реактивный электродвижительный комплекс может быть выполнен в туннельном варианте с внутренним или внешним магнитным по- лем, при котором движитель как таковой исчезает, а силы реакции жидкости передаются непосредственно корпусу судна.

В 1966 г. сотрудник Калифорнийского университета С. Вэй

испытал трехметровую действующую модель подводной лодки с магнитогидрореактивным электродвижительным комплексом, создающим внешнее магнитное поле. Конструктивная схема модели показана на рис. 159.

В качестве источника энергии, обеспечивающего движение модели, использована аккумуляторная батарея, питающая сверхпроводящие магнитные обмотки и поддерживаЮщая напряжение на электродах.

Модель подводной лодки успешно маневрировала под водой на глубине около 1 м, развивая максимальную скорость около 2 узлов.

Помимо рассмотренных, возможны и некоторые другие схемы магнитогидрореактивных электродвижительных комплексов [2].

15* 227


Рис. 159. Конструктивная схема модели подводной лодки с магнитогидрореактивным электродвижительный комплексом, имеющим внешнее магнитное поле.

/ - анод; 2 - аккумуляторная батарея; 3 - силовые линии магнитного поля; 4 - силовые линии электрического поля; 5 - катод; 6 - сверхпроводящая магнитная обмотка



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [74] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93



0.0014