Pobierz - Ministerstwo Obrony Narodowej
Pobierz - Ministerstwo Obrony Narodowej
Pobierz - Ministerstwo Obrony Narodowej
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
NR 01/2013<br />
technika i uzbrojenie<br />
Rys. 2. Mimośrodowy system sterowania kątem pracy łopat<br />
pędnika i rzeczywista trajektoria cykloidalna jednej łopatki<br />
w odniesieniu do kierunków ruchu<br />
Rys. 1. Pędnik<br />
Voitha–Schneidera<br />
Źródło: materiały reklamowe firmy<br />
Voith Schiffstechnik GmbH & Co.KG.<br />
Rys. 3. Położenie łopatek przy biegu luzem i przy wytwarzaniu<br />
siły naporu<br />
Źródło: M. Utkin: Pędnik Voitha–Schneidera. „Młody Technik” 2004 nr 10.<br />
są umieszczone wewnątrz kadłuba okrętu. W wodzie<br />
znajdują się tylko łopatki. Kierunek obrotów<br />
wirnika jest zawsze ten sam. Sterowanie odbywa<br />
się wyłącznie przez zmianę skoku łopatki.<br />
W trakcie obrotu tarczy każda z łopatek pędnika<br />
ustawia się pod kątem odpowiednim do zadanego<br />
kierunku ruchu. Każda wykonuje ruch obrotowy<br />
wokół głównej osi pędnika oraz jednoczesny<br />
ruch postępowy wynikający z prędkości poruszającej<br />
się jednostki i ruchy oscylacyjne wokół<br />
osi własnej (rys. 2). Wypadkową geometryczną<br />
ruchu punktu łopatki jest cykloida 1 , a wielkość<br />
prędkości wypadkowej równa się sumie geometrycznej<br />
prędkości obrotowej i postępowej.<br />
W przekroju profil łopatki jest płatem nośnym<br />
o zmiennym kącie natarcia. Powstająca na płacie<br />
w wyniku ruchu w wodzie siła hydrodynamiczna<br />
rozkłada się na dwie składowe: osiową – będącą<br />
siłą naporu skierowaną w kierunku ruchu okrętu,<br />
i obwodową – skierowaną przeciwnie do kierunku<br />
obrotów pędnika. Suma składowych sił osiowych<br />
na wszystkich łopatkach pędnika tworzy siłę<br />
naporu pokonującą opór okrętu (rys. 3). Suma<br />
iloczynów składowych sił obwodowych na wszystkich<br />
łopatkach przez odpowiadające im odległości<br />
od osi pędnika tworzy moment obrotowy pokonywany<br />
przez silnik napędowy. W czasie jednego<br />
obrotu łopatka cały czas zmienia kąt ustawienia,<br />
z możliwością obrotu od 0 do 360 o , a jej<br />
położenie zmienia kierunek działania siły naporu.<br />
Mimośrodowy system sterowania łopatkami<br />
powoduje, że kąt natarcia każdej łopatki jest inny,<br />
a jego chwilowy układ określa prędkość i kierunek<br />
ruchu jednostki.<br />
Wielkość siły naporu jest proporcjonalna do<br />
długości odcinka NO. Przy zmianie położenia bieguna<br />
N względem punktu osi obrotu O można<br />
zmieniać bezstopniowo zarówno wielkość siły naporu,<br />
jak i kierunek jej działania (rys. 4). W ten<br />
sposób jednostka z pędnikiem Voitha–Schneidera<br />
może się obracać wokół osi, poruszać naprzód<br />
i wstecz z różnymi prędkościami, bez zmiany liczby<br />
i kierunku obrotów silnika napędowego, a także<br />
stać w miejscu przy silniku napędowym przesterowanym<br />
na „cała naprzód” (nie ma straty czasu<br />
na pokonanie bezwładności zespołu napędowego,<br />
pełna moc może być uzyskana prawie na-<br />
1<br />
Cykloida: krzywa, jaką zakreśla punkt okręgu toczącego się<br />
po linii prostej.<br />
68<br />
przegląd morski
Change language