водомётные движители для подводных аппаратов

au> Они (в патенте) хотят чтобы ротор с лопатками был снаружи (в воде), а статор с катушками внутри (в корпусе).

А вообще-то это красиво, изящно так Полная герметичность всей электрики, полное отсутствие проблемы герметизации вала/движка.

Изящнее только непосредственно ускорение воды безо всяких движущихся частей вообще - хотя, пожалуй, и самое труднореализуемое, и с самым низким КПД

артём> Пожалуй конструкция поворотного сопла выйдет очень тяжелой, а вот уменьшить размах рулей вполне возможно.

Я и сказал что тупо по-самолётному (ворочать потоком) не хочется совсем. Вместо этого мысль — ворочать грубо: в сопле чем-то поток сильно поджимается, и одновременно с этим сбоку открывается нормально-закрытое сопло — получается момент. Причём для простоты всё это работает в режиме вкл/выкл, а не как обычные рули. Длительностью "импульса" (открывания бокового сопла с поджатием потока в основном, чтобы воду перенаправить) определяется на сколько в результате корабль повернётся. Точно так же в принципе и реверс, хотя его я пока представляю слабовато — надо чем-то сопло зажать более чем наполовину..

артём> Хотя всё что омывается в ускоренном потоке, служит дополнительным источником шумов. При чем шумов низкочастотных, с которыми крайне сложно бороться.

На это пока можно закрыть глаза.

артём> Вероятно, возможно решение, в виде водомётов малого диаметра, заменяющих развитые рули. Могут быть поворотные сопла или несколько перекрываемых труб.

Вот хочется без рулей (в водомёте, для начала), а перенаправлять воду (зажимая основное сопло) в набор направленных сопел с предельно простым управлением (вкл/выкл). В конце концов, отношение времени "руления" к общему времени работы движителя стремится к нулю. Как бесплатное дополнение это даёт управляемость на любой скорости вплоть до нулевой. Впрочем, дополнительные водомёты (они же РСД) это всё не исключает, но хочется понять сначала главный движитель.

tramp_> Ага, с Ямато уже решили... SciTecLibrary - База Данных Технологий

Про японский эксперимент читал. сколько ему уже лет то 10, 20?

tramp_> На ближайшую перспективу регулируемый электропривод наиболее реальная вещь?

Оно конечно, на ближайшую перспективу. Порочность этой системы во множественном преобразовании энергии.

артём> Про японский эксперимент читал. сколько ему уже лет то 10, 20?
20, подвижек, насколько знаю, практически нет, несмотря на новые материалы.
артём> Оно конечно, на ближайшую перспективу. Порочность этой системы во множественном преобразовании энергии.
всего два раза, при этом все больше идет развитие ЕЭЭС.

au> Я и сказал что тупо по-самолётному (ворочать потоком) не хочется совсем. Вместо этого мысль — ворочать грубо: в сопле чем-то поток сильно поджимается, и одновременно с этим сбоку открывается нормально-закрытое сопло — получается момент. Причём для простоты всё это работает в режиме вкл/выкл, а не как обычные рули. Длительностью "импульса" (открывания бокового сопла с поджатием потока в основном, чтобы воду перенаправить).....

Трудно сказать однозначно. Однако, кольцевые насадки всё равно имеют крепления. не вижу не решаемых проблемм сделать эти крепления подвижными.

То что вы предлагаете, уже существует. Правда в основном для реверса движетеля (на катерах).

au> На это пока можно закрыть глаза.

так опять вопрос в оптимизации. каковы приоритеты?

au> Вот хочется без рулей (в водомёте, для начала), а перенаправлять воду (зажимая основное сопло) в набор направленных сопел с предельно простым управлением (вкл/выкл). ....

В принципе, можно сделать поворотными лопатки спрямляющего аппарата. Они могу полностью или частично перекрывать сопло. Повышенное давление будет открывать подпружиненные заслонки.

артём> так опять вопрос в оптимизации. каковы приоритеты?

По группам (внутри групп пока затрудняюсь без цифр), в порядке убывания приоритетности:
1. Надёжность всего (критерии), безопасность людей (критерии)
2. Дальность плавания (км без дозаправки), эксплуатационные затраты (цифра/год/км)
3. ..., капитальные затраты, шумность внутри и снаружи, ...
Тут небольшой нюанс: поскольку критерии безопасности включают проблему разнообразных морских мин, шумность в некотором роде присутствует и в первой группе приоритетности. Но до параноидальной озабоченности шумностью, как у военных, оттуда очень далеко.

au> По группам (внутри групп пока затрудняюсь без цифр), в порядке убывания приоритетности:
au> 1. Надёжность всего (критерии), безопасность людей (критерии)

Видимо это неприложное требование. Т.к. ПА и ПЛ относятся к черезвычайно опасным средствам транспорта.

au> 2. Дальность плавания (км без дозаправки), эксплуатационные затраты (цифра/год/км)

Нет прямой зависимости. В общем случае решают КПД и запас топлива.
Эксплуатационные затраты, ещё менее прозрачны. Т.к. обслуживание что винда, что водомёта трудоёмки. Видимо стоит исходить из технологичности конструкции и её распространённости.
Т.е. при серийном производстве, нет проблем изготовить сменный модуль движителя. Ремонт производить заменой агрегата.

au> 3. ..., капитальные затраты, шумность внутри и снаружи, ...

Опять так и, вопрос не конкретно к типу движетеля, а к конструкции в целом.

au> Тут небольшой нюанс: поскольку критерии безопасности включают проблему разнообразных морских мин, шумность в некотором роде присутствует и в первой группе приоритетности. Но до параноидальной озабоченности шумностью, как у военных, оттуда очень далеко.

Интересно, каково назначение аппарата (предполагаемое). Вижу, аппарату придаются транспортные возможности и возможность обслуживания водолазов. Случаем это аппарат не для обслуживания шельфовых буровых? Или может это спасательный аппарат?

au>> По группам (внутри групп пока затрудняюсь без цифр), в порядке убывания приоритетности:
au>> 1. Надёжность всего (критерии), безопасность людей (критерии)
артём> Видимо это неприложное требование. Т.к. ПА и ПЛ относятся к черезвычайно опасным средствам транспорта.

Уточняю
Надёжность конструкций, машин и механизмов в пределах спецификации. При разработке и подготовке производства все материалы, процессы и компоненты должны проходить жёсткий контроль (независимой от исполнителей организацией) качества и соответсвия спецификации на входе, выходе и в процессе. В контракте должна быть записана премия за безаварийную работу и пеня за любые дефекты, найденные после испытаний и приёмки.
Безопасность людей в условиях нормальной эксплуатации корабля. Иными словами он должен быть глубоко продуман, раскритикован материально-заинтересованной конкурирующей организацией, и потом снова продуман. Для этого должно быть два (очень) различных проекта, разработанных двумя конкурирующими организациями. Оплата в виде базовой стоимости работы + премия не менее 50% победившей фирме + фиксированная премия основным конструкторам непосредственно в руки за принятие проекта в производство + контракт на инспекцию проекта проигравшей фирме. Как-то так, тут надо подумать Цифрами тут не пропишешь, так что методами. Вот кстати методами добились дикой надёжности в программе Сейфгард (амовская ПРО 70х) — контроль качества начиная с 100% отбора электронных элементов.

au>> 2. Дальность плавания (км без дозаправки), эксплуатационные затраты (цифра/год/км)
артём> Нет прямой зависимости. В общем случае решают КПД и запас топлива.

Запас топлива более-менее определяется основными конструктивными требованиями (в заказе) к кораблю — при гидродинамически-оптимальной форме и максимальном объёме ПК. В общем, при достижении прописанной дальности плавания дальнейшее улучшение по этому пункту имеет низкий приоритет.

артём> Эксплуатационные затраты, ещё менее прозрачны. Т.к. обслуживание что винда, что водомёта трудоёмки. Видимо стоит исходить из технологичности конструкции и её распространённости.

Они весьма конкретны Если требуется проведение неких регламентных работ раз в Х, и их стоимость известна, уже получается базовая стоимость эксплуатации. Так базовая стоимость просчитывается на весь цикл жизни корабля. Вот за счёт приоритетности надёжности и качества на всех этапах и предполагается минимизация эксплуатационных затрат. Это было бы прописано в спецификации, т.е. минимальный период между регламентными работами, и он был бы прописан весьма большим.

артём> Опять так и, вопрос не конкретно к типу движетеля, а к конструкции в целом.

Да, но выбор типа движителя сильно влияет. И в частности винт, хоть он и вещь дубовая сравнительно, но торчит и имеет тенденцию цепляться и ломаться (как было с упоминавшимся тут лайнером КМ2). Водомёт это исключает на стадии выбора типа движителя.

артём> Интересно, каково назначение аппарата (предполагаемое). Вижу, аппарату придаются транспортные возможности и возможность обслуживания водолазов. Случаем это аппарат не для обслуживания шельфовых буровых? Или может это спасательный аппарат?

Ну вот как раз транспортный аппарат с возможностью обслуживания водолазов+UUV Весьма универсальный в этом плане, но не специально для буровых или спасателей.

au> Уточняю

В случае аварии ПА или ПЛ, для определения причин аварии аппарат ещё поднять надо.

au> Запас топлива более-менее определяется основными конструктивными требованиями (в заказе) к кораблю — при гидродинамически-оптимальной форме и максимальном объёме ПК. В общем, при достижении прописанной дальности плавания дальнейшее улучшение по этому пункту имеет низкий приоритет.

Какова же сама "прописанная дальность"?

au> Они весьма конкретны

По всей видимости, я не правильно выразился.
Имелось в виду, не эксплуатация как таковая, а аварийный ремонт. Его сложность, в большей степени, зависит не от типа движетеля, а от объёма повреждений и условий ремонта.

au> Да, но выбор типа движителя сильно влияет. И в частности винт, хоть он и вещь дубовая сравнительно, но торчит и имеет тенденцию цепляться и ломаться (как было с упоминавшимся тут лайнером КМ2). Водомёт это исключает на стадии выбора типа движителя.

Это не совсем верно, вернее не универсально. Для водомётов применяют специальные меры для защиты водоводов от попадания посторонних предметов. Потому как подобное у водомёта, в отличии от винта, ведёт к как правило к тяжелой аварии (повреждение лопаток нагнетателя и спрямляющего аппарата).


au> Ну вот как раз транспортный аппарат с возможностью обслуживания водолазов+UUV Весьма универсальный в этом плане, но не специально для буровых или спасателей.

Интересно. Можно узнать характеристики, более полно, аппарата?

артём> Имелось в виду, не эксплуатация как таковая, а аварийный ремонт. Его сложность, в большей степени, зависит не от типа движетеля, а от объёма повреждений и условий ремонта.

Понятно, я ответил про профилактики и текучки всевозможные. Аварийность по первому приоритету проходит — её быть не должно в условиях нормальной эксплуатации, т.к. никаких рекордов в аппарате нет, подвиги он совершать не предназначен. Надёжный такой транспорт плюс

артём> Для водомётов применяют специальные меры для защиты водоводов от попадания посторонних предметов.

Это да. Не зря я хочу закрывающиеся входы водоводов и РСД Не знаю как там с сетками на входах, но если они не сильно мешают, то они там должны быть. С другой стороны, опасность затянуть что-то даже в нескольких метрах под поверхностью несравнима с забором воды у поверхности, потому что твёрдое обычно или плавает или тонет или закреплено (типа троса буя), а мягкое машина прожуёт

артём> Интересно. Можно узнать характеристики, более полно, аппарата?

Это пожелания с прорисовками, которые уже видели, с кое-какими цифрами, в основном с приставкой "примерно": длина корпуса ~40м, объём 850-900м³, глубина рабочая 300м, скорость 15-20уз (зависит от кпд движителя). При этом выходит масса корпуса (обоих в сумме) примерно 250т (титан, для стали не пересчитывал, но это план Б), цистерны в сумме примерно на 250т. Двухкорпусная конструкция, три отсека: шлюз, основной (примерно 17м длиной), и моторный. Диаметр ПК 5.6м, ЛК — эллипсоид+параболоид с обрезанным под сопло хвостом, описан вокруг ПК. Корпус уже "обжал" в солиде — держит с двухкратным запасом, так что масса ПК консервативна. Поместился дизель-генератор на 1.3МВт, похоже помещается (в капсуле + водомёт) электромотор на ~1МВт. Дальность (запас топлива на) 20т км, до 30, если влезет. По расчёту получается расход порядка 4кг/км на полном ходу, так что топлива до 80-100т. Место под это вроде есть, массы даже излишек — пока нулевой плавучести не получается Это всё думки с картинками и кодом расчёта некоторых цифр.

артём>> Интересно. Можно узнать характеристики, более полно, аппарата?
au> Это пожелания с прорисовками, которые уже видели, с кое-какими цифрами, в основном с приставкой "примерно": длина корпуса ~40м, объём 850-900м³, глубина рабочая 300м, скорость 15-20уз (зависит от кпд движителя). При этом выходит масса корпуса (обоих в сумме) примерно 250т (титан, для стали не пересчитывал, но это план Б), цистерны в сумме примерно на 250т. Двухкорпусная конструкция, три отсека: шлюз, основной (примерно 17м длиной), и моторный. Диаметр ПК 5.6м, ЛК — эллипсоид+параболоид с обрезанным под сопло хвостом, описан вокруг ПК. Корпус уже "обжал" в солиде — держит с двухкратным запасом, так что масса ПК консервативна. Поместился дизель-генератор на 1.3МВт, похоже помещается (в капсуле + водомёт) электромотор на ~1МВт. Дальность (запас топлива на) 20т км, до 30, если влезет.

В общем: "Посодют тебя!"(с)к/ф "Берегись автомобиля"

// Титановый корпус таких размеров предполагает только одного производителя на Земле...может послужить смягчающим на суде

Wyvern-2> Титановый корпус таких размеров предполагает только одного производителя на Земле...может послужить смягчающим на суде

Не предполагает, благо люди сведущие уже ответили на мой вопрос о сварке. А вот насчёт намекаемого севмаша я очень сомневаюсь в их реальных нынешних возможностях, да и не верю что они могут нормально сделать за деньги и в срок — почитал что на их форуме пишут работники, бесценные знания. К тому же 1851 строили не там. Дедушкиными подвигами хвастаться не гоже.

Wyvern-2>> Титановый корпус таких размеров предполагает только одного производителя на Земле...может послужить смягчающим на суде
au> Не предполагает, благо люди сведущие уже ответили на мой вопрос о сварке.

А что - титан единственный вариант выбора? Насколько помню, реально титановыми корпусами занимались больше не для прочности, а для немагнитности...да и разница прочностная там где то с 500 метров начинается

Не единственный, стальной — план Б. Титан ради коррозионной стойкости, т.е. долговечности, низких затрат на обслуживание, низкого риска появления дефектов с последствиями, и т.п. ценные мелочи набегают по конструкции и эксплуатации. В отличии от, гражданская техника стоит живых денег не только до, но и после постройки.

tramp_>> На ближайшую перспективу регулируемый электропривод наиболее реальная вещь?
артём> Оно конечно, на ближайшую перспективу. Порочность этой системы во множественном преобразовании энергии.

Да ну - сегодняшние системы на IGBT-транзисторах имеют КПД под 99% и управляют МЕГАваттами при "чемоданных" габаритах.
Например: Савицкий АВ Преобразователь частоты на IGBT Реферат по работе

Wyvern-2> Да ну - сегодняшние системы на IGBT-транзисторах имеют КПД под 99% и управляют МЕГАваттами при "чемоданных" габаритах.

опровержение сам напишеш?

Wyvern-2>> Да ну - сегодняшние системы на IGBT-транзисторах имеют КПД под 99% и управляют МЕГАваттами при "чемоданных" габаритах.
MIKLE> опровержение сам напишеш?
я-я

au>> Они (в патенте) хотят чтобы ротор с лопатками был снаружи (в воде), а статор с катушками внутри (в корпусе).
Fakir> А вообще-то это красиво, изящно так

Это совершенно обычный вентильный реактивный ЭД с внешним ротором Ротор в ВРЭД - пакет листов из магнитомягкой стали. Никаких тебе магнитов, ни тебе сверхпроводящих, ни редкоземельных. Там вообще в принципе не особо то чего есть Статор - такой же пакет, только с медными обмотками (ну, или сверхпроводящими - это если гиперТТХ нужно ) Ток и охлаждение подается ТОЛЬКО НА СТАТОР. Причем при конфигурации с внешним ротором, статор может быть ПОЛЫМ.
________________________
Гибкость компоновки

Простота обмотки якоря и отсутствие обмотки и магнитов на роторе обеспечивает ВРД/ВРГ высокую гибкость компоновки. Конструкция электродвигателя/генератора может быть плоской, вытянутой, обращенной , секторной, линейной. Для выпуска целого типоряда электродвигателей/генераторов с различной мощностью можно использовать один и тот же комплект штампов для вырубки ротора и статора, поскольку для увеличения мощности достаточно увеличить соответственно длину набора ротора и статора. Не составляет труда изготовление машины с расположением статора как снаружи ротора, так и наоборот, а также встраивание электроники в корпус машины.
________________________
Приколола концовка:
________________________
Простота конструкции ВРД/ВРГ снижает трудоемкость его изготовления. В сущности, его можно изготовить даже на не специализирующемся в области электромашиностроения промышленном предприятии. Для серийного производства ВРД/ВРГ требуется обычное механическое оборудование - штампы для изготовления шихтованных сердечников статора и ротора, токарные и фрезерные станки для обработки валов и корпусных деталей. Трудоемкие и сложные в технологическом отношении операции, например изготовление коллектора и щеток коллекторного электродвигателя или заливка клетки ротора асинхронного двигателя, здесь отсутствуют. По предварительным оценкам трудоемкость изготовления ЭМП вентильного реактивного электродвигателя составляет на 70% меньше трудоемкости изготовления коллекторного и на 40% меньше трудоемкости изготовления асинхронного электродвигателя.
________________________
http://yandex.ru/...

Wyvern-2>> Да ну - сегодняшние системы на IGBT-транзисторах имеют КПД под 99% и управляют МЕГАваттами при "чемоданных" габаритах.
MIKLE> опровержение сам напишеш?

Чего? Лечи отсталость - лекарство (кроме Гугля, но я в твои серкретари давно записался, будешь должен): http://download.dialelectrolux.ru/533/dial_cm1400du-24nf_e.pdf
Вся линейка: ДИАЛ-Электролюкс : IGBT модули Mitsubishi
Скока будет 1200V на 1700A сам подсчитаешь?

Wyvern-2> Чего? Лечи отсталость - лекарство

причом тут отсталость... смотреть надо не элемент а готовую систему управления. а она уже не чемодан но шкафчег, жрущий киловаты только на вентиляцию/охлаждение.

Wyvern-2> Скока будет 1200V на 1700A сам подсчитаешь?

пиковое на пиковое, ага...

Wyvern-2> Скока будет 1200V на 1700A сам подсчитаешь?

Это если условия для взрыва А для надёжной работы надо делить например на два — derating. И смотреть на модели схемы какие там могут быть пиковые значения тока и напряжения при коммутации, разных режимах, переходных режимах, при разных температурах, какие failure modes, в общем делить придётся.

MIKLE> пиковое на пиковое, ага...

Пиковое там 200% по току. Но это не ключевая цифра. Ключевые — температура кристалла и как следствие --предельная рассеиваемая мощность. Если чип перегреется под нагрузкой, будет Бумъ! Но зацикливаться на конкретном приборе нет смысла — есть и мощнее, да и в движке не через одну точку вся мощь протекает — там несколько фаз, и чем их больше, тем он в контексте темы лучше, и как следствие нагрузка на отдельный ключ (igbt например) ниже.

MIKLE>> пиковое на пиковое, ага...
au> Пиковое там 200% по току. Но это не ключевая цифра. Ключевые — температура кристалла и как следствие --предельная рассеиваемая мощность.

http://www.moris.ru/~martin/spp/products/products.htm Вообщем 4000кВт двигателю для охлаждения управляющего модуля нужен радиатор от Жигуля-копейки Эт если на воздухе..