Gemi denizde savaş için tasarlanmıştır ve karmaşık bir mühendislik yapısıdır. silâh ve görevleri yerine getirmek için gereken tüm mallar, kendisine verilen görevlere bağlı olarak, su üstünde, su altında ve su altında yüzebilir. Gemi bir deniz muharebe birimidir filo. Geminin silahları ve teçhizatı deniz ortamında güvenilir bir şekilde çalışmalıdır. Bir gemi, ana enerji santralinin (GEM) kullanımı ile sağlanan hareket kabiliyetine sahip olması gerektiğinden, özel bir tür mühendislik yapısıdır.
Bugün, çeşitli ülkelerin Donanmasının yüzey gemileri kazan-türbin, dizel, gaz-türbin, dizel-gaz-türbin, dizel-elektrik ve nükleer santrallerle donatılmıştır. Her santral kendi çalışma özelliklerine, avantajlarına ve dezavantajlarına sahiptir. Bazıları tasarım ve kullanımda daha basittir, daha küçük kütle ve boyutlara sahiptir, hızlı bir şekilde çalışmaya hazırlanır ve çalıştırılır, ancak pahalı yakıt kullanırlar. Diğerleri daha karmaşıktır, büyük ağırlık ve boyut özelliklerine sahiptir, daha uzun süre çalışmaya hazır hale getirilir ve çalıştırılır, ancak daha ucuz yakıtla çalıştırılması ve çalıştırılması kolaydır.
Rusya büyük bir denizcilik gücüdür ve kendi uluslararası tanınmış gemi inşa ve deniz motoru, kazan ve türbin inşaat okullarına sahiptir. Rusya Federasyonu Donanması'nın (Rusya Federasyonu Donanması) Niteliksel ve Niceliksel Reformasyon Kavramında, KHPP'li gemilerin inşası neredeyse terk edilmişken, dizel, gaz türbini, dizel gaz türbini ve nükleer santrallerle donatılmış gemilerin inşasına öncelik verilmektedir. Kazan türbin gemilerinin çoğunluğu filodan çekildi ve daha sonra hizmet dışı bırakıldı, bu da gemi mühendisliği üniversitesindeki KTEU askeri mekanik mühendislerinin uzmanlığında bir azalmaya neden oldu.
Bugün, Rus Donanmasının bir parçası olarak KTEU ile gemiler parmaklarda sayılabilir. KTEU'yu reddetme ya da vermeme kararının doğru bir şekilde alındığını zaman gösterecek.
XVIII yüzyılın sonunda, gemilerin hareketini sağlamak için buhar santralini (PSU) oluşturan buhar kazanları ve buhar motorları ile donatılmaya başlandı. Kazanlar için yakıt olarak önce odun, sonra kömür kullanıldı. 1788'den beri, dünyanın ilk CSP gemisi Amerika Birleşik Devletleri'nde faaliyet göstermeye başladı ve ardından buhar kullanan tüm gemiler buharlı bot olarak biliniyordu. Küçük teknelerden zırhlılara kadar neredeyse tüm deniz taşıtları, o zamanlar buharla çalışan tesislerle donatılmıştı. Deniz yakıt tanklarının (Fram tankları olarak adlandırılan) ve yakıt ekipmanının keşfinden sonra, deniz akaryakıtının XNUMX. yüzyılın başında PSU deniz yakıtı olarak kullanılmaya başlanması, aynı zamanda buhar motorlarının yerini buhar türbinleri almaya başladı ve gemilerin ana enerji santraline buhar türbini (PTEU) denildi. . Yeni bir santralin ortaya çıkması, daha sonra buharla çalışan tesislerin (ÇKP) makine mühendisleri olarak adlandırılan yeni teknisyenlerin eğitimini gerektiriyordu.
Buharla çalışan kurulum, 1970'lerin sonuna kadar gemilerde ve gemilerde kullanıldı ve daha sonra kazan türbini olarak adlandırılan buhar türbini hala kullanılıyor, kural olarak, büyük yer değiştirme gemileriyle donatılmıştır: uçak gemileri, kruvazörler ve muhripler.
1893'ten beri, buharla çalışan bir elektrik santralinin buhar motoru, XX yüzyılın başından itibaren gemileri donatmaya başlayan tüm içten yanmalı motorların prototipi haline geldi.
Kazan ve türbin ve dizel enerji santrallerinin işletme deneyimi, birincisinin düşük bir verimliliğe sahip olduğunu, önemli gemi alanlarını ve hacimlerini işgal eden çok sayıda karmaşık mekanizmayı içerdiğini ve ikincisinin güçle sınırlı, inşaatta karmaşık, ağır ve operasyon için yüksek kaliteli yakıt gerektirdiğini gösterdi.
XNUMX. yüzyılın son çeyreğinde, prototipi buhar türbinleri olan dizel motorlarla hemen hemen aynı anda gaz türbinleri icat edildi, ancak gaz türbini tesisleri, güvenilir ısıya dayanıklı yapısal malzemelerin geliştirilmesinden sonra sadece XNUMX. yüzyılın ikinci yarısından itibaren gemilerde ve gemilerde yaygın olarak kullanıldı.
1970'lerin ortalarında, yüzey gemileri denizaltılarda test edildikten sonra nükleer santrallerle (AEU) donatılmaya başlandı. AEU ayrıca buhar üretmek için bir kazan yerine buhar jeneratörü olan bir nükleer reaktörün kullanıldığı bir buhar türbini tesisidir.
Bu elektrik santrallerine ek olarak, gemiler kombine santrallerle, örneğin dizel-buhar türbiniyle (Kriegsmarine, Nazi Almanya Donanması. - Yaklaşık. Aut.) Ve hala dizel-gaz türbini ve dizel-elektrik santralleri ile donatılmıştır.
Bildiğiniz gibi her türlü silah ve askeri teçhizatın kalitesi ve mükemmelliği savaş tarafından test edilir. Bu aksiyom gemi enerji santrallerine tamamen uygulanabilir.
Kazan-türbin santrali gemilerle donatılmış ilk santral olduğundan, iki dünya ve birkaç yerel savaşın testini geçti ve yüksek kalitesini ve güvenilirliğini gösterdi. Aynı zamanda, dizel enerji santrali (DEU) bir dünya savaşı ve yerel deniz çatışmaları ve gaz türbini (GTEU) tarafından test edildi - sadece yerel savaşlar, örneğin, Falkland (İngilizce) veya Malvinas (İspanyol) adalarındaki savaş 1982 yıl.
Farklı iklim bölgelerinde çeşitli tipteki santrallerin gerçek koşullarda çalıştırılması konusundaki deneyimler, KTEU'nun en yok ediciden daha düşük olmayan büyük deplasmanlı gemilerde en etkili şekilde kullanıldığını ve nispeten ucuz petrol yakıtı tükettiğini göstermiştir. Aynı zamanda, DEU ve GTEU ile gemilerin çalışması önemli miktarda yüksek kaliteli hafif yağ yakıtı gerektirir. Buna ek olarak, savaş ve askeri çatışmalar deneyimi, kışın Arctic operasyon tiyatrosunda dizel ve gaz türbini gemilerinin kullanılmasının, ancak daha pahalı dizel yakıt türü olan Arctic (DT A) tarafından yakıt ikmali yapıldığında mümkün olduğunu gösterdi. Bilindiği gibi gemi koşullarında hafif yakıtların kalite özelliklerindeki bozulma (örneğin, katran, sulama, vb.) Her durumda ekipman arızalarına, elektrik kesintisine ve tabii ki kaybına yol açar. Tesisatları hafif dereceli yakıt tüketen gemiler, savaş ve acil hasar sırasında daha yüksek patlama ve yangın olasılığına sahiptir. Dizel ve gaz türbin gemilerinin savaş koşullarında onarımı, yakıtın yüksek patlayıcı yangın tehlikesi ve tam deşarj ihtiyacı ve daha sonra tam bir tedarik için tanklara kabul edilmesi de dahil olmak üzere daha uzundur. Buna ek olarak, dizel ve gaz türbin gemilerindeki birçok onarım türü, yalnızca teknik ekipman üreticilerindeki kalifiye uzmanlar tarafından gerçekleştirilmelidir.
Kazan türbini tesisatı, DEU ve GTEU'da bulunan birçok dezavantajı ortadan kaldırır. Bu nedenle, KTEU karanlık tip petrol ürünleri kullanır - deniz akaryakıt ve kalitesinin bozulması, kurulumun çalışmasını, özellikle buhar kazanlarının çalışmasını önemli ölçüde etkilemez. Kazan-türbin gemilerinin enerji santralleri daha muhafaza edilebilir, bu da aşırı koşullarda ve üslerden uzun süre ayrılmasında önemlidir.
Buna ek olarak, birçok savaşın deneyimi, bir kazan türbini gemisinde petrol yakıtı olmadığında, acil odun, ahşap nesneler ve hem gemide hem de denizde kazanlarda toplanan diğer yanıcı maddelerin yakılmasıyla minimum bir seyir sağlanabileceğini göstermiştir.
Çeşitli santrallerin (EA) kullanımındaki savaş deneyiminin yanı sıra, barış zamanındaki uzun mesafeli kampanyalarında, bireysel elemanlarının acil durum arızalarında kazan-türbin ünitesinin yüksek dayanabilirliğini gösteren yeterli deneyim birikmiştir. Böylece, bir kazan türbini tesisi, sadece bir kazan çalışırken bile, geminin itici kompleksinin işleyişini bozmadan geminin ilerlemesini sağlayabilir. Aynı zamanda, bir motorun DEU ve GTEU'lu gemilerde çalışması, tahrik sisteminin bozulmasına ve ana itme yatağının yoğun çalışmasına yol açabilir. Ayrıca, dizel ve gaz türbin ünitelerinin güvenilir çalışması, büyük ölçüde kazan türbini ünitesinin çalıştırılmasından ziyade geminin güç kaynağı parametrelerine bağlıdır.
Yüksek beka kabiliyeti, minimum sayıda çalışma mekanizması ile ilerleme kaydedebilme, iyi bakım kabiliyeti ve gemi güç kaynağı parametrelerine küçük bir bağımlılık, deniz üslerinin yokluğunda dünya okyanusunun uzak bölgelerindeki bir geminin uzun süreli otonom navigasyonu sırasında kazan türbini ünitesinin çalışması için önemli faktörlerdir.
Gemilerin kullanımının askeri-ekonomik verimliliğinin değerlendirilmesi, gemilerin amaçlanan amaçları için kullanılmadığı ve aynı zamanda bakım, eğitim ve mürettebat eğitimi, hedef atışı ve uzun mesafeli yolculuklar için önemli maliyetler gerektirdiği zaman barış zamanıyla ilgilidir.
Herhangi bir gemiyi işletme maliyetinin% 70'inin yakıta harcandığı bilinmektedir.
Bir örnek olarak, Kronstadt tipi kazan türbin gemilerinin ve Nikolaev tipi gaz türbin gemilerinin bir saat boyunca tam hızda çalışmasını sağlamak için deniz yakıtının ekonomik maliyetlerini karşılaştırıyoruz. Bir kazan türbini gemisinin sırasıyla deniz yakıtlı petrol F-5 ve bir gaz türbini gemisinin sırasıyla dizel yakıt DT kullandığı bilinmektedir. Bu gemilerin seçimi rastgele değildir, çünkü değerlendirme ancak gemiler aynı amaca ve yaklaşık olarak aynı taktik ve teknik özelliklere sahipse doğru ve objektif olabilir. Kronstadt ve Nikolaev tipindeki tüm gemilerin hurda olarak Rus Deniz Kuvvetleri'nden devreden çıkarıldığına dikkat edilmelidir.
Büyük denizaltı karşıtı gemilerin (BOD) "Kronstadt" ve "Nikolaev" ve güç santrallerinin performans özellikleri (TTX)
TTX BPK "Kronstadt" / BPK "Nikolaev":
- santral türü: KTEU GTEU;
- toplam yer değiştirme: ~ 7.600 t / ~ 7.000 t;
- santralin güç değeri: 90.000 hp / 84.000 hp;
- gemide tam yakıt ikmali (yakıt tipi): 1.950 ton (fuel oil F-5) / 1.800 (DT);
- tam hız: 33 deniz mili / 32 deniz mili;
- özgül yakıt tüketimi: 0,36 kg / hp. saat / 0,25 kg / hp saat;
- seyir menzili (18 deniz milinde): 5.200 mil / 6.500 mil;
- Temmuz 2019 fiyatlarındaki ortalama yakıt maliyeti: 24.000 ruble / t / 42.000 ruble / t.
Santralin nominal gücünü spesifik yakıt tüketimi ve bir ton yakıt maliyeti ile çarparak, Kronstadt tipi gemilerin ve Nikolaev tipi gemilerin bir saat boyunca tam 777.600 saat çalışmasını sağlamak için yakıtın finansal maliyetlerini alıyoruz, bu da sırasıyla 882.000 ruble / saat ve saatte XNUMX ruble. Bu, Kronstadt BPC'nin uzun seyrini (yelken) sağlamak için yakıt maliyetinin (deniz akaryakıt), BPC Nikolaev için benzer maliyetlerden (dizel yakıt için) önemli ölçüde daha az olacağı anlamına gelir.
DEU'ya sahip bir gemi için aynı ekonomik hesaplamalar yapılabilir, ancak çalışan bir kazan türbini tesisinin yakıt maliyetlerini de aşacakları açıktır.
Gerçekten de, kazan türbin gemilerinin çalışması, dizel yakıtın yüksek maliyeti veya eksikliği nedeniyle neredeyse 1990'ların tümünde üslerinde dizel ve gaz türbini gemilerinin uzun süreli park edilmesi sırasında kullanımları (yelken) ile daha ucuzdur.
Herhangi bir geminin yaşam döngüsünü belirleyen önemli bir faktör, onarım denilen savaş ve operasyonel özelliklerini geri yükleme sürecinin kalitesi ve zamanlamasıdır. Ne yazık ki, SSCB'nin çöküşü ve bir zamanlar birleşik ülke cumhuriyetleri arasındaki ekonomik bağların bozulması sadece inşaat süreci üzerinde değil, aynı zamanda gemi elektrik santrallerinin onarımı süreci üzerinde de olumsuz bir etkiye sahipti. Bu nedenle, SSCB'de gemi gaz türbini motorlarının üretimi ve onarımı için önde gelen bir işletme olan Nikolaev'deki Güney Türbin Tesisi (UTZ), şimdi Rusya'nın dışında bulunuyor, bu nedenle gemi gaz türbini motorlarının onarımı, para birimi. Bu, bugün gaz türbini tesisli bir gemiyi tamir etmenin, kazan ve türbin ve dizel gemileri tamir etmekten çok daha pahalı olduğu anlamına gelir. Ayrıca, dizel ve gaz türbin gemilerinin doğrudan kullanım süresi, ana motorlarının motor kaynaklarının zamanına göre belirlenir. Belirlenen sıralamaya göre, ana gemi motorlarının motor ömrü, üreticilerin uzmanlarının motorların daha fazla çalışması olasılığı hakkındaki sonucuna dayanarak filo komutu ile uzatılır. Motor kaynakları üzerinde çalışırken, bildiğiniz gibi gemi denizine erişim yasaktır ve daha uzun süre üslerde durmaktadırlar, bu da daha yakın zamanda Sovyet yapımı gemilerle Rusya Federasyonu'nun tüm filolarında gözlemlenmiştir.
Her tarihsel dönem, görevlerini bir bütün olarak geminin muharebe ve operasyonel özelliklerinin ve santral dahil bireysel alt sistemlerinin zorunlu olarak iyileştirilmesini gerektiren donanmaya ayarlar. Yeni görevler ayrıca gemilere ve enerji santrallerine daha sıkı gereksinimler getiriyor. Tasarlanan gemiyi bir veya başka tipte bir elektrik santrali ile donatmaya karar verirken, önce santral tarafından elde edilen operasyonel deneyimi ve seçilen enerji santralinin geminin verimliliğini artırmak için daha da geliştirilebilme yeteneğini dikkate alması gerektiği açıktır.
Gemilerin kullanım verimliliğini artırmak için, enerji santrallerinin bir veya birkaç unsuru geliştirilebilir. Yazarlar, bugün, örneğin, petrol yakıtı kullanan her tür enerji santrali ile donatılmış gemilerin bakım maliyetinin yakıt bileşenini azaltmanın mümkün olduğuna inanıyorlar. Yakıt bileşeninin azaltılması aşağıdaki alanlarda sağlanabilir:
- AB'nin birim ağırlığı başına yakıt tüketiminin azaltılması, örneğin, ana motorlar ve kazanlara yeni yapısal malzemeler eklenerek;
- yakıt ekipmanının iyileştirilmesi ve yakıt yanma işleminin yoğunlaştırılması nedeniyle spesifik yakıt tüketiminin azaltılması;
- sarf tanklarındaki “ölü” yakıt rezervinin ve motor ve kazanların yakıt sistemi elemanlarındaki “minimum” rezervin ortadan kaldırılması;
- AB'de kullanılan petrol yakıtı çeşitlerinin genişletilmesi;
- yakıt kayıplarının, örneğin buharlaşmadan azaltılması;
- Bir gemide depolanması vb. sırasında yakıtın kalitatif ve kantitatif göstergelerinin korunması.
Her durumda deniz yakıtının kullanım verimliliğindeki bir artış nedeniyle yakıt bileşenindeki bir azalmanın, geminin çevre temizliğinde ve bir bütün olarak gizliliğinde bir artış da dahil olduğu belirtilmelidir.
Savaşlar ve kampanyalar tarafından test edilen kazanın kazan türbini enerji santralinin beklentileri olduğu ve daha da önemlisi, daha da geliştirilmesi, modernizasyonu ve iyileştirilmesi için rezervler oluşturduğu açıktır, bu nedenle bu tür santrallerden vazgeçmenin vakti geldi. Aynı zamanda, bugün dünya deneyimini göz önünde bulundurarak, diğer tüm enerji santrallerinin işleyen verimliliklerini artırma yönünde iyileştirilmesi gerekmektedir.