Если судно достаточно хорошо управляется, а бортовая качка не очень большая, то можно идти курсом не строго против волны, а встречать волну скулой, в этом случае будет больше заглубление винта. Крупнотоннажным судам рекомендуется для уменьшения изгибающих моментов на корпусе штормование на курсовых углах волнения (КУВ) 35–45 градусов [69]. Для надежного удержания судна на курсе рекомендуется периодически менять направление.

Многое зависит от конструкции судна, его загрузки. Так, например, в работе [78] для обеспечения оптимальной скорости танкера предлагается использовать маневр «12–60». Дело в том, что наибольшие скорости движения танкера достигались при курсовых углах ветра и волнения 12 и 60, а наибольшее сопротивление движению в диапазоне углов 24–40. Был предложен способ эффективного последовательного маневрирования танкера в шторм – «12–60». Сначала танкер двигался носом на волну с КУВ 12. Через некоторое время переход на КУВ 60, чтобы не отклониться от курса. После возвращения на первоначальную линию пути с КУВ 0 маневр повторялся.

Для других судов оптимальные углы будут другими, но зная их можно поступая аналогично обеспечить эффективное движение в шторм.

Таким образом, нагрузка на ГД будет еще и периодически увеличиваться за счет необходимости маневрирования в таких сложных условиях. Это необходимо учитывать при выборе уставки частоты вращения, а, возможно, и настройке линии ограничительной характеристики. Но это не все сложности. Предположим предстоит поворот судна.

Поворот судна в штормовую погоду – очень ответственный и опасный маневр. Иногда он совершенно необходим при изменении условий штормовой обстановки, возникновении опасности по курсу или в силу других причин. Перед началом поворота экипаж должен быть извещен об этом, так как будет происходить усиление качки, зарывание в волну и т. п.

Чтобы успешно осуществить поворот при сильном волнении моря, необходима правильная оценка обстановки и правильный выбор момента начала маневра. Надо установить периодичность больших и малых волн, чтобы весь маневр или его часть осуществить в период малых волн и максимально быстро.

Если судно держится на малом ходу носом против волны и нужно развернуться, чтобы идти с попутной волной, следует начать поворот еще при достаточно сильной волне, чтобы судно стало лагом к волне в момент наступления относительно спокойного периода. Первую половину разворота необходимо выполнить с переложенным на борт рулем. Главному двигателю временами придется работать на полной мощности, но так, чтобы судно не увеличивало хода. Закончить поворот нужно как можно быстрее.

Если судно идет с попутной волной, и необходимо развернуться носом против волны, то надо уменьшить ход и выбрать наиболее удобный момент для начала маневра так, чтобы сделать последнюю половину разворота в течение относительно спокойного периода. Первую половину разворота рекомендуется сделать при возможно меньшем переднем ходе судна, а вторую осуществить с помощью ГД, периодически работающего на полный ход в течение короткого периода. Значит в эти периоды можно снять ограничение по теплонапряженности, чтобы кратковременно максимально использовать мощность ГД.

На панели управления AutoChief® можно произвести отмену SHD и SLD по подаче топлива и ограничению нагрузки, которые активны в системе дистанционного управления при обычных условиях плавания.

Для обеспечения безопасного маневрирования следует помнить, что запрещено вести судно на большой скорости при встречной волне и на большой скорости при волне в корму, особенно когда длины судна и волн почти одинаковы. Чтобы исключить резонанс периода волн с периодом бортовой качки судна при следовании лагом к волне следует возможно чаще менять курс. ГД будет подвергаться дополнительным нагрузкам и техническое состояние его узлов, прежде всего ТА, должно соответствовать условиям эксплуатации.

Использование ВГ снижает мощность, идущую на движение судна, но повышает экономичность установки в целом. ВГ приводится от вала дизеля (рис. 2.11). Изменение частоты вращения ГД во время эксплуатации отрицательно влияет на эффективность использования ВГ.

Рис. 2.11. Зона спецификационных режимов работы ГД при работе с ВГ.

1 – винтовая характеристика, проходящая через режимную точку S при работе с нагруженным валогенератором; 2 – тяжелая винтовая характеристика при отключенном валогенераторе (обросший корпус, судно в грузу); 6 – облегченная винтовая характеристика (чистый корпус) [28].

В современных СЭУ применяются три основных типа ВГ:

1) с постоянным передаточным числом (PTO/GCR);

2) с постоянной частотой вращения (Power Take-Off/Renk Constant Frequency или сокращенно PTO/RCF);

3) с постоянной электрической частотой (Power Take-Off/Constant Frequency Electrical, сокращенно PTO/CFE).

Они имеют разные схемы компоновки устройств отбора мощности от ГД (табл. 2.1) и используют различные системы регулирования частот.

Режим работы ПК судна будет зависеть от наличия в работе и нагрузки валогенератора. Во многих случаях суммарная максимальная длительная мощность двигателя определяется простым сложением тяговой мощности и мощности, потребляемой валогенератором.

Рабочую точку можно найти расчетом: S=SMCR+SG, где SG это мощность, необходимая для работы валогенератора (рис. 2.11).

Таблица 2.1. – Схемы компоновки и характеристики систем отбора мощности различными типами ВГ

При наличии в работе ВГ и работе на малых ходах необходимо предусмотреть дополнительный запас мощности для обеспечения разгона судна без критических перегрузок при плохой погоде или значительном обрастании корпуса. Кривая разгона судна выйдет за пределы зоны суммарных нагрузок (на рис 2.11 зона выделена желтым цветом), но она не должна выходить за пределы кратко-временной ограничительной характеристики.

Мощность ГД, расходуемая на движение судна, при включении ВГ, будет уменьшаться при использовании валогенератора в качестве валомашины, работающей от ДГ, мощность, передаваемая на винт, будет увеличиваться.

Использование валогенераторов на судах целесообразно по следующим причинам: более высокий по сравнению с ВД коэффициент полезного действия ГД, больший срок службы, низкий уровень шума, возможность стабилизации нагрузки ГД, работающих на некоторых специфичных режимах ряда судов с недогрузкой (траулеры, суда ледового плавания, буксиры). На рыболовецких судах ВГ обеспечивают электропитание траловой лебедки.

Кроме того, на старых судах ГД обычно используют более дешевое топливо, нежели ВДГ. ВГ бывают простые (PTO/GCR), то есть без системы регулирования частоты вращения и пропорциональной ей частоты электрического тока. Тогда ГД постоянно работает на одной и той же заданной частоте вращения.

На рыболовецких траулерах ВГ позволяют существенно стабилизировать нагрузку ГД на различных ходовых режимах (без трала, при постановке и выборке различных тралов) и обеспечивает электропитание траловой лебедки. ВГ бывают простые, то есть без системы регулирования частоты вращения и пропорциональной ей частоты электрического тока. Тогда ГД постоянно работает на одной и той же заданной частоте вращения. Такой режим часто имеет место при работе ГД с ВРШ по нагрузочной характеристике.

Рис. 2.12. – Компоновка валогенератора в составе пропульсивной установки с МОД [28]

Валогенераторы с постоянным передаточным числом (Power Take-Off/Gear Constant Ratio или сокращенно PTO/GCR), состоят из стандартного синхронного генератора переменного тока и повышающей передачи.