Цепь привода: двигатель, вал и гребной винт

В механическом валопроводе мощность главного двигателя передаётся к гребному винту через гребной вал. Винт отбрасывает воду назад; реакция на ускоренный поток воды создаёт тягу. Через вал и упорный подшипник эта тяга передаётся на корпус судна. Конкретная схема зависит от установки: не на каждом судне используется одна и та же коробка передач или одинаковое количество валов и гребных винтов.

От двигателя к валу

Пример производителя Yanmar показывает один из возможных вариантов механической передачи: двигатель приводит во вращение входной вал судового редуктора; через редуктор и муфту мощность передаётся на выходной вал и гребной винт. Редуктор может снижать частоту вращения и переключением выбирать передний или задний ход. Эта схема компонентов иллюстрирует конкретное решение с редуктором, а не обязательное оснащение всех судов.

Существуют также механические схемы без редуктора. Согласно техническому обзору MHI, тихоходные двигатели могут напрямую соединяться с гребным валом. В механических установках со средне- и высокооборотными двигателями, напротив, используют редуктор, чтобы снизить частоту вращения вала. Таким образом, необходимость редуктора зависит, в частности, от конструкции двигателя и концепции привода.

В установке с редуктором муфта может соединять или разъединять силовую передачу; в рассмотренном примере Yanmar предусмотрен также выбор переднего или заднего хода. Эти функции объясняют, почему двигатель, вал и гребной винт не обязательно вращаются с одинаковой частотой.

Как гребной винт создаёт тягу

Лопасти вращающегося гребного винта отбрасывают воду назад. По описанию Wärtsilä, перепады давления на лопастях являются одним из факторов возникновения тяги и крутящего момента. Тяга воздействует на гребной винт и через валопровод передаётся на упорный подшипник. Подшипник воспринимает усилие и передаёт его на корпус судна. Его функция отличается от функции вала, который передаёт к гребному винту вращение и мощность.

Поэтому гребной винт — это не просто руль: в описанной движительной установке его задача — создавать тягу. Отдельный руль изменяет направление движения; гребной винт и руль взаимодействуют благодаря потоку от гребного винта.

Главный привод и электроснабжение судна

Механическую передачу мощности к гребному винту следует отличать от электропитания судовых потребителей. Для освещения, насосов и навигационного оборудования требуется электрическая энергия; её подача определяется электрической системой судна. При дизель-электрическом судовом приводе дизельный двигатель сначала приводит генератор, вырабатывающий электричество; затем гребной вал вращают электродвигатели. Это отличается от описанной здесь прямой механической передачи. Ещё один альтернативный тип конструкции — поворотные гребные колонки.