简介:轮机工程师的一个主要任务是如何在未来各级战舰中体现出综合全电力推进(IFEP)的优势,这需要高功率密度电力推进设备有创新性的发展,尤其是电力电子设备和推进电机,这些设备随后被集成化,并形成一个可靠,适应性强且高效的IFEP系统,最后,要使战舰制造商们接受IFEP并成为一个可行的概念,就必须证明高功率密度的一IFEP是一个低风险的推进方案,皇家海军正计划通过在一个岸上设施中演示一个IFEP系统以满足此要求,此设施,就是岸上技术演示系统(STD),并将表明IFEP能够满足未来战呼潜艇的战斗要求(比如功率,速度,物理场特性,生存能力),而同时在整个寿命周期成本(LCC)上实现巨大的节约并降低风险。此STD将研究影响系统结构和设备选择的因素,包括舰船运行情况和任务,单发电机运动要求,故障检测与保护以及系统的稳定性,这些问题正在讨论之中,尤其强调各种IFEP方案对船只的影响并且正在提出的与系统整合性有关的问题,进一步的讨论提出了“开放”系统概念,此系统通过最小的改变可以应用于一系列的战船,并且通过最小的改变接纳未来技术的发展(例如燃料电池电源),最后,给出了工作效率分析的初步结果,其中就IFEP战舰与传统推进系统舰船满足典型任务的能力进行了比较。
简介:以某薄膜型液化天然气(LiquefiedNaturalGas,LNG)船的结构设计为例,开展全船屈服强度校核和基于精细网格的有限元疲劳强度分析。针对5种典型装载状态,基于美国船级社(AmericanBureauofShipping,ABS)全船强度直接计算指南,采用ABS-DLA/SFA系列软件,用三维波浪载荷预报程序对波浪随机载荷进行长期预报。基于预报结果,针对每种装载状态计算15个设计波参数组,求解全船结构在各载荷组合工况下的应力分布,继而完成屈服强度校核。以甲板机械室与穹顶甲板相交处的关键节点区域的节点设计为例开展细网格局部强度分析,并通过各种改进设计解决应力集中问题。针对2种常用典型操作装载状态及营运于北大西洋海区疲劳寿命满足40a的要求,基于ABS全船疲劳强度直接计算指南计算2个典型细化位置热点应力传递函数,通过谱分析得到疲劳累积损伤和疲劳寿命,完成疲劳强度校核。采用的全船强度和疲劳分析方法和思路适用于其他超大型船舶的结构分析。
简介:数字样机技术已在航空、航天、汽车工业等行业的研制过程中得到广泛应用。由于船舶产品的复杂性和特殊性,基于全三维设计的数字样船技术应用程度相对落后。从数字样机概念与特征入手,结合船舶研制特点,提出了全三维数字样船的概念,对全三维数字样船的特征进行概要描述,分析了基于全三维数字样船的数字化造船技术体系。在此基础上,从国内外数字化造船发展趋势入手,结合船舶产品三维设计、数据管理、生产管理、设计仿真与虚拟建造、精度测量与控制等方面业务需求和信息集成要求,提出了基于全三维数字样船的船舶产品信息集成与应用实施总体解决方案。基于此方案,在液化天然气船进行了应用验证,为实现船舶产品研制体系的转变提供了应用示范。
简介:超大型全冷式液化气船(VLGC)是液化气船中结构最为复杂的船型,其结构设计是该高附加值船型的关键点和难点。从VLGC结构设计的角度,阐述了中横剖面设计、温度场计算、菱形液舱设计、支承系统设计、结构布置、低温钢焊接、晃荡分析及有限元强度和振动分析等,通过近600项工艺评定,攻克了关键技术。这些研究为该型船舶的成功研制和实船建造打下了坚实基础。
简介:为了在战舰上实现综合全电力推进(IFEP),推进电动机的转矩密度必须是常规同步或异步电机的3倍,目前正开发适应高转矩密度直接驱动战舰推进装置需要的永磁电动机。但还未在战舰中被证实。本文讨论了可替代永磁电动机的配有齿轮箱的中速感应电动机,概括了典型战舰需要的电力,列举了永磁和感应电动机的性能约束,同时在考虑其他性能例如齿轮箱噪音和可靠性的基础上,并对一些象护卫舰类型战舰的可选配置进行了评估,并对推进系统配置和齿轮箱布置之间的关系以及它们与战舰航行工况的关系进行了探索,还比较了直接推进和带减速齿轮箱电动机的重量,尺寸和成本,综合考虑了电动机和控制系统的效率。之后,提出了用于护卫舰和航母的带减速齿轮箱的电动机的布局方案,结果是带减速齿轮箱的电动机是永磁推进电动机的可行替代物,具有低开发风险,高可靠性和低维护的特点,且装置采购费(UPC)和全寿命周期费用(TLC)大大低于任何直接推进电动机。