Законы и закономерности развития систем. Книга 3 - страница 10

3. Выбор наилучшего принципа действия. Критерии выбора определяет компания.

Рабочий орган должен наилучшим образом выполнить выбранный принцип действия системы.

Источник и преобразователь вещества, энергии и информации должны наилучшим образом обеспечить работоспособность рабочего органа.

Система управления должна наилучшим образом создавать работоспособность всей системы.

Связи между элементами должны наилучшим образом создавать работоспособность всей системы.

13.6.3. Построение судна

Описание альтернативных способов построения судна начнем с выявления главной функции.

Главная функция судна – перемещение по воде.

Ниже мы представим некоторые альтернативы исполнения рабочего органа, источника и преобразователя энергии, систем управления и корпусов.

Первоначально рассмотрим возможные виды рабочего органа. Рабочим органом любого средства передвижения, в том числе и судна, является движитель.

На поверхности воды движитель для реакции опоры может использовать воздух, воду, их сочетание или одновременно две среды.

Первоначально рассмотрим альтернативы движителей, использующих воздух.

Пример 13.41.Движители, использующие воздух

К движителям, использующим энергию ветра, относятся: парус, крыло, вращающийся ротор и т. д. В судостроении их принято называть ветродвижителями (рис. 13.10).

Рис. 13.10. Ветродвижители9

а – мягкие паруса; б— полужесткие паруса; в – жесткие паруса-крылья; г – авторотирующий пропеллер; д – вращающийся ротор, работа этого ротора основана на эффекте Магнуса

Теперь рассмотрим альтернативы движителей, использующих воду.

Пример 13.42.Движители, использующие воду

Воду для «опоры» используют следующие движители: весло, гребное колесо и гребной винт, водомет, реактивная струя (рис. 13.11).

Рис. 13.11. Движители, использующие воду

Источник и преобразователь энергии Двигатель

В качестве двигателей в судах используют: дизель, турбину, атомный реактор и значительно реже электродвигатель. Раньше использовали весла, паровой двигатель.

Пример 13.43.Двигатели

Наиболее часто встречающиеся в судостроении двигатели показаны на рис. 13.1210.

Рис. 13.12. Судовые энергетические установки:

1 – низкооборотный дизель, непосредственно работающий на гребной винт; 2 – дизель-редукторная установка; 3 – паротурбинная установка; 4 – газовая турбина; 5 – атомная установка; 6 – газотурбинная установка с электрической передачей на винт.

Существует много различных источников энергии. В судостроении в основном используются нефтепродукты. В меньшей степени используется атомная энергия. Снова начинают использовать энергию ветра (некоторые примеры были приведены выше). Незначительно используется энергия солнца. Совсем не используется вода и движение волн.

В автомобилестроении имеются тенденции уменьшить загрязнение окружающей среды. Уже выпускаются гибридные автомобили, использующие комбинированные источники топлива.

Многие компании сейчас разрабатывают автомобили, использующие экологически чистые виды энергии:

•      электричество;

•      водород;

•      воду;

•      воздух;

•      биологическое топливо.

Пример 13.44. Водяной двигатель

В. Д. Дудышев предложил проект водяного двигателя11. Двигатель работает за счет создания электрогидравлического давления воды, образованного электрогидравлическим ударом. Эта энергия преобразуется в механическую, например, за счет движения поршня аналогично ДВС или иным путем, например, роторными, по аналогии с роторным двигателем Ванкеля.