В настоящее время на судах наряду с дизельными энергетическими установками приме­няют паротурбинные установки с промежуточным пароперегрева­телем и без него, газотурбинные и газотурбинные с теплоутили­зационным контуром (рис. 1.1). Наиболее экономичны и перспек­тивны дизельными энергетическими установками с непосредственной передачей на винт и дизель-редукторные. Общая вместимость судов с дизельными энергетическими установками и дизель-электрическими установками составляет 68 % тоннажа мирового флота (суда с дизель-электрическими энергетическими установками составляют около 1 %). На суда с паросиловыми установ­ками и газотурбинные установки приходится 32 %, из них 96,4 % на суда с паротурбинными установками, 1,9 % на суда с поршневыми паровыми машинами и 1,7 % на суда с комбинированными установками.

Доля дизель энергетических установок в общем объеме строящихся судов превысила 90 %, что объясняется их высокой топливной экономичностью, т. е. минимальным удельным расходом топлива (рис. 1.2), относитель­ной простотой обслуживания, большим ассортиментом используе­мых топлив (в том числе высоковязких тяжелых сортов), высокой автоматизацией дизель энергетических установок, значительным ресурсом и хорошей на­дежностью.

Основной причиной, сдерживающей применение паротурбинными установками (в не­давнем прошлом традиционных для судов при мощностях свыше 15—22 тыс. кВт), становится их низкая экономичность, характе­ризующаяся g_e = 245?280 г/(кВт?ч), тогда как у дизель энергетических установок  g_e = 200?220 г/(кВт?ч).

Газотурбинная установка из-за хороших массогабаритных показателей (рис. 1.3) получили применение на относительно крупных судах, где их ис­пользование в ряде случаев более эффективно по сравнению с дру­гими типами энергетическая установка. Так, в отечественном морском флоте работают три газотурбинных судна (типа «Капитан Смирнов») с горизон­тальным способом грузообработки, на которых установлена двухвальная установка с двумя главными газотурбинная установка мощностью по 18,4 тыс. кВт. Она включает в свой состав газотурбинная установка открытого цикла и теплоутилизационный контур, паро­вая турбина которого через общий с газотурбинная установка редуктор работает на винт. Это обеспечивает энергетическая установка в целом g_e порядка 256 г/(кВт?ч). Однако с 1981 г. на морских судах они не устанавливаются (табл. 1.1). Широкое распространение на наших судах получили отечественные малооборотный дизель, среднеоборотный дизель и высокооборотный дизель (табл. 1.2, 1.3 и 1.4).

Важнейшей задачей формирования перспективного типа судо­вых энергетической установки является обеспечение их максимальной унификации как по составу основного оборудования, так и всей установки. Эта задача может быть решена путем ориентации на минимально необходимое количество типоразмеров главный дизель и вспомогательный дизель, с широкими мощностными диапазонами за счет изменения числа цилиндров, а также степени форсирования. Для главные двигателя судов перспективной постройки целесообразно использовать типоразмерные ряды малооборотный дизель компании «MAN—Бурмейстер и Вайн» и типоразмерные ряды среднеоборотные дизеля фирм «Зульцер» и «Пилстик», а также среднеоборотные дизеля отечественного производства типов ЧН 36/40, ЧН 26/34 и ЧН 18/22.

Общее соотношение между количеством установленных на мор­ских судах малооборотный дизель и среднеоборотные дизеля вероятно будет составлять примерно 70 и 30 %. Потребность в малооборотный дизель может быть удовлетворена дизелями с числом цилиндров 4, 6, 8 диаметрами 350, 450, 550, 600, 670, 700 и 800 мм, а потребность в среднеоборотного дизеля — ди­зелями с диаметрами цилиндров 260, 360, 400, 480 и 570 мм.

Маневренные характеристики установок следующие: время подготовки к пуску малооборотный дизель и паротурбинная установка после длительной остановки 2—2,5 ч; продолжительность подготовки к пуску среднеоборотный дизель и высокооборотный дизель при температуре масла и охлаждающей воды от 15 'С и выше 5—10 мин; время, необходимое для развития мощности до полной, после пуска ориентировочно составляет для малооборотный дизель и паротурбинная установка 1,5— 2,5 ч, для среднеоборотный дизель — около 30 мин, для легких газотурбинные установки — 10—15 мин.

Продолжительность реверса на полном ходу с реверсивными дизелями около 60 с для энергетических установок крупнотоннажных морских судов и примерно 30 с для энергетические установки судов среднего тоннажа. Время выбега судна при реверсе пропульсивной установки или время, необхо­димое для остановки судна от момента начала реверсирования, зависит от размерений и скорости судна, а также мощности заднего хода; оно обычно значительно превышает продолжительность реверса. Среднестатистические маневренные характеристики мор­ских судов при реверсе в полном грузу со скоростью 12 уз с пол­ного переднего хода на полный задний имеют следующие значе­ния: отношение длины выбега S, м, к длине судна L, м, для судов с винт фиксированного шага — 4—6, для судов с винт регулируемого шага — около 3; относитель­ное время выбега t/?L/10 для судов с винт фиксированного шага — 40—75, для судов с винт регулируемого шага — 20—30.

Широкий диапазон возможных режимов работы энергетические установки обеспечи­вается установками с винт регулируемого шага, энергетические установки с гребными электродвигателями постоянного тока и энергетические установки с гидротрансформаторами. Время пере­кладки винт регулируемого шага с полного переднего хода на полный задний ход не превышает 20 с при диаметрах винт регулируемого шага до 2 м и 30 с — при боль­ших диаметрах. Паротурбинная установка при работе на задний ход развивает около 40 % полной мощности переднего хода в течение не менее 15 мин, причем крутящий момент составляет не менее 80 % момента пе­реднего хода при частоте вращения не менее 50 % номинальной частоты переднего хода. Реверсивные дизели на задний ход раз­вивают 85 % полной мощности переднего хода.

Мощностные характеристики судов различных типов, кВт/т, определяются отношением суммарной мощности энергетической установки, подводимой к движителям, N_?, кВт, к водоизмещению судна (по грузовой марке) D, т: ?_м = N_? /D. Степень электрификации судна опре­деляется отношением мощности судовой электростанции N_э.с, кВт, к водоизмещению судна D, т (табл. 1.5): ?_э = N_э.с/D.

Судовые электростанции комплектуются несколькими вспомогательный двигатель (дизель-генератор) и одним аварийный дизель-генератор. Мощность на гребных валах судов с ледовыми усилениями составляет: для категории УЛА N_е = 0,35D + 1500 кВт, для категории УЛ N_е = 0,3D + 1100 кВт.