stringtranslate.com

Морская тяга

Rolls-Royce Marine Spey — газовая турбина, разработанная Rolls-Royce Holdings в 1960-х годах для морских двигателей.

Морская тяга — это механизм или система, используемая для создания тяги для перемещения судна по воде. Хотя на некоторых небольших судах все еще используются весла и паруса , большинство современных судов приводятся в движение механическими системами, состоящими из электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, приводящего в движение гребной винт , или, реже, в водометных двигателях , импеллер . Морская инженерия — это дисциплина, связанная с процессом проектирования морских движительных систем .

Судовые дизельные двигатели V12

Весла и гребные весла, приводимые в движение человеком , а позднее и паруса, были первыми формами морского движения. Гребные галеры , некоторые из которых были оснащены парусами, сыграли важную раннюю роль в раннем мореплавании и войнах людей . Первым передовым механическим средством морского движения был морской паровой двигатель , представленный в начале 19 века. В течение 20 века его заменили двухтактные или четырехтактные дизельные двигатели , подвесные моторы и газотурбинные двигатели на более быстрых судах. Морские ядерные реакторы , которые появились в 1950-х годах, производят пар для приведения в движение военных кораблей и ледоколов ; коммерческое применение, предпринятое в конце того же десятилетия, не прижилось. Электродвигатели, использующие аккумуляторные батареи , использовались для движения на подводных лодках и электрических лодках и были предложены для энергоэффективного движения. [1]

Морская паровая турбина производства MAN Energy Solutions

Разработки в области двигателей, работающих на сжиженном природном газе (СПГ), получают признание за их низкие выбросы и преимущества в стоимости. Двигатели Стирлинга , которые тише и плавнее работают, приводят в движение ряд небольших подводных лодок , чтобы работать как можно тише. Их конструкция не используется в гражданских морских приложениях из-за более низкой общей эффективности, чем у двигателей внутреннего сгорания или силовых турбин.

История

Домеханизация

Морские паровые поршневые двигатели, ок. 1905 г.
Ветряное рыболовное судно в Мозамбике

До применения парового двигателя, работающего на угле , на судах в начале XIX века основными средствами движения судов были весла или ветер . Торговые суда в основном использовали паруса, но в периоды, когда морская война зависела от кораблей, сближающихся для тарана или для рукопашного боя, предпочтение отдавалось галерам из-за их маневренности и скорости. Греческие флоты, сражавшиеся в Пелопоннесской войне, использовали триремы , как и римляне в битве при Акциуме . Развитие морской артиллерии с XVI века и далее поставило вес борта выше маневренности; это привело к доминированию парусных военных кораблей в течение следующих трех столетий.

В наше время движители, управляемые человеком, в основном встречаются на небольших лодках или в качестве вспомогательных движителей на парусных судах. Движение, осуществляемое человеком, включает в себя толкающий шест, греблю и педали.

Движение парусом обычно состоит из паруса, поднятого на вертикальной мачте, поддерживаемого распорками и управляемого тросами , сделанными из каната . Паруса были доминирующей формой коммерческого движения до конца девятнадцатого века и продолжали использоваться в двадцатом веке на маршрутах, где ветер был гарантирован, а уголь не был доступен, например, в южноамериканской торговле селитрой . Паруса в настоящее время обычно используются для отдыха и гонок, хотя инновационные приложения воздушных змеев / роял-парусов , турбопарусов , роторных парусов , вингсейлов , ветряных мельниц и собственной системы кайт-буев SkySails использовались на более крупных современных судах для экономии топлива.

Механизированный

Во второй половине 20-го века рост цен на топливо едва не привел к упадку паровой турбины. Большинство новых судов с 1960 года строились с дизельными двигателями , как четырехтактными, так и двухтактными. Последним крупным пассажирским судном, построенным с паровыми турбинами, был Fairsky , спущенный на воду в 1984 году. Аналогичным образом, многие паровые суда были переоборудованы для повышения топливной эффективности . Одним из ярких примеров является построенное в 1968 году судно Queen Elizabeth 2 , на котором паровые турбины были заменены на дизель-электрическую силовую установку в 1986 году.

Большинство новых судов с паровыми турбинами представляют собой специализированные суда, такие как суда с атомными энергетическими установками, а также некоторые торговые суда (в частности, суда для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) и угля), где груз может использоваться в качестве бункерного топлива .

Двигатели

Пар

Пар приводит в действие два типа двигателей: поршневой (с паровыми поршнями, соединенными с коленчатым валом) и турбинный (с паровыми лопатками, соединенными радиально с вращающимся валом). Мощность вала от каждого из них может либо напрямую передаваться на гребной винт, водометный движитель или другой механизм, либо проходить через какую-либо форму передачи: механическую, электрическую или гидравлическую. В 1800-х годах пар был одним из основных источников энергии для морского движения. В 1869 году наблюдался большой приток паровых судов, поскольку паровой двигатель претерпел значительные усовершенствования в течение этого периода времени.

Возвратно-поступательный

На пароходе SS  Ukkopekka используется паровой двигатель тройного расширения .
Как работает паровая машина тройного расширения

Развитие поршневых пароходов было сложным процессом. Ранние пароходы работали на дровах, более поздние — на угле или мазуте. Ранние корабли использовали кормовые или боковые гребные колеса , которые уступили место гребным винтам .

Первый коммерческий успех пришел к пароходу North River (часто называемому Clermont ) Роберта Фултона в США в 1807 году, за которым в Европе последовал 45-футовый (14-метровый) Comet 1812 года. Паровая тяга значительно усовершенствовалась в течение оставшейся части 19-го века. Известные разработки включают паровой поверхностный конденсатор , который исключил использование морской воды в судовых котлах. Это, наряду с улучшениями в технологии котлов, позволило повысить давление пара и, таким образом, использовать более эффективные двигатели многократного расширения (компаунд). В качестве средства передачи мощности двигателя гребные колеса уступили место более эффективным гребным винтам.

Многократные паровые двигатели расширения получили распространение в конце 19 века. Эти двигатели выпускали пар из цилиндра высокого давления в цилиндр более низкого давления, что давало большой прирост эффективности. [2]

Турбины

Паровые турбины работали на угле или, позднее, на мазуте или ядерной энергии . Морская паровая турбина, разработанная сэром Чарльзом Алджерноном Парсонсом [3], повысила соотношение мощности к весу . Он добился известности, продемонстрировав ее неофициально на 100-футовой (30-метровой) Turbinia на военно-морском смотре в Спитхеде в 1897 году. Это способствовало появлению поколения высокоскоростных лайнеров в первой половине 20-го века и сделало поршневой паровой двигатель устаревшим; сначала на военных кораблях, а затем на торговых судах.

В начале 20-го века тяжелое нефтяное топливо вошло в более широкое использование и начало заменять уголь в качестве топлива на пароходах. Его большими преимуществами были удобство, сокращение рабочей силы за счет устранения необходимости в триммерах и кочегарах, а также сокращение пространства, необходимого для топливных бункеров.

NS  Savannah был первым грузовым судном с атомной энергетической установкой.

С ядерной энергией

На этих судах ядерный реактор нагревает воду для создания пара для привода турбин. Когда впервые была разработана, очень низкие цены на дизельное топливо ограничивали коммерческую привлекательность ядерной силовой установки. Преимущества ее топливной ценовой безопасности, большей безопасности и низких выбросов не смогли преодолеть более высокие первоначальные затраты на ядерную силовую установку. В 2019 году ядерная силовая установка встречается редко, за исключением некоторых судов ВМФ и специализированных судов, таких как ледоколы . На больших авианосцах пространство, ранее использовавшееся для бункеровки корабля, используется вместо этого для бункеровки авиационного топлива. На подводных лодках способность работать под водой на высокой скорости и в относительной тишине в течение длительных периодов времени имеет очевидные преимущества. Несколько военно-морских крейсеров также использовали ядерную энергию; по состоянию на 2006 год единственными оставшимися в эксплуатации являются российские крейсера класса «Киров» . Примером невоенного судна с ядерной морской силовой установкой является ледокол класса «Арктика» мощностью 75 000 лошадиных сил на валу (55 930  кВт ). В ледоколе преимуществом является топливная безопасность и надежность в сложных арктических условиях. Коммерческий эксперимент NS Savannah  закончился до резкого повышения цен на топливо в 1970-х годах. Savannah также страдал от неэффективной конструкции, будучи частично пассажирским, а частично грузовым.

В последнее время наблюдается некоторое возобновление интереса к коммерческому ядерному судоходству. Цены на мазут сейчас намного выше. Грузовые суда с ядерными двигателями могут снизить расходы, связанные с выбросами углекислого газа, и путешествовать на более высоких крейсерских скоростях, чем обычные дизельные суда. [4]

Линкор USS  New Mexico , спущенный на воду в 1917 году, был первым в мире турбоэлектрическим линкором.

Дизель

Современный дизельный двигатель на борту грузового судна
Впускной и выпускной потоки в двухтактном дизельном двигателе большой мощности

Большинство современных судов используют поршневой дизельный двигатель в качестве основного двигателя из-за его простоты эксплуатации, надежности и экономии топлива по сравнению с большинством других механизмов основного двигателя. Вращающийся коленчатый вал может быть напрямую соединен с винтом в тихоходных двигателях, через редуктор для средне- и высокоскоростных двигателей или через генератор и электродвигатель в дизель-электрических судах. Вращение коленчатого вала связано с распределительным валом или гидравлическим насосом на интеллектуальном дизеле .

Поршневой морской дизельный двигатель впервые начал использоваться в 1903 году, когда дизель-электрический речной танкер Vandal был введен в эксплуатацию компанией Branobel . Дизельные двигатели вскоре стали более эффективными, чем паровая турбина, но в течение многих лет имели худшее соотношение мощности к пространству. Однако появление турбонаддува ускорило их принятие, позволив увеличить удельную мощность.

Сегодня дизельные двигатели широко классифицируются по

Система 4-тактного морского дизельного двигателя

Большинство современных крупных торговых судов используют либо низкоскоростные, двухтактные, крейцкопфные двигатели, либо среднескоростные, четырехтактные, тронковые двигатели. Некоторые суда поменьше могут использовать высокоскоростные дизельные двигатели.

Размер различных типов двигателей является важным фактором при выборе того, что будет установлено на новом судне. Низкоскоростные двухтактные двигатели намного выше, но требуемая площадь основания меньше, чем та, которая требуется для четырехтактных среднескоростных дизельных двигателей эквивалентной мощности. Поскольку пространство над ватерлинией является дефицитом на пассажирских судах и паромах (особенно с автомобильной палубой), эти суда, как правило, используют несколько среднескоростных двигателей, что приводит к более длинному и низкому машинному отделению, чем требуется для двухтактных дизельных двигателей. Установка нескольких двигателей также обеспечивает избыточность в случае механического отказа одного или нескольких двигателей и потенциал для большей эффективности в более широком диапазоне условий эксплуатации.

Поскольку винты современных судов наиболее эффективны при рабочей скорости большинства низкооборотных дизельных двигателей, судам с этими двигателями обычно не нужны коробки передач. Обычно такие пропульсивные системы состоят из одного или двух гребных валов, каждый из которых имеет свой собственный двигатель прямого привода. Суда, приводимые в движение средне- или высокооборотными дизельными двигателями, могут иметь один или два (иногда больше) гребных винта, обычно с одним или несколькими двигателями, приводящими в движение каждый гребной вал через коробку передач. Если к одному валу подключено более одного двигателя, каждый двигатель, скорее всего, будет приводиться в движение через сцепление, что позволяет отсоединять неиспользуемые двигатели от коробки передач, в то время как другие продолжают работать. Такая компоновка позволяет проводить техническое обслуживание во время движения, даже вдали от порта.

Газовые турбины

Многие военные корабли, построенные с 1960-х годов, использовали газовые турбины для движения, как и несколько пассажирских судов, таких как реактивные крылья . Газовые турбины обычно используются в сочетании с другими типами двигателей. Совсем недавно на RMS  Queen Mary 2 были установлены газовые турбины в дополнение к дизельным двигателям . Из-за их низкой тепловой эффективности при низкой выходной мощности (крейсерской) суда, использующие их, обычно имеют дизельные двигатели для крейсерского режима, а газовые турбины резервируют для случаев, когда требуются более высокие скорости. Однако в случае пассажирских судов основной причиной установки газовых турбин было сокращение выбросов в чувствительных к окружающей среде зонах или во время стоянки в порту. [5] Некоторые военные корабли и несколько современных круизных судов также использовали паровые турбины для повышения эффективности своих газовых турбин в комбинированном цикле , где отработанное тепло от выхлопа газовой турбины используется для кипячения воды и создания пара для привода паровой турбины. В таких комбинированных циклах тепловой КПД может быть таким же или немного больше, чем у одних только дизельных двигателей; Однако топливо, необходимое для этих газовых турбин, намного дороже, чем топливо, необходимое для дизельных двигателей, поэтому эксплуатационные расходы все равно выше.

Некоторые частные яхты, такие как Alamshar Ага-хана , также имеют газотурбинную двигательную установку (Pratt and Whitney ST40M), [6] которая позволяет развивать максимальную скорость до 70 узлов, что является уникальным показателем для 50-метровой яхты. [7]

Двигатели на СПГ

Судоходные компании обязаны соблюдать правила Международной морской организации (ИМО) и Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов . Двухтопливные двигатели работают на дизельном топливе морского класса, тяжелом топливе или сжиженном природном газе (СПГ). Судовой двигатель СПГ имеет несколько вариантов топлива, что позволяет судам осуществлять транзит, не полагаясь на один вид топлива. Исследования показывают, что СПГ является наиболее эффективным видом топлива, хотя ограниченный доступ к станциям заправки СПГ ограничивает производство таких двигателей. Суда, предоставляющие услуги в отрасли СПГ, были модернизированы двухтопливными двигателями, и было доказано, что они чрезвычайно эффективны. Преимущества двухтопливных двигателей включают топливную и эксплуатационную гибкость, высокую эффективность, низкие выбросы и преимущества в эксплуатационных расходах. [8]

Двигатели на сжиженном природном газе предлагают морской транспортной отрасли экологически чистую альтернативу для обеспечения энергией судов. В 2010 году STX Finland и Viking Line подписали соглашение о начале строительства того, что станет крупнейшим экологически чистым круизным паромом. Строительство NB 1376 будет завершено в 2013 году. По данным Viking Line, судно NB 1376 будет в основном работать на сжиженном природном газе. Выбросы оксидов азота судна NB 1376 будут практически нулевыми, а выбросы оксидов серы будут как минимум на 80% ниже стандартов Международной морской организации (ИМО). [9]

Прибыль компании от снижения налогов и преимуществ эксплуатационных расходов привела к постепенному росту использования СПГ в качестве топлива в двигателях. [10]

Двигатели на сжиженном нефтяном газе

Поскольку экологическая устойчивость становится первостепенной задачей, морская индустрия изучает более чистые технологии движения. СНГ (сжиженный нефтяной газ) является еще одной альтернативой топлива, которая обеспечивает эксплуатационные, экономические и экологические преимущества. Исследования показали, что использование СНГ снижает выбросы оксида серы на 97%, а твердых частиц на 90%. [11] Подобно СПГ, многие суда, работающие на СНГ, были модернизированы двухтопливными двигателями, которые чрезвычайно эффективны. Использование СНГ в качестве топлива также упрощает процесс транспортировки СНГ. Сначала палубные танки СНГ заполняются вместе с грузовыми танками СНГ с помощью грузовой системы во время загрузки. Затем СНГ забирается из палубных танков в систему подачи топливного газа и подается в двигатель. [12] Это повышает эксплуатационную и экономическую эффективность, [13] особенно во время дальних перевозок.

В 2020 году BW LPG стала пионером в создании первого в мире очень большого газовоза (VLGC), который был модернизирован с помощью технологии двухтопливного двигателя на LPG, и у компании самый большой флот VLGC, модернизированный с помощью технологии двухтопливного двигателя на LPG. Эта технология направлена ​​на сокращение выбросов и на шаг ближе к достижению углеродно-нейтрального судоходства.

Стерлинг

С конца 1980-х годов шведская судостроительная компания Kockums построила ряд успешных подводных лодок с двигателем Стирлинга. [14] [15] Подводные лодки хранят сжатый кислород, чтобы обеспечить более эффективное и чистое внешнее сгорание топлива при погружении, обеспечивая тепло для работы двигателя Стирлинга. В настоящее время двигатели используются на подводных лодках классов Gotland и Södermanland , а также на японской подводной лодке класса Sōryū . [16] Это первые подводные лодки, оснащенные воздухонезависимой двигательной установкой Стирлинга (AIP), которая увеличивает продолжительность подводного плавания с нескольких дней до нескольких недель. [15]

Теплоотводом двигателя Стирлинга обычно является температура окружающего воздуха. В случае двигателей Стирлинга средней и высокой мощности радиатор обычно требуется для передачи тепла от двигателя в окружающий воздух. Морские двигатели Стирлинга имеют преимущество использования воды с температурой окружающей среды. Размещение секции радиатора охлаждения в морской воде, а не в окружающем воздухе позволяет уменьшить размер радиатора. Охлаждающая вода двигателя может использоваться напрямую или косвенно для обогрева и охлаждения судна. Двигатель Стирлинга имеет потенциал для движения надводных кораблей, поскольку больший физический размер двигателя не вызывает беспокойства.

Водородное топливо

Хотя в настоящее время водород не используется в морской промышленности, как альтернатива ископаемому топливу, это область с большими инвестициями. По состоянию на 2018 год судоходная компания Maersk пообещала стать безуглеродной к 2050 году, цель, которую они планируют достичь частично за счет инвестиций в технологию водородного топлива. [17] Хотя водород является многообещающим топливом, у него есть несколько недостатков. Водород гораздо более огнеопасен, чем другие виды топлива, такие как дизельное топливо, поэтому необходимо принимать меры предосторожности. Он также не очень энергоемкий, поэтому его необходимо сильно сжимать, чтобы увеличить его энергоемкость достаточно для того, чтобы он был практичным, подобно метану и СПГ. [17] Водород может извлекать свою энергию либо с помощью системы топливных элементов, либо его можно сжигать в двигателе внутреннего сгорания, подобно дизельным двигателям, которые в настоящее время используются в морской промышленности. [18]

Электрический

Электротяга с аккумуляторами впервые появилась во второй половине 19-го века, приводя в действие небольшие озерные лодки. Они полностью полагались на свинцово-кислотные батареи для получения электрического тока для питания своих винтов. Elco (Electric Launch Company) превратилась в лидера отрасли, позже расширив свою деятельность на другие типы судов, включая культовый торпедный катер времен Второй мировой войны .

В начале 20-го века электродвижение было адаптировано для использования на подводных лодках . Поскольку подводное движение, приводимое в действие исключительно тяжелыми батареями, было и медленным, и имело ограниченный диапазон и временной интервал, были разработаны перезаряжаемые батареи. Подводные лодки в основном работали от комбинированных дизель-электрических систем на поверхности, которые были намного быстрее и позволяли значительно расширить диапазон, заряжая свои аккумуляторные системы по мере необходимости для все еще ограниченного подводного действия и продолжительности. Экспериментальная подводная лодка Holland V привела к принятию этой системы ВМС США , а затем и Королевским флотом Великобритании .

Чтобы расширить диапазон и продолжительность подводной лодки во время Второй мировой войны, немецкие Кригсмарине разработали систему шноркеля , которая позволяла использовать дизель-электрическую систему, когда подводная лодка была почти полностью погружена. Наконец, в 1952 году была спущена на воду USS Nautilus , первая в мире атомная подводная лодка, которая устранила ограничения как дизельного топлива, так и ограниченной продолжительности работы аккумуляторной батареи.

Несколько судов малой дальности построены как (или переоборудованы в) чисто электрические суда . Это включает в себя некоторые, работающие от батарей, которые подзаряжаются с берега, и некоторые , работающие от берега с помощью электрических кабелей , как над головой , так и под водой (без батарей).

12 ноября 2017 года Guangzhou Shipyard International (GSI) спустила на воду, возможно, первый в мире полностью электрический, работающий от аккумуляторов внутренний угольщик. Судно дедвейтом 2000 тонн будет перевозить навалочные грузы на расстояние до 40 морских миль на одной зарядке. На судне установлены литий-ионные аккумуляторы емкостью 2400 киловатт-часов, что примерно равно емкости 30 электрических седанов Tesla Model S. [19] [20]

Дизель-электрический

Пример дизель-генератора

Дизель -электрическая передача мощности от двигателя к винту обеспечивает гибкость в распределении оборудования внутри судна при более высокой первоначальной стоимости, чем движительная установка с прямым приводом. Это предпочтительное решение для судов, которые используют винты, установленные на гондоле, для точного позиционирования [21] или снижения общих вибраций с помощью высокогибких муфт. [22] [23] Дизель-электрическая передача обеспечивает гибкость в распределении выходной мощности для приложений на борту, отличных от движительной установки. [24] Первым дизель-электрическим судном был русский танкер «Вандал» , спущенный на воду в 1903 году. [25]

Турбо-электрический

Турбоэлектрическая трансмиссия использует электрогенераторы для преобразования механической энергии турбины (пара или газа) в электрическую энергию и электродвигатели для преобразования ее обратно в механическую энергию для питания приводных валов. Преимущество турбоэлектрической трансмиссии заключается в том, что она позволяет комбинировать высокоскоростные турбины с медленно вращающимися винтами или колесами, не требуя коробки передач. Она также может обеспечивать электроэнергией другие электрические системы, такие как освещение, компьютеры, радары и коммуникационное оборудование. [ необходима цитата ] [26]

Передача мощности

Для преобразования вращательного усилия вала в упор на современных торговых судах чаще всего используются гребные винты. Развиваемая тяга от винта передается на корпус через упорный подшипник.

Типы двигателей

Со временем были разработаны многочисленные типы двигателей. К ним относятся:

Весла

Весла являются одними из древнейших форм морского движения, и датируются они 5000-4500 гг. до н. э. [27] Весла используются в гребных видах спорта, таких как гребля на байдарках и каноэ. [28]

Пропеллер

Морские гребные винты также известны как «винты». Существует множество разновидностей морских винтовых систем, включая двойные, противоположно вращающиеся, с регулируемым шагом и винты в виде сопла. В то время как небольшие суда, как правило, имеют один винт, даже очень большие суда, такие как танкеры, контейнеровозы и балкеры, могут иметь один винт из соображений топливной эффективности. Другие суда могут иметь двойные, тройные или четверные винты. Мощность передается от двигателя к винту с помощью гребного вала, который может быть соединен с коробкой передач. Затем гребной винт перемещает судно, создавая тягу. Когда гребной винт вращается, давление перед гребным винтом ниже, чем давление за гребным винтом. Сила от разницы давлений толкает гребной винт вперед. [29]

Гребное колесо

Слева: оригинальное гребное колесо от колесного парохода.
Справа: деталь колесного парохода.

Гребное колесо — это большое колесо, обычно изготовленное из стального каркаса , на внешнем крае которого установлены многочисленные лопасти лопастей (называемые поплавками или ковшами ). Нижняя четверть или около того колеса движется под водой. Вращение гребного колеса создает тягу , вперед или назад по мере необходимости. Более продвинутые конструкции гребных колес характеризуются методами оперения , которые удерживают каждую лопасть лопасти лопасти ближе к вертикали, когда она находится в воде; это повышает эффективность. Верхняя часть гребного колеса обычно заключена в корпус лопасти, чтобы минимизировать разбрызгивание.

Гребные колеса были заменены винтами, которые являются гораздо более эффективной формой движения. Тем не менее, гребные колеса имеют два преимущества перед винтами, что делает их подходящими для судов на мелких реках и в стесненных водах: во-первых, они менее склонны засоряться препятствиями и мусором; и, во-вторых, при вращении в противоположных направлениях они позволяют судну вращаться вокруг своей вертикальной оси. Некоторые суда имели один винт в дополнение к двум гребным колесам, чтобы получить преимущества обоих типов движения.

Насос струйный

Водометный , гидрореактивный , водометный или реактивный двигатель использует гребной винт ( осевой насос ), центробежный насос или насос смешанного потока для создания струи воды для движения .

Они включают в себя заборник исходной воды и сопло для направления ее потока наружу, создавая импульс и, в большинстве случаев, используя вектор тяги для управления судном. [30]

Водометные движители устанавливаются на персональных гидроциклах , мелкосидящих речных судах и торпедах.

Плыть

Румынский парусник «Мирча» ночью
Румынский парусник «Мирча»

Цель парусов — использовать энергию ветра для приведения в движение судна , саней , доски , транспортного средства или ротора . В зависимости от угла наклона вашего паруса будет зависеть направление движения вашей лодки и направление ветра. [31] Дакрон часто использовался в качестве материала для парусов из-за его прочности, долговечности и простоты в уходе. Однако, когда его вплетали, он страдал от недостатков. В настоящее время ламинированные паруса используются для борьбы с тем, что паруса становятся слабыми при вплетении. [32]

Цикло-ротор Voith-Schneider

Пропеллер Voith Schneider

Пропеллер Voith Schneider (VSP) — это практичный циклоротор , который обеспечивает мгновенную тягу в любом направлении. Нет необходимости поворачивать движитель. Большинство судов с VSP не нуждаются в руле или не имеют его. VSP часто используются на буксирах, буровых судах и других плавсредствах, которым требуется необычайно хорошая маневренность. Впервые развернутые в 1930-х годах, приводы Voith-Schneider надежны и доступны в больших размерах. [33]

Гусеница

Система движения гусеничного катера ( журнал Popular Science Monthly, декабрь 1918 г.)

Ранним необычным средством передвижения лодок была водяная гусеница. Она перемещала ряд лопастей на цепях по дну лодки, чтобы двигать ее по воде, и предшествовала развитию гусеничных транспортных средств . [34] Первая водяная гусеница была разработана Жозефом-Филибером Дебланом в 1782 году и приводилась в движение паровым двигателем. В Соединенных Штатах первая водяная гусеница была запатентована в 1839 году Уильямом Ливенвортом из Нью-Йорка. [ необходима цитата ]

Колеблющиеся хлопушки

В 1997 году Грегори С. Кеттерман запатентовал метод движения с помощью колеблющихся лопастей, приводимых в действие педалями. [35] Компания Hobie продает этот метод движения как «систему движения с педальным приводом MirageDrive» в своих каяках. [36]

Плавучесть

Подводные планеры преобразуют плавучесть в тягу, используя крылья или, в последнее время, форму корпуса (SeaExplorer Glider). Плавучесть делается попеременно отрицательной и положительной, создавая профили зубчатой ​​пилы.

Плавниковый мембранный двигатель (без пропеллера)

Плавниковый мембранный двигатель — это новая технология, вдохновленная функционированием плавников рыбы без использования стандартного винта. Он был специально разработан французским стартапом Finx. [1] В настоящее время он в основном используется для прогулочных морских судов.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Энергоэффективность - Полностью электрическое судно". Архивировано из оригинала 17 мая 2009 г. Получено 25 ноября 2009 г.
  2. ^ Хантер, Луис С. (1985). История промышленной мощи в Соединенных Штатах, 1730–1930 . Том 2: Паровая энергия. Шарлоттсвилл: Издательство Университета Вирджинии.
  3. ^ Стодола, Аурел (1927). Паровые и газовые турбины . McGraw-Hill.
  4. ^ "Полный вперед для ядерного судоходства". World Nuclear News. 18 ноября 2010 г. Архивировано из оригинала 23 декабря 2010 г. Получено 22 февраля 2011 г.
  5. ^ "Возвращение турбины – Cruise Travel". FindArticles.com. 1 июля 2004 г. Архивировано из оригинала 24 февраля 2006 г. Получено 21 апреля 2009 г.
  6. ^ «В фотографиях: суперяхта Alamshar».
  7. ^ «Суперъяхта Ага Хана Alamshar доставлена ​​после долгой постройки».
  8. ^ Сюй, Цзинцзин; Теста, Дэвид; Мукерджи, Прошанто К. (2015-07-03). «Использование СПГ в качестве морского топлива: международная нормативно-правовая база». Развитие океана и международное право . 46 (3): 225–240. doi :10.1080/00908320.2015.1054744. ISSN  0090-8320.
  9. ^ "STX Finland и Viking Line подписали соглашение о круизном пароме >> LNG World News". 2012-01-14. Архивировано из оригинала 2012-01-14 . Получено 2024-04-05 .
  10. ^ LNG World News. (2010) STX Finland и Viking Line подписали соглашение о круизном пароме. Получено 15 декабря 2011 г. из "STX Finland и Viking Line подписали соглашение о круизном пароме". 25 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 14 января 2012 г. Получено 18 декабря 2011 г.Wärtsilä. (2011) Двухтопливные электростанции Wärtsilä. Электростанции. Получено 15 декабря 2011 г. из "Двухтопливные электростанции Wärtsilä". Архивировано из оригинала 19 декабря 2011 г. Получено 18 декабря 2011 г.Viking Line. (2011) СПГ — наш выбор. Окружающая среда. Получено 15 декабря 2011 г. с сайта www.nb1376.com
  11. ^ "Преимущества движения на сжиженном нефтяном газе". BW LPG . Получено 2024-04-05 .
  12. ^ "Объяснение движения на сжиженном нефтяном газе". BW LPG . Получено 2024-04-05 .
  13. ^ Kouzelis, Konstantinos; Frouws, Koos; van Hassel, Edwin (2022-10-27). «Морское топливо будущего: каково влияние альтернативных видов топлива на оптимальную экономическую скорость больших контейнеровозов». Journal of Shipping and Trade . 7 (1): 23. doi : 10.1186/s41072-022-00124-7 . hdl : 10067/1911840151162165141 . ISSN  2364-4575.
  14. ^ "Система Kockums Stirling AIP – проверена в эксплуатации" (PDF) . Kockums. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2011 г. . Получено 7 июня 2011 г. .
  15. ^ ab Kockums (а)
  16. ^ "Первая улучшенная лодка класса Oyashio спущена на воду". IHS. 12 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 7 июня 2011 г. Получено 3 июня 2011 г.
  17. ^ ab Reinsch, William Alan; O'Neil, Will (13 апреля 2021 г.). «Водород: ключ к декарбонизации мировой судоходной отрасли?». www.csis.org . Получено 05.05.2022 .
  18. ^ Фернандес-Риос, Ана; Сантос, Герман; Пинедо, Хавьер; Сантос, Эстер; Руис-Сальмон, Израиль; Ласо, Хара; Лайн, Аманда; Ортис, Альфредо; Ортис, Инмакулада; Ирабьен, Анхель; Альдако, Рубен (10 мая 2022 г.). «Экологическая устойчивость альтернативных морских двигательных технологий, работающих на водороде - подход к оценке жизненного цикла». Наука об общей окружающей среде . 820 : 153189. Бибкод : 2022ScTEn.820o3189F. doi : 10.1016/j.scitotenv.2022.153189 . hdl : 10902/23857 . ISSN  0048-9697. PMID  35051482. S2CID  246079447.
  19. ^ "Китайская верфь запускает аккумуляторный угольщик". Архивировано из оригинала 15 ноября 2017 г.
  20. ^ "Китай запускает первое в мире полностью электрическое грузовое судно". 14 ноября 2017 г. Архивировано из оригинала 15 ноября 2017 г.
  21. ^ "Дизель-электрические двигатели остаются нишевым рынком, несмотря на преимущества". Professional Mariner . 2009-05-01 . Получено 2021-05-13 .
  22. ^ Сборка муфты VULKARDAN F, архивировано из оригинала 2021-12-13 , извлечено 2021-06-16
  23. ^ "VULKAN Couplings представляет новые продукты". magazines.marinelink.com . Получено 16.06.2021 .
  24. ^ "Электрическая пропульсивная система на судах". www.marineinsight.com . 14 мая 2019 . Получено 2021-05-13 .
  25. ^ "Вандал был первым дизель-электрическим судном". The Waterways Journal . 2019-11-19 . Получено 2021-05-13 .
  26. ^ Чарнецкий, Джозеф. «Турбоэлектрический привод на американских крупных кораблях».
  27. ^ Ван Тилбург, Ганс Конрад (1999). «Обзор морской деятельности Китая и социально-экономического развития, ок. 2100 г. до н. э. — 1900 г. н. э.» Журнал всемирной истории . 10 (1): 213–215. ISSN  1045-6007. JSTOR  20078757.
  28. ^ Лаббе, Ромен; Буше, Жан-Филипп; Клане, Кристоф; Бензакен, Майкл (сентябрь 2019 г.). «Физика гребных весел». New Journal of Physics . 21 (9): 093050. Bibcode : 2019NJPh...21i3050L. doi : 10.1088/1367-2630/ab4226 . ISSN  1367-2630.
  29. Холл, Нанч (13 мая 2021 г.). «Тяга пропеллера». Исследовательский центр имени Гленна в НАСА .
  30. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 20 января 2018 г. . Получено 29 октября 2017 г. .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  31. ^ "Знаю как: парусный спорт 101". Журнал Sail . Получено 2021-05-10 .
  32. ^ Доан, Чарльз (2015-08-24). "СОВРЕМЕННЫЕ КРЕЙСЕРСКИЕ ПАРУСА: Конструкция паруса и материалы". Wave Train . Получено 2021-05-10 .
  33. ^ "Voith Schneider Propeller VSP". Voith Global GMBH . Получено 10 ноября 2019 г.
  34. «Гусеница» теперь применяется на кораблях. Popular Science. Декабрь 1918 г. С. 68.
  35. ^ US 6022249  «Водные суда».
  36. ^ Дюшесни, Бен (2017-11-01). Рыбалка на байдарке: все, что вам нужно знать, чтобы начать ловить рыбу. Rowman & Littlefield. стр. 176. ISBN 978-0-8117-6605-0.