Azipod — это запатентованная конструкция азимутального подруливающего устройства , морского движителя , состоящего из винта фиксированного шага, установленного на управляемой гондоле («гондоле»), содержащей электродвигатель, приводящий винт в движение, что позволяет судам быть более маневренными. Они были разработаны в Финляндии в конце 1980-х годов совместно Wärtsilä Marine , Strömberg и Финским национальным советом по навигации. [1]
Хотя «Azipod» является зарегистрированной торговой маркой , иногда она используется как общая торговая марка для гондольных движителей, производимых другими компаниями. [2] [3] [4] [5]
В обычных азимутальных движителях, таких как движители Z-drive и L-drive , винт приводится в действие электродвигателем или дизельным двигателем внутри корпуса судна. Винт соединен с первичным двигателем валами и коническими шестернями , которые позволяют вращать винт вокруг вертикальной оси. Этот тип пропульсивной системы имеет давнюю традицию на протяжении 1990-х годов, и сегодня такие пропульсивные установки производятся рядом компаний по всему миру. [6]
В блоке Azipod электродвигатель установлен внутри пропульсивного блока, а винт соединен непосредственно с валом двигателя. [7] Электроэнергия для пропульсивного двигателя передается через контактные кольца , которые позволяют блоку Azipod вращаться на 360 градусов вокруг вертикальной оси. [8] Поскольку блоки Azipod используют винты с фиксированным шагом, [9] мощность всегда подается через частотно-регулируемый привод или циклоконвертер , который позволяет управлять скоростью и направлением пропульсивных двигателей. [10]
Винт гондолы обычно направлен вперед, потому что в этой тянущей (или тяговой) конфигурации винт более эффективен из-за работы в невозмущенном потоке. Поскольку он может вращаться вокруг своей оси крепления, гондола может прилагать свою тягу в любом направлении. Азимутальные подруливающие устройства позволяют судам быть более маневренными и позволяют им двигаться назад почти так же эффективно, как они могут двигаться вперед. Для того чтобы реализовать все возможности гондольных пропульсивных установок в коммерческой эксплуатации, для экипажа требуется обучение управлению судном на симуляторах и пилотируемых моделях . [11]
Конструкция с гондолами обычно достигала 9% лучшей топливной эффективности , чем обычная двигательная система, когда она была впервые установлена в 1990-х годах. В то же время усовершенствования обычных конструкций сократили разрыв до 6–8%, но с другой стороны гидродинамический поток вокруг Azipod был улучшен за счет модернизации плавников и динамической компьютерной оптимизации соответствующих рабочих углов гондол в многогональных установках, тем самым обеспечивая общее повышение эффективности в настоящее время в диапазоне 18%. [12]
В 1987 году Финское национальное управление судоходства сделало предложение о сотрудничестве компании по производству электрооборудования Strömberg (позднее ABB ) и финскому судостроителю Wärtsilä Marine для разработки нового типа электрической двигательной установки. [13] До этого компании десятилетиями работали вместе в области дизель-электрических двигательных установок и в 1980-х годах выпустили первые ледоколы с гребными двигателями переменного тока и циклоконверторами . [14]
Разработка прототипа началась в 1989 году, и первый блок был готов к установке в следующем году. [15] Блок мощностью 1,5 МВт, получивший название «Azipod» (сокращение от azimuthing electric podded drive [16] ), был установлен на финском судне поддержки фарватера Seili, построенном в 1979 году на верфи Хиеталахти в Хельсинки , Финляндия. После переоборудования ледокольные характеристики судна значительно возросли, и оно также оказалось способным ломать лед кормой (назад). Это открытие нового режима работы в конечном итоге привело к разработке концепции судна двойного действия в начале 1990-х годов. [17] [18] Когда Seili был переоборудован новой пропульсивной системой в 2000-х годах, прототип блока был передан в дар Forum Marinum и выставлен на обозрение в Турку , Финляндия.
После обнадеживающего опыта установки прототипа разработка концепции Azipod продолжилась, и следующие блоки были модернизированы на двух финских нефтяных танкерах, Uikku и Lunni , в 1993 и 1994 годах соответственно. Почти в восемь раз мощнее прототипа, блоки Azipod мощностью 11,4 МВт значительно увеличили ледоходные возможности судов, которые уже были построены с учетом возможности независимого ледокольного плавания. [17] С 1990-х годов подавляющее большинство судов, способных работать во льдах без сопровождения ледокола, были оснащены пропульсивной системой Azipod. [19]
Первые три агрегата Azipod были так называемого «толкающего» типа, в котором пропеллер монтировался позади гондолы. В последующих установках ABB приняла более эффективную «тянущую» конфигурацию, похожую на винтовые самолеты.
Первое в мире круизное судно , оснащенное пропульсивными установками Azipod, Elation , было поставлено верфью Kværner Masa-Yards Helsinki весной 1998 года. [20] Несмотря на то, что Azipod изначально разрабатывался для ледокольных судов, круизные суда стали крупнейшей группой судов по типу, оснащенных пропульсивной системой Azipod с 1990-х годов, а успех электрических пропульсивных установок проложил путь для таких конкурентов, как Rolls-Royce Mermaid. Среди судов, оснащенных установками Azipod, есть круизные суда класса Voyager , Freedom , Oasis и Icon компании Royal Caribbean International , каждое из которых носило титул самого большого круизного судна в мире на момент поставки. [19]
Еще одним дальнейшим развитием оригинальной концепции электрического гондольного движителя является Compact Azipod, меньший блок Azipod, представленный в начале 2000-х годов. Он предназначен для небольших судов, таких как исследовательские суда и яхты , а также для динамически позиционируемых буровых установок , которые могут использовать до восьми таких движителей. [19] [21] Меньший Azipod Compact отличается от полноразмерного блока своим синхронным двигателем с постоянными магнитами , который напрямую охлаждается морской водой. Для буровых судов он также доступен в «толкающей» конфигурации и может быть оснащен соплом для увеличения тяги швартовного устройства при удержании швартовки на месте. [22] В отличие от полноразмерных блоков Azipod, которые собираются в Финляндии, блоки Compact Azipod производятся в Китае. [23]
В течение первых лет эксплуатации произошли некоторые широко освещавшиеся в прессе сбои в обслуживании круизных судов с более крупной конструкцией Azipod V. [24]
Последняя разработка, Azipod X, включает в себя эти усовершенствования с расчетом на пятилетний интервал обслуживания и оснащена подшипниками, которые можно разбирать и ремонтировать изнутри гондолы, пока судно находится в обычном состоянии. [25] [26]