stringtranslate.com

Азипод

Крупный план одного из блоков Azipod мощностью 3,3 МВт на судне USCGC  Mackinaw 

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]

Концепция

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]

История

Разработка

Первая установка Azipod, установленная на финском судне поддержки фарватера Seili в 1990 году, в настоящее время экспонируется в морском музее Forum Marinum в Турку , Финляндия .

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]

Проблемы, связанные с подшипниками

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]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Система азимутального подруливающего устройства Azipod® компании ABB выигрывает Финскую инженерную премию и 30 000 евро". TEK . 1 декабря 2021 г. Получено 11 апреля 2023 г.
  2. ^ МАО: 249/18. Марккинаойкеус, 8 мая 2018 г. Дата обращения 18 февраля 2019 г..
  3. ^ Взгляд изнутри: Что заставляет QM2 идти Архивировано 21.01.2013 в Wayback Machine . Beyond Ships. Получено 26.04.2014.
  4. ^ Морские двигатели и вспомогательные механизмы: Журнал судовых инженерных систем. Riviera Maritime Media. 2005.
  5. ^ Брайан Дж. Кудахи (2001). Феномен круизных судов в Северной Америке. Cornell Maritime Press. стр. 53–. ISBN 978-0-87033-529-7.
  6. ^ Таммиахо, Эркки. «Ruoripotkurilaitteiden liiketoiminta Suomessa, TEKES, 258/2009» (на финском языке). Архивировано из оригинала (PDF) 8 декабря 2010 г. Проверено 5 декабря 2013 г.
  7. ^ Pakaste, Risto; et al. (Февраль 1999). "Опыт использования пропульсивных систем Azipod на борту морских судов" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-03-27 . Получено 2012-12-25 .
  8. ^ Общество корабельных архитекторов и морских инженеров (США) (1994). Труды – Общество корабельных архитекторов и морских инженеров. Общество корабельных архитекторов и морских инженеров. ISBN 978-0939773152.
  9. ^ Lakeside Publishing Co. (2002). Круизные путешествия. Lakeside Publishing Co. стр. 42–. ISSN  0199-5111.
  10. ^ Мукунд Р. Патель (2012). Судовые двигатели, силовая электроника и энергия океана. CRC Press. С. 188–. ISBN 978-1439888506.
  11. ^ Курс по управлению судном в Порт-Ревел-Под
  12. ^ "Azipod propulsion drives take the next step". Skipsrevyen. Март 2011. Архивировано из оригинала 2013-10-02 . Получено 2013-09-24 .
  13. ^ Хепо-оджа, Ансси; Мяки-Куутти, Виктор (2012). Mekaanisen ja sähköisen propulsiojärjestelmän esittely (PDF) . Университет прикладных наук Сатакунты.
  14. ^ Циклоконвертеры для нового ледокола от Kymmene-Strömberg. Navigator 1985.
  15. ^ 1. Dynamosta Azipodiin – vuosikymmenien kokemukset jäänmurtajista. Группа компаний АББ. Проверено 5 октября 2013 г..
  16. ^ ABB-технологии: Azipod®-propulsiojärjestelmät. АББ. Проверено 12 февраля 2016 г..
  17. ^ ab Juurmaa, K et al.: Разработка новых судов двойного действия для ледовых операций. Kvaerner Masa-Yards Arctic Technology, 2001 г. Архивировано 03.03.2012 в Wayback Machine и 2002 г. Архивировано 04.09.2012 в Wayback Machine .
  18. ^ Юурмаа, К и др.: Новая концепция ледокольного танкера для Арктики (DAT). Архивировано 03.03.2012 в Wayback Machine . Kvaerner Masa-Yards Arctic Technology, 1995.
  19. ^ Ссылки abc – Propulsion Products Архивировано 11.06.2014 на Wayback Machine . ABB. Получено 26.04.2014.
  20. ^ 6.11. Двигатель Azipod ® Архивировано 26.04.2014 в Wayback Machine . ABB. Получено 26.04.2014.
  21. ^ Компактный Azipod Архивировано 2014-04-26 в Wayback Machine . ABB. Получено 2014-04-26.
  22. ^ Azipod C Архивировано 24 февраля 2014 г. на Wayback Machine . ABB. Получено 26 апреля 2014 г..
  23. ^ ABB Propulsion Products для главных двигателей и подруливающих устройств. Архивировано 25 февраля 2014 г. на Wayback Machine . ABB, июнь 2012 г. Получено 26 апреля 2014 г..
  24. ^ Фредриксон, Том (2000-07-22). «Carnival's Paradise отправляется на ремонт». Ньюпорт-Ньюс, Вирджиния : Daily Press . Получено 24 сентября 2013 г.
  25. ^ Лехтеля, Антти Дж. «Особенности отрасли — опыт использования движителей Azipod (ABB)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2013-12-30 . Получено 2012-12-27 – через Active Communications International - WPL Group.
  26. ^ "Propulsion Systems by ABB Marine". Wplgroup.com. 2012-02-13. Архивировано из оригинала 2013-12-30 . Получено 2013-09-24 .