Электрическая движительная установка Azipod® VI
Azipod® VI – это лидер систем электродвижения для ледокольных судов, которые доказали свою уникальную надежность и ледовую проходимость на широком диапазоне судов. Система Azipod® расширила классические представления о ледоколах и идеально соответствует новому поколению коммерческих судов, которые могут осуществлять операции в ледовых условиях независимо, без помощи ледоколов.
Почему именно электрическая движительная установка?
Электрический движитель и сопряженный частотный преобразователь составляют важную часть концепции Azipod. Для судов, эксплуатируемых во льдах, требуется более высокий крутящий момент вала гребного винта, в особенности, когда винт окружен льдом. В отличие от дизельных двигателей, электродвигатели могут быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать максимальный крутящий момент при низких значениях частоты вращения гребного винта и даже при его останове.
Кроме того, электрическая движительная система допускает перегрузку по крутящему моменту и, в сочетании с прочностными характеристиками Azipod, эти возможности могут использоваться для сохранения вращения гребного винта в тяжелых ледовых условиях.
Почему именно Azipod®?
Движительная установка Azipod была разработана в ответ на специальные требования к мощности и маневренности, необходимые для эффективной эксплуатации судов во льдах. На протяжении ряда лет система непрерывно совершенствовалась, и сегодняшняя установка Azipod VI представляет собой передний край технологии систем электродвижения в ледовых условиях.
Основные преимущества движителя Azipod:
— Повышенная маневренность в тяжелых ледовых условиях. Возможность поворота на 360° обеспечивает полный крутящий момент и тягу в любом направлении, полный крутящий момент доступен даже при останове гребного винта и при реверсировании.
— Прочная механическая конструкция. Один короткий вал и отсутствие конических зубчатых передач означает, что максимальный крутящий момент электрического двигателя может быть полностью использован без механических ограничений.
— Прочность и жесткость. Корпус Azipod с рамной конструкцией и короткий жесткий валопровод выдерживают резкие изменения тяги и высокие ударные нагрузки во время дробления льда.
— Свобода при проектировании судов. Azipod обеспечивает высокую проектную гибкость и возможность разработки судов с отличными эксплуатационными характеристиками как для операций во льдах, так и на открытой воде.
Установка Azipod® и эксплуатация судов двойного действия
С давних пор общеизвестно, что движение судна кормой вперед во льдах позволяет улучшить способность к плаванию во льдах. Это происходит вследствие эффекта обмывания кормы судна кильватерной струей от гребного винта, что снижает трение. Также общеизвестно, что рули можно повредить, а рулевое управление может быть затруднено при движении кормой вперед в ледовых условиях.
С использованием установки Azipod концепция судов двойного действия увенчалась успехом. Эти суда проектируются с превосходными ледокольными характеристиками при сохранении возможности рулевого управления в полном объеме для случаев движения кормой во льдах. Теперь нос ледокола может быть спроектирован для обеспечения оптимальной работоспособности судна на открытой воде.
Основное преимущество при движении судна кормой вперед заключается в существенном снижении требуемой мощности. Обычно танкер, требующий мощности в 10 МВт при движении в открытой воде будет требовать установленной мощности в 20 МВт для движения во льдах носом вперед. Если же его конструкция будет предусматривать движение во льдах кормой вперед, требуемая мощность будет снижена до 12 МВт.
Движение судна вперед кормой с гребным винтом (винтами) впереди особенно эффективно при приближении к зонам прохода через сплошные ледяные торосы. Гребной винт (винты) дробят подводную часть тороса на куски льда и разгоняют их, вытесняя струей от гребного винта, и таким образом, судно идет через поле торосов ровно без рэмминга.
До 1990 года валопроводный движитель был доминирующей гребной системой для всех типов ледоколов и судов ледового плавания. Однако, существенной слабостью данной системы была недостаточная маневренность. Альтернативным решением стали механические движители, однако они имели сложную механическую конструкцию, которая снижала их прочность и надежность. Это открыло дорогу для систем Azipod®.
Общий обзор конструкции
Azipod® VI Azipod представляет собой уникальный электрический винторулевой комплекс, обеспечивающий привод движения и рулевое управление в едином блоке. За счет встроенного высокоэффективного электродвигателя переменного тока, приводящего в действие гребной винт фиксированного шага, установленный прямо на валу двигателя, Azipod отличается от других конструкций движителей. Основное различие заключается в силовой передаче. В то время как механические движители имеют сложную трансмиссию с зубчатыми колесами и валами, Azipod имеет только электрические кабели между источником электрического питания и электродвигателем. Это позволяет построить крайне прочное гребное устройство, объединяющее в себе простоту, прочность и надежность для наиболее сложных ледовых условий и судов любого ледового класса.
Положительно зарекомендовавшие себя эксплуатационные характеристики
В настоящее время система Azipod является единственной по-настоящему положительно зарекомендовавшей себя конструкцией движителя для использования на ледокольных судах. Компания ABB поставляла одинарные и двойные конструкции Azipod для широкого диапазона типов судов, и реализовала множество проектов со всеми важнейшими классификационными обществами мира и для судов различных ледовых классов.
Полномасштабные измерения и испытания ледовой нагрузки
Методология оценки фактических ледяных нагрузок на корпусе судна и гондолах двигателя является непросттой задачей. Поэтому компания ABB приступила к обширным полномасштабным измерениям ледовой нагрузки на судах с движительными установками Azipod в начале 90-х годов ХХ века. Компания по-прежнему продолжает эту работу, в процессе которой накапливаются бесценные данные, используемые для непрерывной модернизации и развития установки «Azipod VI».
Азипод
«Азипод» (от англ. Azipod: azimuth — азимут, полярный угол и pod — стручок, капсула, гондола двигателя) — бренд фирмы ABB Group под которым выпускаются тяговые управляемые двигательные установки для судов. Изначально разработан в Финляндии на судоверфи Wärtsilä.
Принцип действия
В традиционных двигательных системах двигатель находится внутри корпуса судна и вращение передается на винт через коробку передач.
Установка Azipod® состоит из высокомоментного электродвигателя, расположенного в отдельном корпусе — поде. Тяговый винт установлен непосредственно на валу электродвигателя, коробка передач в этом случае не требуется, за счет этого достигается большая эффективность системы. Установка закреплена вне корпуса судна с помощью шарнирного механизма и может вращаться вокруг вертикальной оси на 360°, что позволяет получить лучшую маневренность по сравнению с обычными двигательными установками.
Разновидности
Суда с двигательной установкой «Azipod»
- Кабельное судно «Atlantic Guardian» — предназначено для прокладки и дальнейшего обслуживание кабельных магистралей связи, проходящих по дну океана. [1]
- Танкер проекта Р-70046 — Танкера способны плавать в различных морях, однако они предназначены для перевозки нефти с нефтедобываюшей платформы на перегрузочный терминал в районе Мурманска.
Примечания
- ↑Кабельное судно «Atlantic Guardian»
Ссылки
- Официальный сайт ABB Group
- «Маневренные плавучие дворцы» журнал «В МИРЕ НАУКИ»
- converteam.com (англ.)
- brunvoll.no (англ.)
Винторулевые колонки (ВРК) и системы Азипод
Винто-рулевые колонки (ВРК) и системы с поворотным погруженным двигательно-движительным комплексом Азипод (Azipod), которые могут эксплуатироваться и в ледовых условиях — это относительно новые типы движительно-рулевого комплекса (ДРК) судов.
Движительно-рулевая колонка (ДРК) — это движитель судна, гребной винт которого установлен на ВРК, расположенной под его днищем и поворачивающейся вокруг своей вертикальной оси на 360 0 , что позволяет ДРК заменить собой руль и рулевую машину.
Azipod ( azimuth и pod — гондола двигателя) — тип электрических гребных двигателей (ДРК), позволяющий судну маневрировать вперед-назад, влево -вправо.
Такие двигатели, к примеру, стоят на вертолетоносцах Мистраль и нефтеналивных танкерах типа Михаил Ульянов.
ДРК располагаются в кормовой оконечности.
Но паромы и ледоколы челночного типа кроме кормовых ДРК оборудуются рулями и винтами в носовой оконечности.
Поворотная ВРК — средство активного управления судном. Представляет собой гребной винт (или гребной винт — насадка), направление тяги которого может быть изменено в широких пределах за счет поворота устройства относительно вертикальной оси.
ВРК могут использоваться в качестве главных или вспомогательных движителей и обеспечивать как ходовые, так и маневренные качества судна.
Преимущества ВРК:
- могут применяться на различных морских и речных судах: пассажирских, грузовых, ледоколах, паромах, буксирах,
- высокая надежность, позволяют уменьшить объем машинного отделения, увеличить грузоподъемность или уменьшить габариты судна,
- сравнительная простота обслуживания,
- хорошая маневренность при любых скоростях хода,
- снижение уровня шума и вибрации,
- ВРК с винтами противоположного вращения приводит к более высоким пропульсивным качествам (до 15%).
Недостаток ВРК:
- относительно высокая стоимость.
ВРК определяют всю концепцию пропульсивной установки судна и влияют на стоимость и технологичность постройки.
В РФ производством ВРК озаботились в 2011 г., объединив усилия ЦС Звездочка, НПО Винт и Веги, дочки ОСК и создав Центр пропульсивных систем (ЦПС).
Позже к разработке электротехнической части ВРК подключился РУСЭЛПРОМ.
Технология Azipod®: 30-лет успеха на морском транспорте
Система электродвижения Azipod®, прочно занимающая лидирующие позиции на рынке движительных судовых установок и совершившая революцию в морском транспорте благодаря непревзойденным техническим и эксплуатационным характеристикам вот уже 30 лет остается, пожалуй, самой «зеленой» технологией. Только в одном круизном секторе благодаря её использованию удалось сэкономить около 1 000 000 тонн топлива.
Сегодня более 25 различных типов судов используют Аzipod® – от круизных лайнеров до грузовых судов, ледоколов, паромов и суперяхт. Всего за 30 лет ABB реализовала более 700 устройств Azipod®.
Благодаря этой разработке компании АВВ удалось существенно сократить вредное воздействие морского транспорта на окружающую среду.
Движительная установка Azipod® установила множество рекордов в судоходной отрасли: так, она использовалась и на крупнейших круизных лайнерах, и на первых танкерах, которые проходили Севморпутём без ледокольной проводки. Например, один из мировых лидеров в сфере морской транспортировки углеводородов, а также обслуживания шельфовой разведки и добычи нефти и газа, компания «Совкомфлот» владеет и оперирует самым большим количеством судов ледового класса с системой электродвижения Azipod компании АВВ.
Учитывая, что Международная морская организация поставила цель к 2050 году вдвое сократить выбросы парниковых газов с судов, в АВВ уверены, что установки Azipod®, улучшающие показатели экологичности судов, будут востребованы в судоходной отрасли на протяжении ближайших 30 лет и более.
Azipod — это безредукторная винторулевая система, где электродвигатель расположен в погружной гондоле вне корпуса судна. Благодаря возможности Azipod разворачиваться на 360 градусов обеспечивается прекрасная маневренность, соответственно, выше эффективность работы судна. По сравнению с традиционной валолинией, топливопотребление ниже на 20%, а также значительно ниже уровень шума и вибрации, что особенно важно для комфорта пассажиров и экипажа.
Движительная установка Azipod® изначально проектировалась как перспективная система, способная адаптироваться практически к любому источнику энергии. Система Azipod®, в основе которой – электродвигатель, может работать от электричества, вырабатываемого от различных источников энергии, включая батареи и топливные элементы. Являясь неотъемлемой частью общей электрической силовой установки судна, технология Azipod® легко интегрируется с системами питания и оборудованием на борту.
Мощность установки Azipod® варьируется от 1 МВт до 22 МВт, разные модели Azipod® производят на двух заводах в Финляндии и одном – в Шанхае. До 95% материалов, используемых при производстве устройств Azipod®, подлежат вторичной переработке, что свидетельствует об устойчивом жизненном цикле, который определяет разработку и применение этой замечательной технологии.
Успешный опыт «Совкомфлота» по обслуживанию крупных нефтегазовых проектов в сложнейших климатических условиях в значительной степени опирается именно на передовые решения ABB, – отмечают в Российском профсоюзе моряков (РПСМ). – Цифровые технологии выходят на новый уровень, обеспечивая высокую безопасность и надежность навигации на протяжении всего цикла эксплуатации судна, что очень важно для безопасности мореплавания и для экипажей.