Азимутальный двигатель что это

Azipod

Azipod (от англ. azimuth — азимут, полярный угол и pod — капсула, гондола двигателя) — зарегистрированная торговая марка компании ABB, под которой производятся системы электродвижения для судов различного класса, в частности азимутальные подруливающие устройства.

Содержание

  • 1 Принцип действия
  • 2 Суда с системой Azipod
  • 3 См. также
  • 4 Примечания
  • 5 Ссылки

Принцип действия [ править | править код ]

В традиционных судовых движительных системах двигатель находится внутри корпуса судна и вращение передается на движитель (винт) посредством промежуточных валов, иногда через редуктор.

Azipod – безредукторная система, в которой электродвигатель расположен в гондоле вне корпуса судна. Гондола может вращаться на 360 градусов, обеспечивая большую маневренность для судов по сравнению с обычными силовыми установками, что особенно важно при работе во льдах.

Гребной винт установлен непосредственно на валу электродвигателя, что позволяет передавать вращающий момент с двигателя непосредственно на винт, минуя промежуточные валы или редукторы. Отказ от промежуточных элементов пропульсивной системы позволил исключить потери энергии, возникающие в них при передаче энергии с вала двигателя на винт.

В полноповоротной версии азипод вращается на 360 градусов вокруг вертикальной оси, заменяя таким образом руль и рулевую машину. Обычно они применяются в комбинации, например, на круизном лайнере Queen Mary 2 установлены два полноповоротных и два неподвижных азипода.

Установка позволяет получить лучшую маневренность судна как по курсу, так и по скорости по сравнению с обычными движительными установками. Кроме того, такое техническое решение сокращает объём машинного отделения, повышая тем самым грузовместимость, что весьма актуально для транспортных судов.

Суда с системой Azipod [ править | править код ]

Более 90 судов ледового класса в мире оборудованы пропульсивной системой Azipod, более 50 из них работают на территории Российской Федерации. Максимальная мощность судна на системе Azipod, составляет 45 МВт. Технология винторулевой колонки ABB позволяет преодолевать лед толщиной более 2,1 метров, что позволяет судам работать в Арктике без ледокольного сопровождения.

  • Газовоз Кристоф Де Маржери — головное судно из 15 танкеров, обслуживающих проект «Ямал СПГ». Это самые мощные суда ледового класса в мире. Они способны проходить Северный морской путь самостоятельно, без ледоколов.
  • Дизель-электрические ледоколы «Александр Санников» и «Андрей Вилькицкий». Построены для компании «Газпром нефть».
  • Контейнеровоз «Мончегорск» — одно из шести арктических судов, построенных для ГМК «Норильский Никель». Первое коммерческое судно, совершившее рейс в по Северному морскому при помощи системы Azipod пути без сопровождения ледокола.
  • Кабельное судно «Atlantic Guardian» — предназначено для прокладки и дальнейшего обслуживания кабельных магистралей связи, проходящих по дну океана. [1]
  • Танкеры проекта Р-70046 — способны ходить в различных морях, однако предназначены для перевозки нефти с нефтедобывающей платформы на перегрузочный терминал в районе Мурманска.
  • Круизные лайнеры, например: «Круизные суда класса Oasis», «Zuiderdam», «Carnival Legend», «P&O Aurora».
  • Круизное судно Independence of the Seas
  • Вертолётоносцы класса «Мистраль»
  • Ледокол проекта Aker ARC 130A (Александр Санников)
  • Дизель-электрический ледокол 25МВт проекта 22600 («Балтийский завод-Судостроение»)

Винторулевая колонка

Винторулевая колонка (азимутальное подруливающее устройство) — в судостроении разновидность движителя в виде гребного винта, расположенного на поворачивающейся на 360° колонке.

Такое устройство может быть основным движителем или только подруливающим устройством, заменяющим или дополняющим судовой руль. Позволяет маневрировать в стеснённых условиях, не привлекая буксир. Основным часто является на современных специализированных судах, нуждающихся в регулярном маневрировании, например буксирах и плавучих буровых.

Содержание

  • 1 Конструкция
  • 2 Достоинства и недостатки
  • 3 Применение
  • 4 Производство
    • 4.1 В России
  • 5 См. также
  • 6 Примечания

Конструкция [ править | править код ]

Винторулевые колонки классифицируются по схеме передачи момента от двигателя к винту: [ источник не указан 51 день ]

  • Двигатель расположен внутри судна над колонкой, его вал входит в колонку вертикально и с помощью одной угловой зубчатой передачи передается на вал гребного винта. Такая схема в мировом судостроении называется англ. L-drive .
  • Двигатель расположен внутри судна, его вал входит в колонку горизонтально и с помощью двух угловых зубчатых передач и промежуточного вертикального вала передается на вал гребного винта. Такая схема в мировом судостроении называется англ. Z-drive .
  • Электродвигатель расположен внутри колонки так что гребной винт расположен на его валу. Такую схему впервые применили под брендом Azipod.
Читать еще:  Что происходит при отказе двигателя вертолета

По количеству винтов в колонке:

  • Одновинтовое;
  • Двухвинтовое тандемное (винты вращаются в одну сторону);
  • Двухвинтовое оппозитное (винты вращаются в разные стороны).

В моторных яхтах зачастую азимутальное устройство поворачивается не на все 360°, а лишь в некотором секторе.

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

  • Лёгкое маневрирование на низких скоростях, вплоть до швартовки без буксира.
  • Короткий остановочный путь, заодно не требуется реверсирование винта.
  • Затруднён ремонт в пути.

Применение [ править | править код ]

  • Буксиры, спасательные суда, плавучие буровые, научно-исследовательские суда — судам этих классов надо точно маневрировать или даже ложиться в дрейф (подруливать так, чтобы независимо от ветра и волн положение судна оставалось неизменным).
  • Самоходные земснаряды и плавучие краны.
  • Крупные яхты и пассажирские суда (например, Queen Mary 2) — для упрощения манёвров по гавани.
  • Ледоколы и ледокольные суда (струя воды от подруливающего устройства хорошо очищает проход от плавающих льдин).
  • Военные корабли прибрежной зоны (в частности, десантные корабли «Мистраль»).

Производство [ править | править код ]

В России [ править | править код ]

В России винторулевые установки типа Azipod мощностью до 9 МВт производят на верфи «Звездочка». [1] Также готовится к открытию в 2019 году завод по производству винторулевых колонок мощностью до 15 МВт на ССК «Звезда». [2]

В России с 2020 года действуют требования к локализации винторулевых колонок. [3] [4]

Что такое Azipod?

Пропульсивная установка Azipod (azimuth и pod – азимутальный движитель) основывается на принципе гребных электрических установок, при этом генераторы могут быть свободно расположены в судне.

“Azipod” представляет собой подвешенный в обтекателе (гондоле) тяговый электродвигатель, расположенный в задней части судна, причем подвеска может вращаться в пределах 360 градусов.

Следовательно, многие системы в корпусе судна (приводные двигатели, длинные линии валов, кормовые подруливающие устройства и рули) не нужны.

В русском техническом языке есть синоним – (ВРК – винто-рулевая колонка)

ВРК может использоваться в качестве главных или вспомогательных движителей и обеспечивать как ходовые, так и маневренные качества судна. Это дает большую свободу при проектировании и строительстве судна. В судне остается свободное пространство, которое может быть использовано для размещения груза либо дает возможность построить судно меньшего размера.

  • История происхождения:

Фирма АВВ (Со) имеет давние традиции, связанные с поставкой тягового оборудования для судов. Системы постоянного тока Ward-Leonard были классическими в течение долгого времени. В начале 80-х годов были введены системы переменного тока с частотным управлением скорости.

Электрические силовые установки использовались, в основном, для ледоколов, кабелепрокладочных судов, судов с землечерпальным устройством (драг), подводных лодок и танкеров.

В 1987 году была введена новая концепция – “Azipod”.

  • Типы судов, где применяется:
  1. морские и речные суда;
  2. пассажирские, грузовые, ледоколы, паромы, буксиры.

  • Преимущества:
  1. 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.
  2. 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.
  3. Прочность и жесткость. Корпус Azipod с рамной конструкцией и короткий жесткий валопровод выдерживают резкие изменения тяги и высокие ударные нагрузки во время дробления льда.
  4. 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.
  5. Высокая надежность, позволяют уменьшить объем машинного отделения, увеличить грузоподъемность или уменьшить габариты судна,
  6. Сравнительная простота обслуживания и хорошая маневренность при любых скоростях хода.
  7. Azipod – это возможность ее использования вместо традиционного судового руля, что позволяет сохранить существующие корпусы одновинтовых судов и реализовать все преимущества, которые связаны с малым сопротивлением корпуса и их высокой эффективностью.
Читать еще:  Двигатели тойота маджеста характеристик

  • Недостатки:

– Относительно высокая стоимость.

  • Использование на судах:

ВРК или Azipod получили распространение в офшорном, танкерном и особенно в современном пассажирском флоте ( самые крупные пассажирские лайнеры сегодня оснащены такими системами, и носовые подруливающие устройства таких судов также имеет азимутальный привод).

Решения для морских пропульсивных установок

Подруливающие устройства и силовые установки

Морские двигатели и двигатели Pleuger — это современные системы маневрирования для морских транспортных средств. Используемые на плавучих платформах (SEMISUB), рабочих транспортных средствах и судах снабжения, наши морские силовые установки спроектированы и изготовлены в Германии, что гарантирует длительную техническую точность и качество.

Pleuger имеет большой опыт в разработке и проектировании индивидуальных решений для подводных монтируемых тяговых блоков и туннельных двигателей для клиентов по всему миру.

Применение

Тяговые силовые приводные винты для оффшорных буровых установок

Подруливающее устройство Pleuger для морского применения было разработано специально для маневрирования и стабилизации полупогружных буровых установок и буровых судов в качестве основной двигательной установки для улучшения операций динамического позиционирования, а также для противодействия крутящему моменту привода бурового привода.

Катерные силовые приводные винты

Азимутальное подруливающее устройство Pleuger для судов было разработано специально для главных силовых установок, маневрирования в порту или улучшенного динамического позиционирования. Это делает его идеальным для использования в таких приложениях, как установка ветряных турбин, поставка платформы и любое судно, требующее высокой маневренности. Доступны дополнительные модификации для дизайна ледового класса — вплоть до ледокольного класса — или Z-образные приводы.

Выдвижные азимутальные двигатели

Для применений на судах, где максимальная эффективность требуется во время движения, азимутальное подруливающее устройство Pleuger может быть модернизировано до контейнерной выдвижной конструкции. Такая конфигурация позволяет гидравлически втягивать движитель в корпус, когда он не используется, что снижает сопротивление и экономит затраты на топливо.

Выдвижная конструкция также полезна в ситуациях, когда судно может столкнуться с неглубокими сквозняками или подводными препятствиями, которые могут повредить незащищенную подруливающую установку. Эту конфигурацию также можно обновить до съемной подводной конфигурации.

Азимутальные двигатели ледового класса

Азимутальное подруливающее устройство Pleuger для морских и судовых применений также может быть модернизировано в соответствии с требованиями ледового класса. Плойгер имеет большой опыт работы с правилами ледового класса и долгую историю работы со всеми основными классификационными обществами. Конструкции могут быть поставлены до класса ледокола с воздушными или канальными гребными винтами.

Специально разработанное вспомогательное движение

В дополнение к типичным конструкциям подруливающих устройств компания Pleuger разработала множество пользовательских вспомогательных силовых установок на протяжении многих лет. Некоторые из вышеуказанных конструкций двигателей соответствуют экстремальным требованиям к ударным нагрузкам и характеристикам, предъявляемым к судам ВМФ, таким как атомные и обычные подводные лодки, а также авианосцы.

Читать еще:  Характеристики двигателей мерседес 212

Pleuger предлагает решение практически для любых задач, связанных с движением, от погружных двигателей до приводов дизельных двигателей

Винторулевые колонки (ВРК) для судов

Компания «Кронштадт» предлагает винторулевые колонки для судов различных типов, назначения и водоизмещения. Наши специалисты сотрудничают с лучшими разработчиками и производителями пропульсивных систем и готовы индивидуально подойти к задачам выбора судового оборудования для ваших проектов.

Устройство винто-рулевой колонки

Винто-рулевая колонка судна представляет собой гребной винт, установленный на азимутальной поворотной конструкции. Система совмещает функции пропульсивного движителя и рулевого устройства, обеспечивая судну отличную маневренность и точное позиционирование при швартовке, выходе из порта и проведении различных работ и операций на море.

Винто-рулевые колонки для судов различаются по типу трансмиссии и расположению двигателя относительно гребного винта. В настоящее время в судостроении применяются три конструктивные схемы:

  • с двигателем над колонкой и вертикальной трансмиссией;
  • с двигателем спереди или сбоку от колонки и горизонтальной трансмиссией;
  • с двигателем, расположенном непосредственно в колонке.

Винторулевые колонки с вертикальной трансмиссией

В винотрулевой колонке с вертикальной схемой, называемой L-drive, двигатель находится внутри корпуса судна над колонкой, а вал трансмиссии входит в нее вертикально и связан с гребным валом посредством одной угловой зубчатой передачи. Главное преимущество такой схемы в меньшем количестве промежуточных звеньев, обуславливающем лучшую надежность конструкции. Но ее использование ограничено тем, что мощный, тяжелый и крупногабаритный двигатель не всегда можно разместить над винторулевой колонкой.

ВРК судов с горизонтальной трансмиссией

В ВРК судов с горизонтальным расположением трансмиссии (Z-drive) двигатель также расположен в судовом корпусе, но его вал входит в ВРК судна горизонтально, а крутящий момент передается на винт с помощью двух угловых передач и промежуточного вертикального вала. Горизонтальная схема дает полную свободу в компоновке судна и расположении двигателя, но из-за большей сложности она по надежности несколько уступает вертикальной.

Конструкции с расположением двигателя внутри винто-рулевой колонки

Существуют схемы с расположением двигателя непосредственно в винто-рулевой колонке, которые применяются в маломерных судах. Кроме того, есть конструкции, в которых винто-рулевая колонка вместе с двигателем заключены в гондолу с пропускными каналами, располагаемую под корпусом судна. Но они обычно используются не как основные ходовые движители судна, а в качестве подруливающих устройств, и имеют гидравлический или электрический двигатель.

Элементы ВРК и сопутствующее оборудование судов

Отдельные типы систем ВРК могут быть оборудованы разными узлами и дополнительными опциональными устройствами. Специальный упор-плавник, расположенный под винтом, защищает его от ударов о камни и грунт на мелководье. Червячный привод механизма поворота имеет компактные размеры, особенно при использовании гидропривода, и идеален для монтажа на внешних палубах. Цилиндрические зубчатые передачи с двумя приводными двигателями применяются для крупных морских судов или для монтажа в шахтных колодцах.

Цилиндрические кольца-сопла, окружающие гребной винт ВРК судна

  • защищают от повреждений винт и объекты, находящиеся в воде;
  • увеличивают тягу и КПД;
  • снижают уровень шума и вибрации.

В зависимости от потребностей проекта компания «Кронштадт» предлагает широкий выбор систем управления ВРК для дизельного, гидравлического и электрического ходового двигателя с регулируемой скоростью. Количество панелей управления и интерфейсов к другим системам мониторинга определяется в соответствии с индивидуальными требованиями заказчика.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector