Азимутальное подруливающее устройство

Азимутальное подруливающее устройство — это конфигурация морских гребных винтов, размещенных в гондолах, которые можно поворачивать на любой горизонтальный угол ( азимут ), что делает руль направления ненужным. Они обеспечивают судам лучшую маневренность, чем системы с фиксированным гребным винтом и рулем направления.

Типы азимутальных подруливающих устройств

Существует два основных варианта в зависимости от расположения двигателя: ^{[ нужна ссылка ]}

Механическая трансмиссия соединяет двигатель внутри корабля с подвесным агрегатом , которая посредством зубчатой передачи . Двигатель может быть дизельным или дизель-электрическим . В зависимости от расположения вала механические азимутальные подруливающие устройства подразделяются на L-привод и Z-привод . Подруливающее устройство с L-образным приводом имеет вертикальный входной вал и горизонтальный выходной вал с одной прямоугольной шестерней. Подруливающее устройство с Z-приводом имеет горизонтальный входной вал, вертикальный вал во вращающейся колонне и горизонтальный выходной вал с двумя прямоугольными шестернями.
Электрическая трансмиссия , чаще называемая гондолой, где электродвигатель установлен в самой капсуле и соединен напрямую с гребным винтом без шестерен. Электричество вырабатывается бортовым двигателем, обычно дизельным или газовой турбиной . Изобретенный в 1955 году Фридрихом В. Плейгером и Фридрихом Бусманом (Pleuger Unterwasserpumpen GmbH), ABB Group компании Azipod стал первым продуктом, использующим эту технологию.

Самыми мощными двигателями с гондолами являются четыре двигателя Rolls-Royce Mermaid мощностью 21,5 МВт, установленные на RMS Queen Mary 2 . ^[1]

Механические азимутальные подруливающие устройства могут быть стационарно установленными, выдвижными или подводными. Они могут иметь гребные винты фиксированного шага или гребные винты регулируемого шага . Подруливающие устройства стационарной установки используются на буксирах, паромах и судах снабжения. Выдвижные подруливающие устройства используются в качестве вспомогательной силовой установки для судов с динамическим позиционированием и в качестве самоходной силовой установки для военных судов. Подруливающие устройства, монтируемые под водой, используются в качестве силовой установки для динамического позиционирования очень крупных судов, таких как полупогружные буровые установки и буровые корабли .

Преимущества и недостатки

Основными преимуществами являются маневренность, электрическая эффективность, лучшее использование пространства корабля и более низкие затраты на техническое обслуживание. ^{[ нужна ссылка ]} Судам с азимутальными подруливающими устройствами не нужны буксиры для швартовки, хотя им все равно могут потребоваться буксиры для маневрирования в сложных местах. ^{[ нужна ссылка ]}

Основным недостатком систем азимутального привода является то, что корабль с азимутальным приводом маневрирует иначе, чем корабль со стандартной конфигурацией гребного винта и руля направления, что требует специальной подготовки пилотов. ^{[ нужна ссылка ]} Еще один недостаток – они увеличивают осадку корабля. ^{[ нужна ссылка ]}

Гондола, в которой электромотор расположен вне корпуса, предъявляет повышенные требования к качеству уплотнения вокруг карданного вала. Это связано с тем, что любая утечка морской воды приведет к короткому замыканию электродвигателя. Это означает, что движущиеся части должны особенно хорошо прилегать друг к другу при небольших зазорах, а оставшееся уплотнение можно выполнить, например, с помощью масла под положительным давлением. Масло будет действовать как смазка, а также как гидрофобное уплотнение.

История

Английский изобретатель Фрэнсис Рональдс в 1859 году описал то, что он назвал «ходовым рулем», который сочетал в себе двигательную и рулевую механизмы лодки в одном устройстве. Гребной винт был помещен в шпангоут, имеющий внешний профиль, подобный рулю направления и прикрепленный к вертикальному валу, который позволял аппарату вращаться в плоскости, при этом вращение передавалось на винт. ^[2]

Современное азимутальное подруливающее устройство с Z-образной трансмиссией было изобретено в 1951 году Джозефом Беккером, основателем компании Schottel в Германии, и продавалось как Ruderpropeller. Беккер был награжден премией Элмера А. Сперри 2004 года за это изобретение. ^[3] Впервые этот вид движения был запатентован в 1955 году Плейгером . ^[4]

В конце 1980-х годов группа компаний ABB разработала двигатель Azipod с двигателем, расположенным в самой капсуле. ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Руль Pleuger - корабельный руль с подруливающим устройством.
Циклоротор - морская двигательная установка с перпендикулярной осью
Пропеллер Voith Schneider – запатентованная морская двигательная установка
Saildrive – Неуправляемая ведущая нога гребного винта
Z-drive – управляемая морская приводная система
Подвесной мотор – автономная двигательная установка для лодок.

Ссылки

^ «Русалка-реактивная установка» . Вяртсиля . Проверено 1 февраля 2020 г.
^ Рональдс, БФ (2016). Сэр Фрэнсис Рональдс: отец электрического телеграфа . Лондон: Издательство Имперского колледжа. ISBN 978-1-78326-917-4 .
^ «Вручение премии Элмера А. Сперри за 2004 год» (PDF) . Sperryaward.org . Проверено 24 ноября 2014 г.
^ «Патент US2714866 — Устройство для приведения в движение корабля» . Проверено 24 ноября 2014 г.

[1] «Русалка-реактивная установка» . Вяртсиля . Проверено 1 февраля 2020 г.

[2] Рональдс, БФ (2016). Сэр Фрэнсис Рональдс: отец электрического телеграфа . Лондон: Издательство Имперского колледжа. ISBN 978-1-78326-917-4 .

[sperry-3] «Вручение премии Элмера А. Сперри за 2004 год» (PDF) . Sperryaward.org . Проверено 24 ноября 2014 г.

[Pleuger-4] «Патент US2714866 — Устройство для приведения в движение корабля» . Проверено 24 ноября 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]