תעשיית ההפלגה כבר זמן רב תיאטרון של סדרי עדיפויות מתחרים: מהירות, נוחות, יעילות ואחריות סביבתית.בשנים האחרונות, אחד המכשולים המשפיעים ביותר לשיפור כל הגורמים הללו היה האבולוציה של טכנולוגיית המניעה. מפיצים הם הממשק המכאני הסופי בין תחנת הכוח של הספינה והמים, ואפילו שיפורים מצטברים בעיצוב להב, בקרה ימית או מדע חומריים יכולים להניב רווחים משמעותיים במסעות מתקדמות אלה, ולבדוק את היתרונות של מערכות הנעשים.

עיצובים מסורתיים של פרופלר: הבסיס ליעילות ומהירות

עבור רוב המאה ה-20, מערכת ההנעה הסטנדרטית של ספינות שייט גדולות הייתה מורכבת מדחף קבוע של פצ'יץ (FPP) שהוברח לפיר אחד.עיצובים אלה היו חזקים, פשוט לייצור, והסתמכות על קשר ישיר למנוע הראשי.עם זאת, הפשטות הגיעה בעלות: זווית הלהב הייתה מתאימה למצב הפעלה אחד בלבד – באופן דרמטי את המהירות של עיצוב תחת עומס רגיל, כמו מהירויות מופחתות של דלק, או ממושכות, כמו גם מחוסמות, כמו גרורות, כמו מהירויות גבוהות יותר, או ממושכות, כמו גרורות, כמו גרורות, או ממושכות, כמו גרורות, כמו עופרת מופחתות, כמו גרורות, כמו עופרת מופחתות, או ממהירות גבוהה יותר, או מחוספס, כמו גרורות, או מהירויות גבוהות יותר, כמו גרורתיות, כמו מהירויות גבוהות יותר, כמו גרורות, כמו גרורות, כמו שטף של דלק, או שטף, כאשר הוא גדלות, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000

מעבר לאי היעילות, מניעים קבועים של פיץ' סבלו גם מ cavitation - היווצרות והתמוטטות של בועות ריקות על פני משטחים להב. Cavitation erodes מתכת, מגביר רעש, ומפחית את דחף. עיצובים מסורתיים ניסו למזער את ה cavitation דרך גיאומטריה זהירה, אבל הגישה בגודל אחד מתאים-כל פירושה כי כל סטייה מתנאי עיצוב מזיקים.

צריכת דלק ומהירות Constraints

ספינת תענוגות טיפוסית המפעילה דוחק קבוע של כדור יכול להשיג מהירות גבוהה של 20-24 קשרים, אבל רק על ידי הפעלת המנוע הראשי בדירוג רציף מקסימלי.במהירויות נמוכות יותר, צריכת הדלק הספציפית (גרם של דלק ל-Kloוואט-שעה) יעלה כי המנוע לא יכול לפעול בעומס האופטימלי שלו.ההתאמה בין הביקוש למנוע המניעה והפלט הייתה נהג עיקרי עבור התעשייה לחלופה, יתר על מנת להפעיל את כל תנאי הים.

חידושים בטכנולוגיית רבי המכר: דור חדש של ברדס

התשובה לחסרונות של עיצובים קבועים-pitch הגיעה במספר צורות, כל אחת מהן מכוונת היבט שונה של האוניות ההנעה.אוניות ההפלגה המודרנית כוללות כיום מניעים שיכולים להתאים בזמן אמת לדרישות התפעוליות, לשלב פרופילים הידרודינמיקה מתקדמים, ולמנף חומרים שמפחיתים משקל ועייפות.

מוכרי Pitch Proellers (CPP)

מניעי המגרש המבוקר מאפשרים זווית הלהב להיות מותאם בעוד הפיר מסתובב.על ידי רוטט כל להב סביב ציר משלו, המגרש יכול להיות מותאם לכל מצב הפעלה - מהירות מלאה, כלכלה חודרת, תמרון, או אפילו הפוך דחף ללא סיבוב מנוע מתפתל. גמישות זו מבטלת את הקופה הטבועה בעיצובים קבועים.

  • (FLT:0) אספקת צריכת דלק 1:1 במהירויות ללא עיצוב, כי המדחף יכול לאמץ מגרש שמתאים מאוד לספינת הכוח היעילה ביותר של המנוע.
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) חיים מנועים מפלט 1 (הופנה מהדף 1) על ידי הימנעות שינויים מהירים וסיבוב לאחור.

יצרניות גדולות כמו ccFLT:0Wärtsiläveräval1 ו-FLT:2ABB MarineFLT 3 אספקת CPP למערכות השייט הגדולות בעולם, על פי סקירה טכנית של Wärtsiläfä, CPPs יכול להפחית את צריכת הדלק עד 10-15% בהשוואה ל- 10-15% מעיצובים קבועים של פעולות שייט טיפוסיות (F:4WARD5äf: CLT5äf5 ).

איסוף המפיצים

גרסה מיוחדת של CPP היא המדחף הנוצות, שבו להבים ניתן לסובב לעמדה "מרוצה" - אוריינטציה קצה-על שמפחיתה את גרגרי כאשר המדחף אינו מעביר דחף.זה שימושי במיוחד עבור אוניות שייט המשתמשות בהנעה עזרית או מפרשים (במקרה של כלי שיט היברידיים), או עבור ספינות אשר לעתים קרובות לפעול במהירויות נמוכות של פיאט, כאשר הוא מניע את המהירות הכוללת של כוח, כאשר הוא מקטין את הכוח, הוא מדחף.

חומרים מתקדמים ב-Belde Geometries and Materials

מעבר לשליטת המגרש, צורת הלהב עצמו עברה אבולוציה רדיקלית.הדינמיקה הנוזלית (CFD) וניתוח האלמנט הסופי עכשיו לאפשר למהנדסים לעצב פרופילים כי עיכובים cavitation, להפחית את הפרייטים, ולהפיץ עומסים יותר אפילו.

  • (FLT:0)Kappel Drivelers:FLT:1) תכונה skeg ייחודי פורץ דרך מדכא את טיפ מערב, צמצום גרר ורעש.עיצוב זה משמש באופן נרחב בתעשיית ההפלגה עבור יעילותו של 3 עד 75%.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ :0) , חוד החנית והטעינה (CLT) ,(FLT:1 In משלבת צורת טיפ מיוחדת המגדילה את אזור הלהב ליד קצה, שיפור עיצובי דחף וצמצום עיצובי CLT נפוצים על אוניות עקירה מהירה.
  • (ב) ,0) ,ב"ד: "ה' א' א' א' א' א' א' י' א' א' י' א' א' א' א' א' א' א' א' א' י' א' א' א' א') , ו'כי ירא'"ה'"ה'"ה'"ו.

חומרים התקדמו גם.מדחף מודרני הם לעתים קרובות לוהקים ניקל-aluminum-bronze (NAB) ⁇ המציעים כוח גבוה, עמידות קורוזיה, ודוכסיות. כמה עיצובים עכשיו לשלב חומרים מורכבים - סיבים פחמן מחזקים פולימרים - על להבים קטנים יותר, אם כי מניעים מורכבים בקנה מידה מלא נשארים ניסיוניים עבור אוניות גדולות בשל אתגרים ייצור ו- הסמכת.

השפעה על מהירות ספינת תענוגות וכלכלת דלק

השילוב של מגרשים ניתנים לשליטה, גיאוגרפיות מתקדמות וחומרים ממוטבים יצרו שיפורים ניתנים להתאמה גם במהירות וגם ביעילות.אפקטים יכולים להיות מובן באמצעות שלושה ממדים של ביצועים: יעילות הנעה, צריכת דלק מסוימת וגמישות תפעולית.

יעילות כפלית

יעילות פשטנית היא היחס של כוח דחף שימושי לכוח המסופק על ידי המנוע.עבור דחף קבוע של כדור הארץ, יעילות טיפוסית בטווח מים פתוחים מ-0.55 ל-0.65. CPPs עם עיצובים מתקדמים עכשיו להשיג יעילות של 0.68 עד 0.75 שנים בתנאי תכנון.

מהירות ללא עונש

אחת היתרונות המשווקים ביותר היא שמירה או אפילו מהירות שירות מוגברת ללא כוח מנוע גיוס. Cruise Itineraries הם רגישים לזמן; ספינה שיכולה לשחוק חצי שעה מעבר בין נמלים יכולה להציע גמישות תכנות יותר או להפחית עלויות דלק על ידי הפסקת האש של ה-Terpod (ממהירויות דלק משופרות), ספינות הצליחו להשיג תוספת של 0.5-1.0 קישורים באותו מנוע, למשל, מספר אוניות ממונעים ב-F2, לעומת מנוע חשמליות, אשר נותרו ללא ספק (F2 מנועים משופרים).

צמצום הקפאה והרעש

כלכלת דלק ומהירות אינם המדדים היחידים.הדוחנים מתקדמים מייצרים פחות קלוריות באופן משמעותי, אשר מוריד רעש מעוות מתחת למים מקרינה על ספינות תענוגות, זה משפר את נוחות הנוסעים - גרימת רטט ומצמצמצוץ בבקתה - ומפחית את טביעת הרגל האקוסית על החיים הימיים.

עלויות מחזור ותחזוקה

בעוד מערכות דחף מתקדמות יש עלויות גבוהות יותר, העלות הכוללת של בעלות היא לעתים קרובות נמוכה יותר.הקטנת צריכת הדלק ישירות לקצץ בהוצאות התפעוליות, ושחיקה של ה cavitation נמוכה מרחיבה את המרווח בין מערכות מונעות. מערכות שליטה-pitch דורשות מורכבות מכנית יותר (פצ'טטור, משחתים, מערכות הידראוליות), אך האמינות של רכיבים אלה השתפרה בהתמדה.

תוצאות חיפוש: Real-World Adoption by Cruise Lines

כמה מפעילי שייט גדולים תיעדו בפומבי את היתרונות של טכנולוגיות מניעה חדשות.

הצי ה-Azipod של Royal Caribbean

רויאל הקריביים מצויד כלי שיט מעמד אואזיס ו- Quantum-class עם FLT:0 (ABB AzipodcioFLT:1 Propulsion יחידות.כל Azipod מורכב מנוע חשמלי השוכנת בפוד שיכול לסובב 360 מעלות, עם סידור קבוע-pitch מותאם אישית באמצעות CFD על פי דוחות הקיימות של רויאל הקריביים, מערכות אלה תרמו ל-15% בצריכת דלק בהשוואה ל-Froperativeer, לעומת תוספת דלק מופחתת, לעומת תוספת דלק.

Carnival Corporation's Proeller

תאגיד Carnival (Carval Corporation) ביצע תוכנית רטרופיטפיטה צינית כדי להחליף מדחף קבוע של פיץ' עם עיצובים שליטה על הספינות הישנות שלה. בשילוב עם שיפורי ניקוי וציפוי, שדרוגי הדחף נכנעו חיסכון דלק ממוצע של 8-12% לכלי רכב. Carnival גם משתמשת במערכת ניטור מונעת קניינית המשתמשת כדי לתקן חיישנים כדי להתאים את הלהבות באופן אוטומטי בתגובה לעומס הימי ו-Fval שלה (Ric Defer Defer Defer Defer Defer Defer Deferance) פועלת גם היא יעילה קרוב ל-HD) קרוב ל-Rearancedancedancedancedancedancedancedancedancedancedance (Ric Defer Protection System).

MSC Cruises ו-Proeller-Hull Optimization

MSC Cruises השקיעה בכבדות ב-FLT:0 (האינטראקציה של רבי-המכר) באופטימיזציה של 1FLT (ה-MSC Cruises) על ידי עיצוב מחדש של הסולמות והתעוררות לתוך המדחף, בשילוב עם גיאומטריה חדשה של שישה להב, MSC דיווח על יעילות דלק של 7% על ספינות מרבייאה-class שלה.

אפשרויות לעתיד: מערכות היברידיות, אוויר לבריון, ומעבר

טכנולוגיית הפיץ אינה מתפתחת בבידוד.גל השיפורים הבא יבוא משילוב של מדחף עם מערכות אנרגיה רחבות יותר של ספינות.

הדחף ההפוכה

אוניות שייט חדשות רבות מאמצות ארכיטקטורות היברידיות-חשמליות, שבהן סוללות או תאי דלק משלימים מנועי דיזל.שליטה על מגרשי ה-Feller הופכת אפילו יותר קריטית במתקנים אלה, משום שהדחף חייב לצרוך ביעילות כוח ממקורות מרובים.FLT:0MAN Energy SolutionsPSKFLT:1 מפתחת מערכות CPP שזוגות עם גנרטורים מהירים משתנים, ומאפשרים לדחף לפעול ביעילות אופטימלית כמו רמת המטען מוקדם יכול להיות מופחתת גם 10 מעלות צלזיוס.

Air Lubricationcation ו-The Proeller Wake

מערכות סיכה אוויר (ALS) להפחית את החיכוך על ידי יצירת שטיח של בועות מיקרו-ברוב התחתון, עם זאת, שכבת הבועה משפיעה גם על זרימתם לתוך מוסדות מחקר כמו FLT:0 אוניברסיטת דרוםהמפטוןFLT:1 הם לומדים כיצד לעצב מדחף כי לנצל שדות מתעוררים מ ALS, פוטנציאל להשיג יעילות של 2–PP יכולות מעבר CPP הנוכחי.

Contra-Rotating Propellers (CRP)

[כיוון מבטיח נוסף הוא השימוש במניעים מנוגדים – שני מניעים על אותו פיר רוטט בכיוונים מנוגדים.תצורה זו מחלימה את האנרגיה הסבבית שאבדה בזרם החלקלק.בעוד שמוגבל היסטורית לכלי חיל הים, מערכות CRP כבר מטיפוס לספינות שייט.

לחץ וגני תאומים דיגיטליים

מדד האנרגיה של ארגון הים הבינלאומי לאנרגיה של מדד האנייה קיים (EEXI) ו- Carbon Intensity Index (CII) דוחף את המפעילים להוציא כל רווח אפשרי של יעילות.מפיצים מציעים אחת הדרכים היעילות ביותר לשיפור הציונים האלה.כדי לייעל ביצועים, קווי השייט מאמצים יותר ויותר את יעילות ה-FLT:0דיגיטליים ברציפות מודלים של 1FLT:1FLT אשר מדגימים ביצועים בזמן אמתיים, ומנטרלים ביעילות, יכולים להתאים את השינויים החכמים באופן יעיל יותר, ולת ביעילות, להפעלה יעילה של מערכות דלק למערכות חכמות, או להפעלה יעילה יותר, או לסיבוב , באופן יעיל יותר, ובאופן יעיל יותר, ובאופן יעיל יותר, ובאופן יעיל יותר, על בסיס יעילות למערכות דלק , ובאופן יעיל יותר ויותר.

מסקנה

טכנולוגיות מניע חדשות – מונעות על ידי עיצובי סטיטה מבוקרים, להב מתקדם גיאומטריות וחומרים מתוחכמים - שינו באופן יסודי את החישוב הכלכלי והסביבתי של ספינת תענוגות.היכולת לשמור על מהירות עם פחות כוח, להסתגל לתנאי הים השונים, ולהפחית את הרעש והפליטות הפכו את המנועים המודרניים כלי קריטי למפעילים.