fluid-mechanics-and-dynamics
השוואה בין דריסת מנהרות לבין דריסת וית שניידר לספינות מסחריות
Table of Contents
למה מנביחות מערכות משנה במסחר
תמרון יעיל בתחנות מים מוגבלות, נמלים, הנמלים והנמלים הוא דרישה מוגדרת לכלי רכב מודרניים.היכולת לשמור על מיקום מדויק, לבצע תפנית מהירה, ולהגיב מיד לעגון פקודות ישירות על בטיחות מבצעית, זמני סיבוב ומספק יעילות כוללת.עבור בעלי ספינות ומפעילים מוכחים, בחירת מערכת דחף ימין אינה רק החלטה טכנית - היא יכולה להיות בעלת שיטות מתקדמות לשתי מערכות הפעלה (מתאים בצורה הטובה ביותר) אלא גם להורדת לחץ חיצוני (מתאים את הני לחץ) אלא גם את הדחף הטכניים).
מנהרה Thrusters
עיצוב והפעלה של עקרון
כור מנהרה מורכב מדחף בעל שליטה או קבוע-pitch הרכוב בתוך צינור transverse העובר דרך ה-hull - באופן חד-משמעי על הקשת (הדחף המבוקש) או stern (דוחן זר) הדחף, המונע על ידי מנוע חשמלי או מנוע הידראולי, דוחף מים מצד אחד של המנהרה אל השני, ויוצר כוח מאוחר יותר.
יתרונות מפתח
- (FLT:0) של פשטות ואמינות.FLT:1 עם פחות חלקים נעים מאשר מערכות מחזוריות, מדחף מנהרות הם פשוטים להתקין, לפעול, ולשמור על רכיבים סטנדרטיים זמינים באופן נרחב.
- (FLT:0) יעילותו של ה-FLT:1, עלויות רכישה ותקנה ראשוניות נמוכות בדרך כלל מאשר עבור דחפורים של וית' שניידר.
- (FLT:0)Proven track recordeur.FLT:1 בשימוש במשך עשרות שנים על כל דבר מספינות מטען ועד קווי השייט, הטכנולוגיה מובנת היטב על ידי אדריכלים ימיים, בתי המחוקקים וחברות סיווג.
- (ב) כאשר נדרש תנועה רציפה רציפה:0) לדחף מתמשך אחר-כך (ראה אור) כאשר נדרש תנועה מתמדת של צד-תמידית – כמו במהלך ההשמדה או המעבר לצד מחצני-לאון, מספקים כוח צפוי.
הגבלות
- (FLT:0)Fixed כוח כיוון.FLT:1ir Thrust מוגבל ציר פורט-סטארboard.כדי לשנות את הכותרת, כלי השיט חייב גם להשתמש בסולמות או מניעים מרכזיים, אשר יכול לסבך את התמימים בזרמים חזקים או רוח.
- (ב) ,0) ,התמדה של יעילות במהירות.
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
יישומים טיפוסיים
מדחף מנהרות הם ברירת המחדל עבור רוב כלי שיט מסחריים הדורשים סיוע תמרון מתון: אוניות מכולה, מובילים, מכלי רכב, כלי ro-ro, ויאכטות גדולות.הם גם נפוצים על פני צינורות וכלי אספקת offshore שבו בקרה פשוטה מאוחר יותר מספיקה.
המונחים: Voith שניידר Thrusters
עיצוב והפעלה של עקרון
וית' שניידר דחף (VSPs) הם סוג של דחף מחזורי שהומצא על ידי ארנסט שניידר בשנות ה-20 ומיוצר על ידי וית' טורבו.המערכת מורכבת ממשטח עגול שהועלה עם תחתית ה-hull. מפרויקט זה 5 או שש להבים אנכיים, כל אחד מסוגל לרקב באופן עצמאי על צירו שלו.
יתרונות מפתח
- (FLT:0) דחף עקיף.FLT:1 היכולת לייצר כוח בכל כיוון הופכת את כלי ה-VSP-e מאובזר באופן יוצא דופן.ספינת יכולה להפוך את צירה, לנוע הצידה ללא תנועה קדימה, או שינוי מהיר מתחת לעומסים גבוהים.
- (FLT:0) דינמית מיקום.FIRLT:1 ב DP פעולות, VSPs לספק וקטורינג מהיר, מדויק דחף כי להפחית את ההסתמכות על מספר רב של דחף.זה קריטי עבור כלי שיט המבצעים תחזוקת תחנה בנמלים או בחו"ל.
- (ב) ⁇ 0) דחף גבוה במהירויות נמוכות.FLT:1 שלא כמו דחפורים מנהרות, VSPs לשמור על יעילות גבוהה גם כאשר הכלי הוא נייח או נע לאט.
- (ב) ⁇ :0) ⁇ והדרכה משולבת (FLT:1) A VSP יכול לשמש יחידת ההנעה העיקרית (על כוונונים או ferries) תוך מתן דחף נודד ומאוחר יותר, חיסול הצורך בסולמות נפרדות או כנועים.
הגבלות
- (העלות הגבוהה ביותר:0) למערכות VSPLT:1 יקרות יותר לרכוש, להתקין, ולתחזק מאשר מדחפורים מנהרות.המורכבות המכנית - קישורים להבים, מערכות בקרה וחותמות - דורשות מומחיות מיוחדת.
- (FLT:0) ל-Larger hull פתיחה.FreaLT:1) ה-Rreor הוא חדירה מבנית משמעותית.עבור רטרופיטטים, זה דורש לעתים קרובות שינויים נרחבים של עגינה ו-hull, מה שהופך את VSPs לבלתי רציונאליים אלא אם כן מתוכנן משלב העיצוב.
- (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ :0) ⁇ ו-Valtía (FLT:1) תנועת הלהב המחזורית מייצרת חתימות רעש אופייניות; בעודם נסבלים עבור רוב הצוללות, הם עשויים להיות בעיה על כלי נוסעים ללא בידוד זהיר.
יישומים טיפוסיים
וית' שניידר דחף הם המניעה של בחירה עבור טינגס הנמל, שבו תגובה מהירה ושליטה omnidirectional חיוני.הם משמשים גם נרחב על ferries כפול, כלי מחקר, כלי תמיכה offshore, וכמה ספינות ימיות הדורשות תמרון מהיר יוצא דופן.בשנים האחרונות, עיצובים הנעה היברידית שילבו VSPs עם כוננים דיזל-חשמליים לשיפור היעילות.
השוואה בין Head-to-Head
אחריות ושליטה
מדחף מנהרות לספק רק כוח מאוחר יותר; הפעלת הספינה עדיין דורשת שטף או דחף מובילי משנה. VSPs, לעומת זאת, לתת למפעיל שליטה מלאה 360 מעלות ממחה יחיד או אפילו טייס אוטומטי. בנמלים צפופים או במהלך berthing, VSP-e מאובזר יכול להעביר ספינה גדולה עם דיוק כירורגי - משהו חטיפה לבד לא יכול להשיג עבור רוב האוניות של זמן פנוי מדי פעם, רק סיוע קלף.
יעילות וצריכת דלק
במהירויות המעבר, חוטי מנהרה בדרך כלל אינם בשימוש ותועילים רק עונש קטן של גרור.VSP, כאשר משתמשים בהם כמניעה עיקרית, יש עקומת יעילות ידועה: הם תחרותיים עם מניעים קונבנציונליים במהירויות נמוכות, אך מאבדים יעילות מעל 12-15 קשרים.עבור כוונונים ופריצים הפועלים מתחת 12 קשרים, VSPs יכול להיות מאוד יעיל דלק כי הם מבטלים את הני של גרורת של מטענים ודלקים (אופרייזרים) לא יכול להיות דחף גבוה יותר מאשר כלי דלק (אך) יותר).
התקנה ואפקטים מבניים
מדחף מנהרה דורש רק חדירה טריטוריאלית, אשר יחסית פשוט להשתלב ברוב צורות ההילה. ההתקנה ניתן לעשות לעתים קרובות במהלך מרעה יבשה מתוכנן. VSPs דורש רצף גדול, שטוח למטה עם היערכות מדויקת לפיר רוטטור אנכי.זה דורש תכנון נרחב יותר ולעתים קרובות חדר דחף ייעודי. עבור מבנים חדשים, האינטגרציה היא יעילה, אבל רטרוספקטציה Vfit לתוך תעלת VSP קיים לעתים רחוקות יותר.
עלויות תחזוקה ומחזור חיים
תחזוקה רפין עבור מדחף מנהרות כוללת נושאים נעים, בדיקת חותמות פיר, ולעתים התאמת דוכן להב.חלקים הם פריטים סחורות. ותחזוקה VSP היא יותר מיוחדת: blade Seals Wear, pinage pins דורש תחליף תקופתי, ואת הידראולי או חשמל להב blade-pitch Actuators צריך תשומת לב מומחה.
רעש וגאווה
מדחף מנהרות, במיוחד ב RPMs גבוה יותר או עם cavitation, ליצור רעש משמעותי רטט שיכול לשדר לתוך השאול.זה דאגה לנחמה נוסעים על פני צ'יפס וספינות תענוגות. VSPs לייצר רטט נמוך יותר, ציציקלי כי הוא כיוון וניתן לחב עם מבחנים יציבים וריחים.
בחירת המערכת הנכונה: מסגרת החלטה
בחירתו של מדחף מנהרה ודחפור וית' שניידר צריך להיות מבוסס על הערכה במשקל של הפעולות העיקריות של הכלי שלך, פרופיל מהירות, ותקציב. השתמש בקריטריונים הבאים כדי להעריך אילו מערכות משתלבות עם הצרכים שלך.
סוג ומשימה
- (FLT:0) HRAbor tugs / ליווי זחלים.IRLT:1) VSP הוא המנהיג ברור בשל דחף 360 מעלות ותגובה מהירה.לא מערכת אחרת מתאימה ליכולת שלה לשמור על מתח קו תוך הפעלת כלי שיט נשוי.
- (ב) ויקרא: ויקרא י"ד: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (FLT:0) אוניות מטען.FLT:1 , דחפור מנהרה יחיד (בעיקר עם דחף stern) הוא הדרך היעילה ביותר לשיפור יכולת תמרון נמל.VSPs אינם מותקנים בדרך כלל אלא אם כן יש כלי שיט תפקיד מיוחד, כגון שכבת כבל או כלי שיט מחוספס סלע.
- (FLT:0) כלי תמיכה לחוף (PSVs, AHTSOVA) 1 עבור DP Class 2 או 3, מדחף מנהרות (bow ו- stern) נפוצים, אבל כמה מפעילי מעדיפים VSPs עבור תחנת טובה יותר לשמירת תחנה טובה יותר בזרמים גבוהים.הבחירה תלויה במערכת העקורים ובדרישות Redundancy.
מהירות תפעול
אם הכלי שלך פועל באופן שגרתי מעל 12 קשרים, מדחף מנהרה (או דחף רפלקטיבי) לכפות פחות גרר ולהימנע מעונש היעילות של VSPs במהירות גבוהה. VSPs להצטיין במשטר המהיר (0-12 קישורים) שבו הם יכולים לספק דחף גבוה עם צריכת דלק נמוכה.
בסביבה הקרובה של Environmental and Noise Constraints
עבור כלי שיט הפועלים באזורים רגישים לסביבה (למשל, סיורי צפייה בלווייתנים, מחקר) או עם מגבלות רעש תת-ימיות חמורות (למשל, הנחיות IMO למשלוח באנטארקטיקה), VSPs לעתים קרובות לייצר רעש קשור פחות לשקיט מאשר מדחפורים מנהרות בדחף שווה.
תקציב ועלויות בעלות
עלויות ההון הראשוניות עבור התקנת VSP הן בדרך כלל גבוהות יותר מ-50-100% מאשר עבור מדחף מנהרה של יכולת דחף דומה. Factor בהתקנה, שדרוגי מערכת חשמלית (כוח גבוה יותר עשוי להיות נדרש), ואימון עבור צוות ותמיכה החוף. במהלך חיי הספינה, תחזוקה גבוהה יותר של VSP חייבת להיות כבויה על ידי יתרונות תפעוליים כגון עלויות צמיגים מופחתות, מהירות יותר, או יכולת לבצע ביצועים גבוהים של ערך משותף זה חייב לכלול ניתוח זה.
מגמות טכנולוגיות ופיתוח עתידי
שתי טכנולוגיות דחף ממשיכות להתפתח.היצרנים של מנהרה משקיעים ב-FLT:0 (העיצובים של יעילות גבוהה) ב-FLT:1 ו-FLT:2 ספירת המדחף הממריץ את ה-FLT 3:0) כדי להפחית את ה- cavitation ולשפר את אספקת החשמל ה-41 ליטרים ה-Veral-Fer-Vericowth Quick-F במהירות, מאפשר כעת לנעורים להפעלה אופטימלית עבור כל דרישה, וצריכת דלק, וצריכת דלק נמוכה של חברת CVer.
מגמות מתפתחות כגון:0 (azpodsph1) ו- ( pds) ו-FLT:2azimuth דחףsFLT 3: הוסיפו מימד נוסף לתהליך הבחירה. אלה משלבים את היתרונות של 360 מעלות דחף עם יעילות של מדחף תת-קרקעי, אך הם מגיעים עם מחסנים המסחר שלהם בתנאים, משקל רב, ו-Virdators, לעתים קרובות יותר גבוה, אך ורק עבור ספינות תחבורה גדולות.
(הופנה מהדף [[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
צעדים מעשיים להחלטות
- (FLT:0) פרופיל תפעולי של ההרחבה (FLT:103) מהירויות הפעלה טיפוסיות, ביקורים בנמל בחודש, ניצול ודרישות סביבתיות.
- (FLT:0)Calculate הנדרש דחף.FLT:1 Work with a Sea Architect כדי לקבוע את דחף מאוחר יותר הדרוש כדי להחזיק את הכלי ברוח נתונה ותנאים הנוכחיים.
- (FLT:0) חישוב תמרון (FLT:103) השתמש סימולטור יד הספינה או דינמיקת נוזל חישובית (CFD) כדי להשוות את היכולת של כל מערכת לבצע משימות ספציפיות - למשל, להיות מתפתל עם 30 מעלות רוחב.
- (FLT:0) ,Evaluate רטרופיט היתכנות.IRLT:1 עבור כלי שיט קיימים, לקבל בדיקה יבשה כדי להעריך התאמת מבנית עבור כל סוג. VSP רטרוfits לעתים קרובות דורשים הסרת מסגרות hull או תוספת של חלקים שטוח למטה.
- ניתוח עלות מחזור חיים בסך הכל (FLT:1 Include Acquisition, התקנה, דלק, תחזוקה, שעות מנוחה ואימון צוות. Run תרחישים עבור 10-20 שנים אופקים.
- (ב) [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
מסקנה
מדחף מנהרות ו-Vith שניידר הן טכנולוגיות מוכחות שמגבירות את יכולת תמרון כלי שיט, אך הן אינן זמינות. דחפורים של מערכת מנהרה מציעים פתרון בעלות יעילה, נמוך לתחזוקה נוספת של שליטה מאוחרת בכלי מונוה קונבנציונליים, מה שהופך אותם הבחירה הסטנדרטית עבור רוב עצום של ספינות מותאמות אישית, וספק את דרישות השירות שלך באופן ישיר על ידי צוותים ניידים, עם דרישות מהירות כפולה של כלי בקרת כלי רכב, אשר יהיו גבוהות יותר, אשר יהיו אחראיות על פני מערכת ההפעלה שלך, אשר יהיו אחראיות גבוהה יותר, אשר יהיה אחראי על ידי בקרת מהירות גבוהה יותר, אשר יהיה אחראי על ידי בקרת כלי רכב גבוהה יותר, אשר יהיה על ידי בקרת מהירות גבוהה יותר, אשר יהיה על ידי בקרת כלי רכב.