❇️ЧТО
Азипод (Azipod) - от английского Azimutal (полярный угол) и Pod (капсула, гондола). Это пропульсивный комплекс, спроектированный по принципу "все в одном", представляющий собой гребной электродвигатель, заключенный в герметичную капсулу с гребным винтом, погруженный под воду, способный поворачиваться на 360 градусов вокруг своей вертикальной оси.
Азиподами называют вообще все системы, визуально похожие на те, что на Рисунке 1, но; Azipod - это не технология, а зерегистрированная торговая марка помпании АВВ.
На сегодняшний день АВВ предлагает, пожалуй, самый широкий спектр подобных комплексов, способных покрыть крактически любые задачи, за исключением одного (об этом позже).
С момента первого применения, что датируется 1990-м годом прошло более 3-х десятилетий и развитие Азипод не останавливалось. Давай рассмотрим последние разработки Azipod IV и Azipod ICE, взглянем на характеристики, возможности, достоинства и недостатки.
❇️ОБЩЕЕ
За более чем 30 лет работы все выпущенные Азиподы наработалеи более 15 миллионов часов. Сюда входят и более 60 судов ледового класса и более 25 лет опыта работы в ледовых условиях и более 140 тяжелых Азиподов ледового класса, но самое главное - ни одного случая поломки Азипода по причине контакта со льдом. Такой вот исключительно положительный опыт.
Азипод IV, что на Рисунке 3, разработан специально для ледоколов. Пропульсивный модуль вращается вокруг вертикальной оси на 360 градусов модулем руления, а электродвигатель может выдавать на консольно установленный гребной фиксированного шага винт от 6 до 17 МегаВатт мощности.
Все в одном? Откуда энергия?
На самом деле компания АВВ поставляет полный комплект оборудования, если конечно этого хочет будущий судовладелец. В комплексе есть все: от самих Азиподов до поста управления ими. Смотри Рисунок 4.
Электродвигатели синхронные, а меньшие модели (ICE например) вообще являются электродвигателями с постоянными магнитами. Такой, казалось бы, "шаг назад" от асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором по типу "белечья клетка" обусловлен спецификой работы двигателя и простотой вспомогательного оборудования.
❇️ДЛЯ ЛЕДОКОЛОВ
Если ты не знал, то все уважающие себя ледоколы являются электроходами. Подкупает электротяга своим крутящим моментом в любых условиях и длительная работа по фактически "швартовной характеристике" в режиме колки льда. Пометочка: не все электроходы оснащены азиподами. Например, на дизельном ледоколе "Капитан Хлебников", что часто стоит во Владивостоке под сквером капитана Щетининой оснащен гребными электродвигателями, работающими на традиционные гребные винты. Ниже будет понятный график и ты поймешь, чем электродвижение лучше дизельного.
Я немного подкрасил график из англоязычного первоисточника, для удобства восприятия. Смотри внимательно и преимущество электродвигателя перед дизелем прояснится.
Голубым цветом залита рабочая зона в режиме навигации, то есть хода ледокола в свободной ото льда воде. При этом максимально возможный крутящий момент постоянен и обозначен как 100% на графике. Справа рабочая зона упирается в кривую максимальной мощности (те самые 17 МВатт) а снизу в самую легкую винтовую характеристику. Примерно такая рабочая зона справедлива и для дизельного двигателя, но... выше есть "зона работы в режиме ломания льда", что полностью выходит за линию максимального крутящего момента в режиме навигации. Работать в таком режиме электродвигатель может долго, эта зона - рабочая. Дизель так не может. Причем, обрати внимание, что эта зона находится даже выше швартовной характеристики (красная линия), что соответствует работе пропульсивного корпуса на полный ход судна привязанного к причалу. Очень тяжелый режим, но электродвигатель может на нем довольно долго работать.
Итого, преимущества электродвижения:
- хорошие тяговые характеристики
- приемистость
- надежность
- возможность работы системы динамического позиционирования по GPS / Глонас
- режимы работы, недоступные для дизельных двигателей
От того, что перечислено выше Азипод IV и Ледовая модификация отличаются следующим:
- передача полной проектной мощности при любом угле работы Азипода и в режиме реверса
- короткий и жесткий единый вал, позволяющий работать на любых расчетных режимах не имея механических ограничений
- жесткая конструкция всего комплекса и его фундаментной рамы специально для работы во льдах
- свободный от валопроводов корпус, экономия пространства
- высокая эффективность работы во льдах
А вот тебе наглядное сравнение (Рисунок 7) двух моделей, о которых углубленно пойдет речь далее...
❇️АЗИПОД IV
🔵Модуль руления, опорная конструкция
Компания АВВ может поставлять полный набор оборудования для выполнения точно поставленной задачи, но суда компания АВВ не строит, поэтому установочный фланец для Азипода устанавливает судостроительная верфь. Требования для фланца высокие, через него на корпус будет передаваться вся нагрузка, поэтому специалисты из АВВ осуществляют контроль минимальных требований к фланцу.
🔵Охлаждение электродвигателя
Охлаждение воздушное и для этого имеется два вентилятора радиального типа. Воздух охлаждается в теплообменнике за пределами Азипода пресной водой из низкотемпературного контура охлаждения (значит, примерно 36 градусов).
Воздух прокачивается через шахту и затем через систему охлаждения электродвигателя. За температурой воздуха следит система управления, поддерживая её на заданном уровне.
🔵Вал. Система смазки
Подшипники (опорные и упорный) находятся в масляной ванне и частично погружены в масло. Масло забирается насосами из масляных ванн подшипников и поднимается в напорный танк (выше Азипода), откуда масло самотеком поступает к подшипникам.
Так как вся система находится ниже ватерлинии, попадание воды в масло исключать нельзя. Поэтому Азипод имеет и систему обнаружения воды в масле и систему удаления таковой. На случай протечек (воды или масла) в нижней части имеется поддон для сбора розливов и специальный насос для откачивания.
🔵Уплотнение гребного вала
Система идентична дейдвудному уплотнению для пропульсивных комплексов с валопроводами. У меня даже есть видео на эту тему...
Естественно, что система эта проще организована в Азиподе, но принцип тот-же. Есть еще один очень важный момент. Система может получать серьезный уровень обслуживания, например замену подшипников, не посещая сухой док. Это экономит деньги существенно. Но возможность эта имеется только для комбинированного типа подшипников. Чтобы поменять традиционные роликовые в док встать придется.
🔵Дренажи и протечки
Как я уже написал, система сбора протечек и их отвода имеется. Это естественно и необходимо.
❇️АЗИПОД. ЛЕДОВАЯ МОДИФИКАЦИЯ
Немного меньше и, как ни странно - проще, чем четвертая версия.
Заметил, чего не хватает?
Нет системы воздушного охлаждения электродвигателя, так как ледовый Азипод охлаждается водой. Корпус довольно компактный, электродвигатель близко расположен к его стенкам, поэтому омывания водой достаточно.
Опорные и упорный подшипники роликовые, так что для замены без сухого дока не обойтись. Зато в целом конструкция очень проста.
❇️РУЛЕВАЯ МАШИНА
Азипод может вращаться вокрук своей вертикальной оси на 360 градусов. Как и чем осуществляется вращение? Смотрим...
Рулевая классически гидравлическая. Два набора насосов и работающих от них гидравлических двигателей (насос наоборот). Насосы оснащены механизмом изменения производительности, коими и осуществляется перекладка Азипода из одного положения в другое. Гидравлические двигатели приводят во вращение шестерни, что в свою очередь вращают зубчатое колесо, выполненное заодно с поворотным механизмом Азипода. Все просто.
Имеется две линии, что в аварийной ситуации размыкаются и изолируются друг от друга. При этом скорость поворота Азипода снижается вдвое, а работоспособность сохраняется.
Классическая конструкция баллера руля подразумевает монтаж румпеля выше ватерлинии, что исключает необходимость в герметичном уплотнении. Азипод погружен под воду полностью, поэтому уплотнение нужно и оно имеется. Но даже его можно менять в случае необходимости не заходя в сухой док. Удобно.
Подписывайся, если было интересно, и, если хочешь узнать про систему управления Азиподами, компоновку в корпусе и пост управления - пиши в комментариях. Спасибо.
Статья про движитель Фойта-Шнайдера доступна по ЭТОЙ ССЫЛКЕ.