Innovative ship propulsion design

Inovativní pohonný systém pro lodě

Výletní lodě, plovoucí města v pohybu. Queen Mary 2 se pohybuje díky inovativnímu integro­vanému elektrickému pohonnému systému.

Text Alexander Farnsworth
Foto Getty images & Rolls-Royce

Axiální soudečková ložiska

Fakta

RMS QM2
Royal Mail Ship Queen Mary 2. Vlastník Carnival Plc, provozovatel Cunard.
Tonáž: 148 528 GT
Délka: 345 metrů; šířka:
41 metrů; výška (od kýlu po vrchol komínu): 72 metrů (srovnatelné s 23 podlažní budovou); plocha na každé straně: 6 000 metrů čtverečních.
Rychlost: 30 uzlů (56 km/h)
Kapacita pasažérů: 3 090 v
1 310 kajutách na 14 palubách (plus 1 238 členů posádky).
Spotřeba paliva: tři tuny nafty za ­hodinu ve čtyřech motorech značky Wärtsilä (Wärtsilä 16V 46C-CR/16,800), šest tun nafty za hodinu v plynových turbínách GE (umístěných přímo pod komínem).
Celkový instalovaný výkon: 117,2 MW, odpovídající 157 168 HP.

Rolls-Royce Marine
Rolls-Royce Group je globální společnost se sídlem v Londýně, která poskytuje integrovaná pohonná řešení. Společnost má 50 500 zaměstnanců ve 46 zemích a v roce 2015 dosáhla základního výnosu 15,9 miliard eur.

V lodním průmys­lu se Rolls-Royce pohybuje již od roku 1831 a patří pod něj zavedené severské značky jako vodní trysky Kamewa a otáčivé lodní pohony Aquamaster.

Výrobní závod společnosti Rolls-Royce ve švédském Kristinehamnu zaměstnává na 400 lidí a nabízí pohonná řešení pro lodě.

www.rolls-royce.com

I když na palubě luxusní zaoceánské lodi, jako je RMS Queen Mary 2, hraje každý člověk i součástka důležitou roli, hlavním důvodem toho, že se výlet vůbec může uskutečnit, je elektrický bezkormidlový pohonný systém, o němž většina návštěvníků vůbec neví.

„Queen Mary 2 není ani nejnovější, ani největší lodí, která brázdí širé moře. Je ale jednou z nejinovativnějších v otázce pohonu,“ říká Espen Tandberg, obchodní manažer a pracovník technické podpory prodeje u Rolls-Royce Marine Services v Kristinehamnu ve Švédsku. Tandberg dohlížel na 17 dnů dlouhou plánovanou přestavbu lodních pohonů, stabilizátorů a vrtulových propulzorů Mermaid™ v červnu roku 2016.

Čtyři vrtulové hnací jednotky visící na zádi jsou i nadále ve světě Rolls-Royce Marine unikátní.
Espen Tandberg, obchodní manažer a pracovník technické podpory prodeje u Rolls-Royce Marine Services v Kristinehamnu ve Švédsku

QM2 byla postavena v roce 2004 pro společnost Cunard Line za 800 milionů amerických dolarů. Stala se tak nejdražší výletní lodí, která kdy byla vyrobena. Pokřtila ji britská královna Alžběta a je vybavena všemi obvyklými luxusními prvky: přepychovými interiéry, velkým výběrem jídla i zábavy a pozorným personálem. Klíčem ke stylové mořské plavbě jsou čtyři 260tunové elektrické vrtulové propulzory (dva pevné a dva otáčivé), každý s výkonem 21,5 MW. Takovýto celkový výkon by stačil na zásobování města s 300 000 obyvateli.

Pohony Rolls-Royce Mermaid zaručují lodi QM2 při jejích 148 528 GT (hrubých tun), přesnou manévrovatelnost v přístavu a maximální rychlost 30 uzlů (56 km/h) na moři. Pohonná jednotka QM2 sestává ze čtyř diesel motorů a dvou plynových turbín, jejichž výstupní výkon se přeměňuje na elektřinu napájející celou loď.

Espen Tandberg, Rolls-Royce Marine Services.

Espen Tandberg, Rolls-Royce Marine Services.

Vrtulové hnací jednotky (zahrnující lodní šroub, motor a kormidlo) jsou umístěny na vnější straně lodi. Uvolňují tak ve prospěch luxusních vymožeností místo, které by jinak zabíraly hřídele a jiné převodové systémy.

Vrtulový pohonný systém lodi QM2 je natolik inovativní, že zůstane učebnicovou lekcí v lodních konstrukcích ještě dlouhá léta. „Pohony Mermaid se v uplynulé dekádě neustále vylepšovaly,“ říká Tandberg a zdůrazňuje, že dlouhodobé partnerství se společností SKF zajistilo trvalou kvalitu a detailní úpravy při velmi podrobně zdokumentovaných problémech na začátku. „Čtyři vrtulové propulzory visící na zádi jsou i nadále ve světě Rolls-Royce Marine unikátní,“ dodává.

Dva propulzory se otáčí o 360 stupňů a zaručují lodi bezkonkurenční boční manévrovatelnost. Dva pevné zajišťují tah. Všechny čtyři mají šest metrů v průměru, jsou zkosené s pevným sklonem a zaručují nízkou úroveň hluku a vibrací. Uvnitř propulzorů je hřídel a stator, podobně jako u elektrického motoru v hračkách, a samozřejmě ložiska. (Viz postranní sloupec.)

Od ledna 2004, kdy QM2 opustila svou rodnou loděnici Les Chantiers de l’Atlantique ve francouzském Saint-Nazaire, prošla několika plánovanými i neplánovanými údržbami, při kterých bylo vše na palubě od koberců a nábytku až po strojové vybavení opraveno, vyměněno nebo repasováno. Preventivní plánovaná údržba probíhá obvykle jednou za tři až čtyři roky a je velmi pečlivě promyšlená. „Podobá se zastávce v boxech ve Formuli 1,“ vysvětluje Tandberg. „Není čas na chyby. Loď má konečný termín, který musí dodržet.“

Queen Mary 2 v loděnici Blohm & Voss.

Queen Mary 2 v loděnici Blohm & Voss.

Společné úsilí

V průběhu let společnosti Rolls-Royce Marine Services a SKF společně přetvořily interní skladbu ložisek vrtulových propulzorů na Queen Mary 2. „Neustále je vylepšujeme,“ říká Torbjörn Holmqvist, inženýr aplikací u SKF. Podle Holmqvista bylo jednou ze zásadních změn uspořádání ložisek na opačné straně pohonu (dvě axiální soudečková ložiska uspořádaná čely k sobě), které v podstatě spojilo obě ložiska do jednoho. Další významné vylepšení představovalo použití nadstandardní vysoce kvalitní legované oceli na obou ložiscích, což výrazně prodloužilo jejich provozní trvanlivost.

V červnu 2016 Queen Mary 2 zakotvila na plánovaný servis v loděnici Blohm & Voss v německém Hamburgu. Ten zahrnoval výměnu ložisek CARB na straně pohonu a axiálních soudečkových ložisek na opačné straně na všech čtyřech pohonech. Na výměně ložisek pracovali zaměstnanci Rolls-Royce společně s týmem čtyř servisních techniků ze společnosti SKF v čele s Davidem Berndtssonem, manažerem pro analýzu ložisek a servis. Vše proběhlo hladce a ve stanoveném termínu.

Související obsah