Progetto innovativo per la propulsione navale

Progetto innovativo per la propulsione navale

Navi da crociera: città galleggianti. La Queen Mary 2 avanza grazie a un innovativo sistema elettrico di propulsione integrato.

Testo Alexander Farnsworth
Foto Getty images & Rolls-Royce

Cuscinetti assiali orientabili a rulli

Fatti

RMS QM2
Royal Mail Ship Queen Mary 2: proprietà Carnival Plc, gestione Cunard.
Stazza lorda: 148.528 tonnellate
Lunghezza: 345 metri; larghezza: 41 metri; altezza (alla cima del fumaiolo): 72 metri (pari a un edificio di 23 piani); superficie per lato: 6.000 metri quadrati.
Velocità massima: 30 nodi (56 km/h)
Numero passeggeri: 3.090 in 1.310 cabine su 14 ponti (oltre a 1.238 membri di equipaggio).
Consumo: tre tonnellate di carburante all’ora per i quattro motori Wärtsilä (Wärtsilä 16V 46C-CR/16.800), sei tonnellate di carburante all’ora per le turbine a gas GE (situate direttamente sotto il fumaiolo).
Potenza totale installata: 117,2 MW, pari a 157.168 hp.

Rolls-Royce Marine
Il Gruppo Rolls-Royce è un’azienda internazionale con sede a Londra, che produce sistemi integrati di potenza e di propulsione. Con un fatturato nel 2015 di 15,9 miliardi di euro, dà lavoro a 50.500 dipendenti in 46 paesi.

Le attività della Rolls-Royce nel settore navale risalgono al 1831 e comprendono prodotti di rinomati marchi nordici, tra cui i propulsori a getto d’acqua Kamewa e i propulsori azimutali Aquamaster.

Lo stabilimento Rolls-Royce di Kristinehamn, in Svezia, ha circa 400 dipendenti e produce soluzioni di propulsione per il settore navale.

www.rolls-royce.com

Se i passeggeri e gli allestimenti a bordo di navi come la RMS Queen Mary 2 sono fondamentali per l’esperienza della crociera di lusso, altrettanto lo è il sistema di propulsione elettrico senza timone, che, operando senza che i passeggeri se ne accorgano, rende possibile la navigazione.

“La Queen Mary 2 non è né la più recente né la più grande nave da crociera, ma è una delle più innovative in termini di propulsione”, dichiara Espen Tandberg, responsabile vendite e supporto tecnico presso la Rolls-Royce Marine Services di Kristinehamn, in Svezia. Nel giugno 2016, Tandberg ha supervisionato l’intervento di manutenzione durato 17 giorni, che ha riguardato i propulsori, gli stabilizzatori e i pod Mermaid™ della nave.

I quattro pod applicati esternamente continuano a essere una prerogativa della Rolls-Royce Marine.
Espen Tandberg, responsabile vendite e supporto tecnico presso la Rolls-Royce Marine Services di Kristinehamn, in Svezia

Prodotta nel 2004 per la Cunard Line per 800 milioni di dollari – la nave da crociera più costosa mai costruita – e battezzata dalla Regina Elisabetta, la QM2 possiede tutte le tipiche, superlative caratteristiche: interni lussuosi, cibo e intrattenimento a profusione, servizio impeccabile. Fondamentali ai fini della navigazione sono i quattro propulsori elettrici da 260 tonnellate, montati su supporti detti “pod” (due fissi e due orientabili sul piano orizzontale di 360°), ciascuno dei quali richiede 21,5 MW di elettricità. La potenza totale installata potrebbe servire una città di 300.000 abitanti.

I pod Mermaid della Rolls-Royce offrono alla QM2, con le sue 148.528 tonnellate di stazza lorda, precisione nella manovrabilità in porto e una velocità massima di 30 nodi (56 km/h). Il gruppo elettrogeno della QM2 comprende quattro motori diesel e due turbine a gas, che producono l’elettricità necessaria ad alimentare l’intera nave.

Espen Tandberg, Rolls-Royce Marine Services.

Espen Tandberg, Rolls-Royce Marine Services.

I “pod di propulsione” – un’unità costituita da elica, motore e timone – sono applicati all’esterno dello scafo. In questo modo, lo spazio che sarebbe occupato da alberi e altri organi di trasmissione, può ospitare particolari di lusso.

Il sistema di propulsione con pod della QM2 continua a essere innovativo, tanto da rappresentare un modello anche per la progettazione navale futura. “Negli ultimi dieci anni i pod Mermaid sono stati oggetto di continue migliorie”, commenta Tandberg, sottolineando come la lunga partnership con la SKF abbia permesso di migliorare la qualità del progetto, superando alcune difficoltà iniziali. “I quattro pod applicati esternamente continuano a essere una prerogativa della Rolls-Royce Marine”.

I due pod orientabili ruotano per 360° sul piano orizzontale, offrendo alla nave un’impareggiabile manovrabilità laterale, mentre i due pod fissi servono per la spinta. Tutti e quattro sono muniti di eliche a passo fisso con diametro di 6 metri, a becco d’anatra, che offrono bassi livelli di rumorosità e vibrazione. All’interno dei pod sono contenuti l’albero e lo statore, come nei motori elettrici per giocattoli, oltre ai cuscinetti. (v. riquadro)

Da quando ha lasciato i Chantiers de l’Atlantique di Saint-Nazaire, in Francia, nel gennaio 2004, la QM2 è stata sottoposta a vari interventi di manutenzione durante i quali ogni cosa, dai tappeti agli arredi fino ai macchinari, è stata riparata, sostituita o revisionata. I fermi, programmati con cura, hanno uno scopo preventivo. Commenta Tandberg: “Sono come i pit stop della Formula 1. Non c’è possibilità di errore. La nave ha una tabella di marcia da rispettare”.

La QM2 nel bacino di carenaggio della Blohm & Voss, Germania.

La QM2 nel bacino di carenaggio della Blohm & Voss, Germania.

Sforzo congiunto

Negli ultimi anni, la Rolls-Royce Marine Services e la SKF hanno collaborato alla riprogettazione dell’esecuzione interna dei cuscinetti dei propulsori con pod della Queen Mary 2. ”Abbiamo lavorato per migliorare continuamente”, afferma Torbjörn Holmqvist, ingegnere dell’applicazione SKF. Holmqvist ritiene che la riprogettazione della disposizione dei cuscinetti lato opposto accoppiamento (due cuscinetti assiali orientabili a rulli nella disposizione a “X”) sia stata fondamentale. Inserendo una “comune ralla per albero”, i due cuscinetti separati sono stati riuniti praticamente in uno solo. Un altro importante miglioramento è stato l’uso di acciai legati non standard e di altissima qualità per ambedue i cuscinetti, scelta che ha permesso di prolungarne notevolmente la durata di esercizio.

Nel giugno 2016, la QM2 è stata sottoposta alla manutenzione programmata nei cantieri della Blohm & Voss di Amburgo, in Germania, dove sono stati sostituiti il cuscinetto CARB lato motore e i cuscinetti assiali orientabili a rulli lato opposto accoppiamento dei quattro pod. Il team dei quattro tecnici SKF, guidati da David Berndtsson, responsabile analisi dei cuscinetti e servizio meccanico, ha collaborato con il personale della Rolls-Royce per sostituire i cuscinetti. Tutto è funzionato alla perfezione e nei tempi previsti.

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