Инновационная конструкция движительной установки

Инновационная конструкция движительной установки

Круизные лайнеры – это плавучие города. Queen Mary 2 приводится в движение инновационными электрическими движителями.

Текст Александр Фарнсворт
Фото Rolls-Royce

Сферические осевые роликоподшипники

ФАКТЫ

RMS QM2
Лайнер RMS Queen Mary 2. Владелец – компания Carnival Plc, оператор – Cunard.
Водоизмещение: 148 528 брт
Длина: 345 м; ширина: 41 м; высота (от киля до верхнего края трубы): 72 м (равна высоте 23-этажного дома); площадь палубы с каждой стороны: 6000 кв. м.
Скорость хода: 30 узлов (56 км/ч)
Пассажировместимость: 3090 чел. в 1310 пассажирских каютах на 14 палубах (плюс 1238 чел. экипажа).
Расход топлива: четыре двигателя производства компании Wärtsilä (Wärtsilä 16V 46C-CR/16,800) расходуют три тонны дизельного топлива в час, газовые турбины GE – шесть тонн дизельного топлива в час.
Общая мощность силовой установки: 117,2 МВт (157 168 л. c.).

Rolls-Royce Marine
Rolls-Royce Group – международная компания со штаб-квартирой в Лондоне, которая предлагает интегрированные решения в области энергетических установок и движителей. Количество штатных сотрудников составляет 50 500 человек в 46 странах, а основной доход в 2015 г. достиг 15,9 млрд евро.

Разработка решений Rolls-Royce для судостроения началась в 1831 г. Они включают множество товарных знаков, известных в Северной Европе, например, водомёты Kamewa и азимутальные подруливающие устройства Aquamaster.

Завод Rolls-Royce в г. Кристинехамн, Швеция, на котором работает около 400 сотрудников, предлагает решения для морских движителей.

www.rolls-royce.com

Каждый человек и каждая деталь на борту лайнера RMS Queen Mary 2 – это неотъемлемая часть роскошного круиза. Но большинство гостей даже и не догадывается о том, что путешествие становится возможным только благодаря электроприводной движительной установке.

«Queen Mary 2 – не самое новое и не самое большое из современных круизных судов, но оно имеет одну из самых инновационных движительных установок», – рассказывает Эспен Тандберг, коммерческий директор и руководитель службы техподдержки Rolls-Royce Marine Services в г. Кристинехамн, Швеция. Тандберг руководил 17-дневным плановым ремонтом тяговых двигателей, стабилизаторов и движителей Mermaid™ в июне 2016 г.

Четыре движителя под кормой остаются уникальной конструкцией Rolls-Royce Marine.
Эспен Тандберг, коммерческий директор и руководитель службы техподдержки Rolls-Royce Marine Services в г. Кристинехамн, Швеция

Лайнер QM2, крёстной матерью которого является королева Великобритании Елизавета II, был построен в 2004 г. для компании Cunard Line за 800 млн долларов США (самое дорогостоящее круизное судно в истории). На судне работает опытная команда, оно отличается роскошью интерьеров, разнообразием ресторанов и обширной развлекательной программой. Трудно вообразить, что захватывающее морское путешествие стало возможным благодаря движительной установке, состоящей из четырёх винто-рулевых колонок (ВРК) весом 260 тонн и мощностью 21,5 МВт каждая (две фиксированных и две поворотных или азимутальных колонки).

Колонки Rolls-Royce Mermaid дают возможность QM2 валовой вместимостью 148 528 брутто-тонн точно маневрировать в порту и развивать скорость до 30 узлов (56 км/ч). Энергетическая установка QM2 состоит из четырёх дизелей и двух газовых турбин, выходная мощность которых преобразуется в электроэнергию для питания всего судна.

Эспен Тандберг, Rolls-Royce Marine Services

Эспен Тандберг, Rolls-Royce Marine Services

Размещение с внешней стороны судна ВРК, выполняющих функции гребного винта, двигателя и руля одновременно, позволило освободить дополнительное пространство на борту, которое в противном случае было бы занято валами и другими системами силовой трансмиссии.

Движительная установка QM2 с использованием ВРК оказалась настолько инновационной, что ещё долгие годы будет использоваться при проектирования судов. «Подвесные винто-рулевые колонки Mermaid постоянно совершенствовались в течение последнего десятилетия, – рассказывает Тандберг, подчёркивая, что долговременное партнёрство с SKF позволило достичь надлежащего качества конструкционного решения. – Четыре движителя под кормой остаются уникальной конструкцией Rolls-Royce Marine».

Две азимутальных колонки могут вращаться на 360°, что позволяет значительно улучшить манёвренность судна. Две колонки являются неподвижными и используются для создания тяги. Все четыре ВРК оснащаются винтами диаметром 6 м с фиксированным шагом, лопасти которых имеют высокий угол скоса для снижения уровня шума и вибрации. Внутри гондолы ВРК находится вал и статор, а также подшипники (см. боковую панель).

С момента выхода с верфи Chantiers de l’Atlantique, Сен-Назер, Франция, в январе 2004 г., производилось несколько заходов лайнера QM2 в док для техобслуживания, в ходе которого ремонтировалось, заменялось или модернизировалось всё – от ковров и мебели до судового оборудования. Плановое техобслуживание, обычно с интервалом в три или четыре года, проводится для профилактики. «Такие заходы в док напоминают пит-стоп в Формуле 1, – говорит Тандберг. – Ошибаться нельзя. Судно должно в точности следовать ­графику».

Queen Mary 2 в сухом доке верфи Blohm & Voss.

Queen Mary 2 в сухом доке верфи Blohm & Voss.

Совместная деятельность

За последние годы Rolls-Royce Marine Services и SKF совместно провели модернизацию конструкции внутренних подшипников винто-рулевых колонок Queen Mary 2. «Это история постоянных усовершенствований», – говорит Турбьёрн Хольмквист, инженер SKF по применению. По словам Хольмквис­та, критически важным усовершенствованием была переработка конструкции подшипникового узла неприводного конца вала (два упорных сферических роликоподшипника, установленных по X-образной схеме). Было предложено «общее тугое кольцо», которое фактически объединяет два отдельных подшипника в один. Другим важным усовершенствованием было использование в обоих подшипниках нестандартных стальных сплавов высшего качества, что в итоге значительно увеличило срок службы подшипников.

В июне 2016 г. лайнер QM2 зашёл в док для планового техобслуживания на верфи Blohm & Voss в Гамбурге, Германия. Техобслуживание включает замену подшипника CARB на приводном конце вала и упорных сферических роликоподшипников на неприводном конце вала во всех четырёх ВРК. Команда из четырёх сервисных инженеров под руководством Давида Берндтссона, менеджера по анализу подшипников и техобслуживанию оборудования, совместно со специалистами Rolls-Royce провела замену подшипников. Работы были выполнены успешно и в рамках графика.

Материалы по теме