Smart propellerdrivning

Smart propeller-
drivning

Kryssningsfartyg är som flytande städer på världshaven. Queen Mary 2 är utrustat med ett innovativt integrerat elektriskt framdrivningssystem.

Text Alexander Farnsworth
Foto Getty images & Rolls-Royce

Sfäriska axialrullager

Fakta

RMS QM2
Royal Mail Ship Queen Mary 2 ägs av Carnival Plc, trafiken drivs av Cunard.
Tonnage: 148,528 GT
Längd: 345 meter; bredd: 41 meter; höjd (köl till skorsten): 72 meter, vilket motsvarar en 23-våningsbyggnad; varje fartygssida:
6 000 kvadratmeter.
Hastighet: 30 knop (56 km/h)
Antal passagerare: 3 090 i 1 310 hytter fördelade på 14 däck.
Besättning: 1 238
Bränsleåtgång: Wärtsilä­motorerna förbrukar tre ton diesel i timmen (Wärtsilä 16V 46C-CR/16,800), gasturbinerna förbrukar sex ton diesel i timmen.
Total effekt: 117,2 MW, vilket motsvarar 157,168 hästkrafter.

Rolls-Royce Marine
Rolls-Royce Group är ett Londonbaserat globalt företag som levererar integrerade kraft- och framdrivningslösningar. Företaget har 50 500 anställda i 46 länder och noterade 2015 en omsättning på 15,9 miljarder euro.

Rolls-Royce marina verksamhet har funnits sedan 1831 och omfattar många etablerade nordiska märken, som Kamewa vattenjet och vridbara propelleraggregat Aquamaster.

Rolls-Royce fabrik i Kristinehamn har omkring 400 anställda, och producerar marina framdrivningslösningar.

www.rolls-royce.com

Alla människor och varje del på ett kryssningsfartyg som RMS Queen Mary 2 spelar en oumbärlig roll för känslan av lyx. Resan vore emellertid inte möjlig om det inte vore för det elektriska och roderlösa framdrivningssystemet.

– Queen Mary 2 är varken det senaste eller det största fartyget som plöjer vågorna på världshaven, men det är ett av de mest innovativa vad gäller framdrivningen, säger Espen Tandberg, ansvarig för försäljning och teknisk försäljningssupport på Rolls-Royce Marine Services i Kristinehamn.

Espen Tandberg övervakade i juni 2016 den 17 dagar långa, planerade översynen av fartygets thrustrar, stabilisatorer och propelleraggregat Mermaid™ − så kallade pod-enheter, det vill säga vridbara gondoler med elmotor och propeller som sitter utanpå fartygsskrovet.

Fyra pod-enheter på akterskeppet är fortfarande en unik lösning i Rolls-Royce Marines värld.
Espen Tandberg, ansvarig för försäljning och teknisk försäljningssupport vid Rolls-Royce Marine Services i Kristinehamn

QM2 byggdes 2004 för Cunard Line till en kostnad av 800 miljoner USD och är det dyraste kryssningsfartyg som någonsin byggts. Fartyget, som döptes av drottning Elisabeth, erbjuder hela det överdåd man kan förvänta sig – lyxig inredning, mat och dryck i överflöd, oavbruten underhållning och en ­serviceinriktad besättning. För att korsa haven med stil behövs fyra 260-tons eldrivna pod-enheter (två fasta och två vridbara) som var och en drar 21,5 MW. Den installerade kraften är tillräcklig för att försörja en stad med 300 000 invånare.

Rolls-Royce Mermaid pod-enheter ger det 148 000 bruttoton tunga fartyget extremt god manövrerbarhet i hamn och en maxfart på 30 knop (56 km/h) till havs. Kraftverket ombord på QM2 består av fyra dieselmaskiner och två gas­turbiner. De driver generatorer som förser hela fartyget med elektrisk energi.

Espen Tandberg, Rolls-Royce Marine Services.

Espen Tandberg, Rolls-Royce Marine Services.

Eftersom pod-enheterna sitter på skrovets utsida – tänk propeller, motor och roder i ett – frigörs utrymme som annars skulle ha upptagits av ­växlar och propelleraxlar, och som nu istället kan användas för diverse bekvämligheter.

Systemet med utanpåliggande pod-enheter är fortfarande så revolutionerande att det kommer att vara ett föredöme inom fartygskonstruktion i flera år framöver.

– Mermaid pod-enheter har förbättrats under de senaste tio åren, säger Espen Tandberg.

Han påpekar att det långvariga samarbetet med SKF lett till ständig justering av kvalitet och design, med en del välkänd växtvärk, och tillägger att fyra pod-enheter, monterade under akterskeppet fortfarande är en unik lösning i Rolls-Royce Marines värld.

Två av pod-enheterna kan vridas 360 grader, vilket ger fartyget överlägsen manövrerbarhet. De två fasta pod-enheterna används enbart för framdrivning. Alla fyra pod-enheterna har propellrar med en diameter på sex meter, utpräglat svepta blad och fast stigning – allt för att generera ett minimum av buller och vibrationer. Varje pod-enhet är utrustad med en elektrisk motor som driver propellern direkt. De stora axiella krafterna som uppstår ställer höga krav på lagerarrangemanget på icke-driv­sidan. (Se faktarutan nedan.)

Sedan QM2 i januari 2014 lämnade det franska skeppsvarvet Les Chantiers de l’Atlantique i Saint-Nazaire, har fartyget gjort flera planerade och oplanerade avbrott för underhåll där allt, inklusive mattor, möbler och maskineri, har justerats, ersatts eller renoverats. Förebyggande underhåll, vanligtvis med tre eller fyra års intervall, planeras noga.

– Det är som ett depåstopp i Formel 1. Det finns inte utrymme för fel. Fartyget har en tidtabell att hålla, säger Espen Tandberg.

Queen Mary 2 i torrdockan på Blohm & Voss skeppsvarv i Hamburg.

Queen Mary 2 i torrdockan på Blohm & Voss skeppsvarv i Hamburg.

En gemensam insats

Under de senaste åren har Rolls-Royce Marine Services och SKF tillsammans konstruerat om lagringslösningen i Queen Marys 2:s pod-enheter.

– Det handlar om kontinuerlig förbättring, säger Torbjörn Holmqvist, applikationsingenjör på SKF.

En viktig konstruktionsförbättring var enligt Torbjörn Holmqvist att göra om lagerarrangemanget på icke-drivsidan (två parade sfäriska axialrullager monterade i X-anordning). Man lade till en gemensam axelbricka som kombinerade de två separata lagren till ett enda. En annan viktig förbättring var att använda icke-standardiserade och extremt högkvalitativa stållegeringar för båda lagren, allt för att betydligt öka lagrens brukbarhetstid .

I juni 2016 lades QM2 i docka för planerat underhåll på Blohm & Voss skeppsvarv i Hamburg. Underhållet omfattade att byta ut CARB-lagret på drivsidan och de sfäriska axialrullagren på icke-drivsidan på alla fyra pod-enheterna. Ett team om fyra serviceingenjörer från SKF, under ledning av David Berndtsson, ansvarig för lageranalys och mekanisk service, arbetade tillsammans med personal från Rolls-Royce med att byta lagren. Allt fungerade problemfritt och tidplanen hölls med god marginal.

Relaterat innehåll