Электрификация транспортных средств ведется быстрыми темпами. В 2020 г. ежегодные продажи электро- и гибридных автомобилей в Европе превысили отметку в 1 млн. На легковые машины, полностью или частично работающие на электрическом приводе, сегодня приходится почти пятая часть рынка. В 2022 г. в Европе зарегистрировано около 2,2 млн новых легковых электромобилей. В Норвегии уже 90 % новых легковушек работают на электрической тяге. Ожидается, что в следующем десятилетии за Норвегией последуют и другие страны.

Похоже, что энергетическая революция проходит успешно в одном транспортном секторе, и теперь внимание переключается на другие виды перевозок. В частности, повышенный интерес вызывает морское судоходство. Однако с электрификацией кораблей и яхт связаны особые проблемы. Для крупных судов необходимы мощные силовые установки с двигателями мощностью в тысячи киловатт, тогда как для легковых или грузовых автомобилей достаточно десятков киловатт. Для судов также требуется большая автономность. Они могут днями или неделями не заходить в порт, где можно подзарядить аккумуляторы.

На основе современных электрификационных технологий обеспечить соответствие таким техническим требованиям крайне сложно, поэтому до недавнего времени использование судов только на электрической тяге ограничивалось особыми случаями. Например, начиная с 2015 г. 80-метровый паром MF Ampere перевозит пассажиров и автомобили по маршруту длиной шесть км между поселениями Лавик и Оппедаль возле Согне-фьорда в Норвегии. Рейс занимает всего лишь 20 минут, и во время высадки и посадки пассажиров бортовые аккумуляторы парома подзаряжаются от двух аккумуляторных батарей, расположенных на берегу.

И хотя для большинства судов полностью электрический силовой агрегат по-прежнему реален только в отдаленной перспективе, судостроительные компании и судовладельцы участвуют в других проектах по электрификации. Одним из мотивирующих факторов служит снижение выбросов вредных веществ. Владелец электромобиля может рассказать, что переход на электрическую тягу упрощает оборудование, делает его более надежным и удобным в обслуживании. Для водителей это означает меньше поездок на СТО и меньшие траты на техобслуживание и ремонт. Для экипажа суперъяхты электрооборудование обеспечивает те же самые преимущества, но в значительно большем масштабе.

Надежность

С 1961 г. бортовые управляемые рули SKF делают морские перевозки более комфортными, безопасными и эффективными. Эти рули устанавливаются на суда различного типа (от 60-метровых роскошных яхт до гигантских круизных лайнеров) и представляют собой активные устройства, уменьшающие бортовую качку судов при сильном волнении. Они позволяют эксплуатировать суда в штормовую погоду, делая жизнь на борту более комфортной .

На протяжении последних 60 лет технология бортовых рулей непрерывно развивалась. Например, первые модели работали только во время движения судна. Рули новой конструкции позволяют стабилизировать судно не только во время движения, но и во время стоянки на якоре или в режиме динамического позиционирования.

При этом до недавнего времени для работы всех управляемых бортовых рулей SKF применялся гидравлический привод. Использование масла под высоким давлением для передачи мощности уже давно является стандартным решением в сфере морского транспорта и в тех областях, где требуются большие усилия и точный контроль.

Для создания необходимого давления в гидравлических системах используются большие мощные насосы. Привод управляемых бортовых рулей обычно запускается с помощью пары специальных гидравлических силовых установок (HPU), занимающих много места. Клапаны и другое управляющее оборудование размещены в подпалубных помещениях. Много усилий надо для того, чтобы изолировать системы, генерирующие шум и вибрации, от корпуса судна.

«Все это не особо важно на больших коммерческих судах, где множество помещений и шум от работы управляемых бортовых рулей заглушается шумом двигателей и другого вспомогательного оборудования. Другое дело — суперъяхта, пришвартованная около удаленного острова. Шум от бортовых рулей — это последнее, что владелец яхты хотел бы слышать, сидя на палубе и наблюдая за закатом солнца», — говорит Саша Майнхардт, менеджер по продажам в секторе яхт в SKF.

Гидравлические системы также имеют недостатки для экипажей судов. Их требуется периодически контролировать (например, чтобы убедиться в хорошем состоянии масла). При работе в условиях высокой температуры и давления в масле ускоряются процессы окисления, а это ухудшает эксплуатационные характеристики масла и может привести к повреждению клапанов, приводов и других компонентов. Масло необходимо периодически менять, а это дорогостоящая и затратная по времени процедура, к тому же увеличиваются затраты на безопасную утилизацию отработанного масла.

Электрическая революция

Но морские инженеры-механики SKF нашли способ устранить все эти недостатки с помощью электрификации. Вместо системы гидравлического привода используются полностью электрические бортовые управляемые рули SKF с нулевой скоростью, в которых электродвигатель соединен с компактным беззазорным редуктором. Система приводится в действие бортовой электрической системой судна. При этом в зависимости от используемой электрической конструкции можно применять постоянный или переменный ток.

«Благодаря переходу на электропривод новые управляемые бортовые рули стали более комфортными по сравнению со своими предшественниками с гидравлическим приводом», — говорит Майнхардт. В отличие от гидравлических установок система генерирует шум только при перемещении рулей, но даже в этом случае электрические управляемые рули производят на 30 % меньше воздушного шума и на 80 % меньше структурной вибрации по сравнению с гидравлическими системами.

Скорость и простота управления электрической системой открывает дополнительные возможности. Помимо стабилизации яхт, стоящих на якоре, рули также можно использовать при маневрировании судна. Например, это позволяет поворачивать судно, следуя за заходящим солнцем.

Полностью электрические управляемые бортовые рули SKF можно устанавливать на существующие суда в рамках модернизации. Это менее трудоемкая операция по сравнению с заменой обычной гидравлической системы. Для новых судов система предлагает дополнительные преимущества. Например, значительное уменьшение размера силовых шкафов и контрольных панелей и подсоединение всех компонентов с помощью кабелей без использования гидравлических линий; у конструкторов гораздо больше свободы в выборе наилучшего положения для каждого компонента. А так как контролировать и заменять гидравлическое масло не требуется, система отличается простым, недорогим и экологичным обслуживанием.

«Переход на морской транспорт с нулевым уровнем выбросов представляет собой сложную задачу, но отрасль уже достигла определенных успехов в этом направлении, — продолжает Майнхардт. — Электрификация таких вспомогательных систем, как управляемые бортовые рули, предлагает значительные преимущества для современных судов и одновременно создает основу для более чистого, более тихого и более надежного будущего».