Sistemul de propulsie

Sistemul de propulsie

Sistemul de propulsie al navei este ales in conformitate cu marimea si vitezele predominante ale acesteia, cum ar fi viteza maxima si viteza economica. Este de asteptat ca majoritatea navelor comerciale sa functioneze la viteza lor economica, pe parcursul intregii durate de functionare, astfel incat sistemele lor de propulsie sa poata fi optimizate intr-o maniera relativ simpla.

Deoarece consideratiile economice sunt dominante, trebuie sa raspundem mai intai la intrebarea unde merge energia continuta in combustibil. În fig.nr.3.1. este examinat cazul unei fregate, actionata de un motor diesel.

Din energia totala disponibila in combustibil, aproximativ 60% se pierde in atmosfera prin gazele de esapament si in mare. Mai putin de 20% din energie este consumata pentru a invinge rezistenta de frecare si rezistenta de val, circa 14% este folosita de elice si circa 7% este pierduta datorita siajului si suctiunii.

Motorul diesel este cel mai eficient dintre toate sistemele de propulsie aflate la indemana proiectantilor, in prezent. Astfel, eficienta termica a sistemelor de propulsie la putere maxima are urmatoarele valori:

pentru motoare diesel 43%;

pentru turbine cu gaz 35%;

pentru turbine cu abur 20%.

Costurile relative ale combustibililor de baza sunt prezentate in tabelul nr.3.1., comparativ cu costul relativ unitar al motorinei.

Combustibil	Cost relativ pe tona	Cost relativ pe KJ	MJ/Kg	m3/ tona	m3/ MJ
Motorina
Combustibil greu
Carbune

Tabelul nr.3.1. Costurile relative ale combustibililor de baza

Alegerea economica a sistemului de propulsie necesita o oarecare previziune inteleapta, deoarece costurile nu raman neschimbate mult timp.

Carbunele este un combustibil voluminos, asociat cu o eficienta relativ scazuta a sistemului de propulsie, in ciuda introducerii caldarinelor cu strat fluidizat si de aceea nu este agreat de armatori.

Din cauza avantajului prezentat de costul relativ mai scazut, functionarea unui motor diesel cu combustibil greu este, adesea, preferata.

Oricum, alegerea sistemului de propulsie nu depinde, in totalitate, doar de costurile de functionare, fiind examinate mai multe aspecte:

masa si volumul navei;

economia generala, in termenii costurilor de achizitionare, instalare, functionare si logistica;

gama de viteze care ar putea fi necesara;

disponibilitate, fiabilitate si capacitate de intretinere;

capacitatea de suprimare a semnalelor externe (zgomot si scurgere de noxe);

vulnerabilitate;

capacitatea de automatizare.

Pentru majoritatea navelor comerciale, necesarul de volum si de masa solicitat de o instalatie de propulsie cu motor diesel este acceptabil.

Motoarele diesel cu turatie scazuta nu au nevoie de reductor si sunt disponibile pentru navele cu dimensiuni mari. De asemenea, motoarele diesel cu turatie medie sau mare sunt fabricate intr-o gama larga de puteri. În fig.nr.3.2. se prezinta o diagrama a puterii instalate necesare pentru navele comerciale (cargouri de linie) de diferite deplasamente si viteze.

Multe motoare diesel functioneaza cu o eficienta maxima la turatii mari, astfel incat reductorul trebuie sa reduca turatiile la valori acceptabile pentru propulsor.

Solutia inversarii propulsiei poate fi realizata prin intermediul unui cuplaj, prin inversarea pasului palei elicei, prin cuplarea unei actionari auxiliare, sau prin inversarea masinii de forta.

Alegerea numarului propulsoarelor si a tipului acestora reprezinta o problema de compromis. Sistemul de propulsie cel mai eficient se bazeaza pe o singura linie de axe si o singura elice cu diametru mare. În conditiile unui siaj minim, doua linii de axe cu elice de diametru redus pot pierde circa 0,05 din coeficientul de propulsie si sunt putin mai scumpe. Totusi, ele permit transmiterea unei puteri totale mai mari, asigura o mai buna putere de propulsie de rezerva in cazul avariei si o mai buna guvernare a navei.

Cel mai bun propulsor ramane elicea elicoidala bine proiectata (fig.nr.3.3.). Elicele in duze sunt mai silentioase si rezolva problemele de zgomote si vibratii care pot apare in bolta pupa a navei. Elicele cu pas reglabil sunt cu cateva procente mai putin eficiente fata de elicele cu pas fix, dar pot asigura o inversare rapida a sensului de mars si o alegere corecta a pasului pentru fiecare conditie de incarcare.

În conditiile diminuarii rezervelor mondiale de petrol, gandurile proiectantilor de nave se indreapta spre sursele de combustibili alternativi.

Astfel, energia vantului revine in actualitate, atat pentru propulsia principala, cat si ca mijloc de economisire a resurselor energetice.

O alta sursa de energie este produsa de panourile solare, care nu par inca promitatoare din cauza enormelor suprafete necesare pentru asigurarea propulsiei unei nave.

Carbunele ramane o sursa de energie a viitorului, putand fi transformat in forma pulverizata, in forma de suspensie, sau chiar sub forma de hidrocarburi.

Propulsia nucleara, mai ales in cazul submarinelor, este deja de actualitate. Pe navele comerciale, ea a fost utilizata cu succes, dar consecintele unor grave accidente nucleare dau nastere la temeri usor de inteles.