Azimut-thrustere er almindelige fremdriftsenheder til en række forskellige skibe, da de giver mulighed for et kompakt design, vektorstyring, høj fremdriftseffektivitet og deraf følgende lavere effekt-/brændstofforbrug.
En yderligere fordel er den dobbelte funktion som både fremdrift for fart og/eller station-hold/positionering ved nul fart. Nedenfor er beskrevet nogle vigtige emner, der kan optimere den hydrodynamiske ydeevne.
Justering af pod'en i forhold til det indkommende flow
For at reducere unødvendig, ekstra modstand som følge af forkert justering, skal pod-enhederne tilpasses det indkommende flow.
Typisk er pods designet som et dobbelt-skrue fremdriftssystem, hvor hver pod er placeret uden for skibets centerlinje, hvor tilstrømningen er stærkt asymmetrisk på grund af skrogformen og grænselagseffekter. Derfor bør der gøres en indsats for at justere pod'en i forhold til det lokale flow. Dette kan udføres enten via en RANS CFD-baseret metode (numeriske beregninger) eller en fysisk strømlinie-visualiseringstest.
En fordel ved førstnævnte metode er de lave omkostninger og det store undersøgte volumen, mens den sidstnævnte tilgang inkluderer sugestyrkeeffekten fra den arbejdende skrue.
Vi anbefaler en kombineret tilgang, hvor de lokale strømlinjer først undersøges med CFD (inden modeltesten) og senere verificeres gennem fysisk strømlinjetest under testforløbet. Den endelige finjustering af justeringen kontrolleres under selvfremdriftstesten, hvor pod'en arbejder inden for et kontrolleret interval af små azimut (“rorgevind”) vinkler, og propel-effekten måles. Den vinkel, hvor energiforbruget er mindst, angiver den bedste justering. Erfaring viser, at strømforbrug kan reduceres med 1-3 % ved korrekt justering af thruster/pod.
Optimal propeldrejeretning
På grund af asymmetrisk propelvåge ved vinge-thrustere kan det være fordelagtigt at fastlæggelse den mest fordelagtige propelrotationsretning med henblik på at optimere energiforbruget. I sådanne tilfælde kan tab fra propelrotationen reduceres ved at udnytte det forhåndenværende forsvirvel (ikke-nul gennemsnitlig tangential tilstrømning) til propelplanet.
Normalt verificeres dette eksperimentelt ved at gennemføre en kort fremdriftstest (typisk kun ved designspeed), hvor propellens rotationsretning varieres, og blandt de testede retninger vælges den med lavest samlet effektforbrug. Energibesparelsen ved valg af propeldrejeretning er forholdsvis beskeden, og ud fra erfaring ligger den typisk mellem 0,5 og 1,5 %.
Påhæng (appendages)
Thruster-head-boxe bidrager væsentligt til modstand fra påhæng og skal have særlig opmærksomhed i designprocessen. Korrekt justering med det lokale flow kan opnås både med RANS CFD og maling-strømlinjetest, gerne under hensyntagen til arbejdende thruster/propel.
Da head-boxen er placeret tæt på frie vandflade, påvirker den ikke kun friktions- og formmodstand (tryktmodstand), men bidrager også markant til bølgedannelsen.
Siden introduktionen af thrustere og pods som primære fremdriftsenheder har FORCE Technology været helt i front med udvikling af topmoderne måleudstyr, dataopsamlingssystemer og tekniske procedurer til hydrodynamiske modeltests af thruster-enheder og pods.
På baggrund af vores tekniske ressourcer samt viden og erfaring er et stort antal hydrodynamiske modeltests med azimut-thrustere og pods blevet succesfuldt gennemført for kunder over hele verden.
Azimuth thruster-model klar til modeltest i slæbetanken
Kontakt vores ekspert Jesper Grundsøe for mere information.