Propulsor azimutal

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Impulsores acimutales de doble hélice Siemens Schottel

Un propulsor azimutal consiste en una hélice que puede orientar su impulso girando alrededor de un eje vertical. Este giro es completo (360º) lo que mejora la maniobrabilidad haciendo incluso innecesario el timón. Parte de los mecanismos necesarios para el funcionamiento están encerrados en una góndola, delante o detrás de la hélice. Es similar a la lanchas fueraborda pero con mayor posibilidad de giro y mayor tamaño.

Estos propulsores pueden girar sin necesidad de una línea de ejes rígida, sino con un motor eléctrico acoplado perpendicularmente al propulsor en un contenedor (pod), que es alimentado por un alternador situado en la cámara de máquinas.[1] Remolcadores, buques offshore, buques de crucero, ferries y algunos otros tipos de buques, y especialmente los que tienen que maniobrar mucho, son los que más incorporan en la actualidad ese tipo de propulsión

Hay dos tipos de aplicación, los remolcadores por un lado y los buques offshore (sísmicos, de suministro a plataformas, stand-by,....).

En los remolcadores de tipo ASD (Azimuth Stern Drive), el uso del propulsor azimutal se hace al acoplar un motor diésel mediante una línea de ejes con dos ejes cardan, uno en cada extremo estando el propulsor y el motor están a distinta altura.

En remolcadores de tipo tracor, al estar el motor y el propulsor e la misma altura, estos se acoplan mediante un eje directamente sin necesidad de ejes cardan.

Tipos[editar]

Propulsores azimutel del remolcador Oued el Kebir. Unas toberas Kort recubren las hélices.

Existen dos variantes principales, basados ​​en la en el tipo de transmisión lo que condiciona la localización del motor:

  1. Transmisión mecánica, donde un motor en el interior del barco está conectado a la unidad por engranajes. El motor puede ser diesel o eléctrico. Según la configuración mecánica de la transmisión se dividen en L-drive y Z-drive. Una hélice de L-drive tiene un eje de accionamiento vertical y un eje de salida horizontal unidos por un juego de engranajes en ángulo recto. Un propulsor Z-drive tiene un eje horizontal de entrada, un eje vertical en la columna giratoria y un eje de salida horizontal con dos juegos de engranajes en ángulo recto uniendo los ejes.
  2. Transmisión eléctrica, donde un motor eléctrico está en la misma góndola, conectado directamente a la hélice sin engranajes. La electricidad la produce un motor a bordo, generalmente diésel o turbina de gas. Inventado en 1955 por el Sr. FW Pleuger y el Sr. F. Busmann (Pleuger Unterwasserpumpen GmbH).Pero fue ABB con su Azipod el primer producto con esta tecnología.

Los mecánicos de los propulsores azimutales se puede fijar instalado, retráctil y montaje bajo el agua. Es posible que tengan hélices de paso fijo (FPP) o hélices de paso variable (CPP). Los propulsores fijos se utilizan para remolcadores, transbordadores y barcos de abastecimiento. Los propulsores retráctiles se utilizan como propulsión auxiliar para posicionamiento dinámico (DP) buques y para llevar a casa de propulsión para buques militares. Propulsores Underwater Montable se utilizan como sistema de propulsión de posicionamiento dinámico para los buques de gran tamaño, tales como plataformas de perforación semi-sumergibles.

Historia[editar]

En la década de 1950 varios fabricantes de hélices intentaron soluciones que proporcionan una mejor maniobrabilidad y fácil giros sobre el eje. La primera propulsión azimutal fue concebida en 1955 por F.W Pleuger y Busmann Friedrich (empresa Pleuger Unterwasserpumpen GmbH, Hamburgo - hoy Flowserve Hamburg GmbH) como el desarrollo de un timón activo. Se patentó (patente 2.714.866 de la Oficina de Patentes de Estados Unidos en agosto de 1955), sin embargo, estaba demasiado adelantado a su tiempo y no se llegó a construir. Las empresas pioneras en el desarrollo de las propulsión azimutal fueron la alemana Schottel y la finlandesa Wärtsilä en navegación comercial y Volvo Penta en la navegación de recreo. El propulsor azimutal utilizando la transmisión Z-drive fue inventado en 1950 por Joseph Becker fundador de Schottel en Alemania. Las primeras aplicaciones se produjo en la década de 1960 bajo el nombre de la marca Schottel y se refiere como Propulsor Azimutal desde entonces. En 2004, Joseph Becker, recibió a título póstumo, el Premio Elmer A. Sperry por esta invención como una importante contribución a la mejora del transporte en todo el mundo.[2] Pero por la misma época que Becker trabajaba en su invento, los astillero Hollming Oy en Rauma, Finlandia, fabricó un dispositivo que llamó Aqua Master. La empresa noruega Ulstein As también estaba trabajando en esta cuestión. Entonces Hollming vendió su negocio de construcción naval, vendió los derechos de Aquamaster a Ulstein As, que a su vez se fusionó con la británica Rolls-Royce plc.

Más tarde, la filial de ABB, también con sede en Finlandia, desarrolló la hélice Azipod, con el motor situado en la misma gondola. Este es el tipo de propulsión se patentó por primera vez en 1955 por Pleuger de Alemania.

En todo el mundo hay alrededor de seis fabricantes de renombre. Estos incluyen a la sueco-suiza ABB con el Azipod ®,[3] a la británica Rolls-Royce plc y su góndolas Mermaid®[4] o el conglomerado alemán Siemens en cooperación con Spay sito en el astillero Koblenz Schottel, desde 1997, SSP ( Propulsores Siemens Schottel)[5] para desarrollar, producir y comercializar (esta unidad tiene una capacidad de hasta 20 megavatios, poniéndolo en la clase de rendimiento superior). Volvo Penta llama a sus sistema Azipod IPS y Brunswick/Mercury lo llamó Cobra.

Como se ha descrito anteriormente, dio los fabricantes de motores y astilleros su sistema de hélice góndolas nombre propio, a menudo con marcas y los derechos de patente.

Pros y contras[editar]

En comparación con las instalaciones convencionales de eje propulsor traer góndolas cuatro ventajas principales:

  • En combinación con un accionamiento diesel-eléctrico se puede ajustar en los perfiles de movimiento con una alta proporción de consumo de combustible de baja e inferior de carga parcial.
  • Especialmente en las velocidades bajas del barco puede alcanzar el círculo de giro más pequeño. Incluso realizando la ciaboga sobre el eje del barco.
  • La integración en el barco es generalmente sencillo porque todos los componentes de la unidad de provenir de un fabricante y en el patio sólo tienen que ser instalados. En los sistemas convencionales, los fabricantes suelen ser diferentes para cada componente.
  • Los tiempos de parada y los caminos son muy cortas porque las góndolas no son más que girar y no los motores tienen que ser invertidos.

Las góndolas de hélice tiene, sin embargo, algunos inconvenientes:

  • La eficiencia del diseño es generalmente peor que para una planta convencional de hélice de eje motor como sea engranaje alto o altas pérdidas de conversión.
  • La masa es mucho mayor que con los sistemas convencionales.
  • El coste también es mucho mayor que para una planta convencional.
  • El diámetro máximo de la hélice disponible y puede ser implementado con valores de potencia son menores que para los accionamientos convencionales.

Usuarios[editar]

Dos de los cruceros más conocidos y más grande con sistema de propulsión pod, el Queen Mary 2 (puesto en servicio en 2004) y el Freedom of the Seas (2006, puesta en servicio).

Fundada en 2005, comisionado en alemán hielo margen buque de investigación Maria S. Merian tiene dos unidades de vaina, que permiten un posicionamiento dinámico muy bueno en el trabajo científico.

La propulsión azimutal también se utiliza para romper el hielo. Esto muestra que la hélice hacia el hielo, y la marcha atrás se detiene el flujo de agua pedazos de hielo. Aquí viene la hélice cerca de la barrera de hielo y picado el hielo. Un ejemplo es el Mastera, un petrolero con alta certificado para hielo.

Incluso en los grandes buques de guerra, tales como el BPE Juan Carlos I (L61) de la Armada Española, lanchas de desembarco o compañías de helicópteros como los buques de la clase Mistral es el sistema utilizado.

Referencias[editar]

  1. pgs 40-43 (Nº. 833, 2006). «Primer remolcador azimutal tractor de UNV» (en español). ISSN 0020-1073. Consultado el 1 de octubre de 2011.
  2. Plantilla:Internetquelle
  3. Información del producto en www.abb.de
  4. Información del producto en www.rolls-royce.com
  5. Información del producto en www.industry.siemens.com