کشتی های جنگی با فناوری موتور جدید

نیروی دریایی آمریکا در حال بررسی انواع سیستم‌های محرکه جدید - از توربین‌های گازی گرفته تا موتورهای الکتریکی - است که کشتی‌های سطحی را به جایی که باید بروند می‌رسانند و انرژی لازم را برای تامین انرژی سیستم‌های تسلیحاتی جدید به آنها می‌دهند.

فرماندهی سامانه‌های دریای دریایی در سال 2019 نقشه راه توسعه فناوری سیستم‌های انرژی و نیروی دریایی را منتشر کرد که استراتژی‌ای را برای این سرویس ارائه می‌کرد تا سیستم‌های قدرت و انرژی خود را برای مقابله با ماهیت متغیر جنگ دریایی مدرن‌سازی کند.

نقشه راه گفت: همانطور که این سرویس سیستم های ماموریت پالس پرقدرت را معرفی می کند - مانند سلاح های انرژی هدایت شده، قابلیت های جنگ الکترونیک و رادارهای به روز - سیستم های قدرت ناوگان نیز باید پیشرفت کنند.

استفان مارکل، مدیر وقت، سیستم‌های قدرت قدیمی که در همه کشتی‌های موجود یافت می‌شوند، دارای اینرسی الکتریکی ذاتی برای مقاومت در برابر افزایش/پایین یا امواج امواج (ضربان) پروفیل‌های قدرت پیچیده این سیستم‌های مأموریتی پیشرفته نیستند.

این اثرات شامل تنش حرارتی و مکانیکی بر روی موتورهای دیزلی و توربین گازی است.

مارکل اضافه کرد: مقابله با این اثرات مضر به اقداماتی مانند کنترل های پیشرفته یا ذخیره انرژی نیاز دارد.

در نقشه راه، نیروی دریایی شش محرک اصلی الزامات برای سیستم‌های نیروی دریایی و انرژی را فهرست کرده است که یکی از آنها پیش‌خروش الکتریکی پیشرفته بود.

در نقشه راه آمده است: پیش‌ران برقی پیشرفته قابلیت جنگی قابل توجهی را در زمینه‌های بقای پیشرفته، سکوهای بزرگ بدون سرنشین آینده، طراحی انعطاف‌پذیر و قابلیت ارتقا و افزایش استقامت پلت‌فرم فراهم می‌کند.

جورج ویتیر، مدیر عامل شرکت، گفت که در پاسخ به نیازهای این سرویس، فیربنکس مورس دیفنس در ژانویه از راه اندازی nForcer FM 175D خود خبر داد، اولین موتور این شرکت که برای کاربردهای پرسرعت طراحی شده است.

Whittier در مصاحبه ای گفت که یک موتور دیزلی، nForcer FM 175D مصرف سوخت پیشرو دارد و قدرت بیشتری را نسبت به هر موتور دیگری در اندازه خود ارائه می دهد.

ویتیر گفت که به طور سنتی، کشتی‌های نیروی دریایی یک موتور سوخت‌سوز اختصاصی برای نیروی محرکه داشتند و سپس ژنراتورهای جداگانه‌ای برای تامین نیرو برای محل زندگی و محل کار - معروف به بار هتل - سیستم‌های رزمی و هر چیز دیگری داشتند.

او گفت که طراحی‌های مدرن کشتی‌ها شروع به استفاده از یک سیستم قدرت هیبریدی شبیه به خودروی تویوتا پریوس کرده‌اند، با ژنراتورهای دیزلی که برق را هم برای نیروی محرکه و هم برای سایر سیستم‌های کشتی تامین می‌کنند تا در کل سیستم الکتریکی خود کارایی بیشتری داشته باشید.

ویتیر گفت: نیروی دریایی دو هزینه واقعاً بزرگ دارد: یکی از آنها نیروی انسانی و دیگری سوخت است. بنابراین اگر می‌توانید در زمینه مصرف سوخت کاری انجام دهید، نیروی دریایی به آن علاقه‌مند خواهد شد زیرا در طول زمان باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های آن‌ها می‌شود.

ویتیر افزود: طراحی فشرده این موتور به نیروی دریایی این امکان را می دهد که به راحتی موتور موجود را با nForcer FM 175D تعویض کند و فوراً بین 10 تا 25 درصد قدرت برتری به کشتی بدهد.

ما در حال حاضر همه آزمایش‌ها را انجام می‌دهیم تا ثابت کنیم که می‌توانیم [موتور] را 30 روز بدون هیچ لمسی کار کنیم.

در حالی که nForcer FM 175D طبق بیانیه مطبوعاتی فیربنکس مورس دیفنس آماده ادغام در ناوگان نیروی دریایی طی دو سال خواهد بود، بسیاری از ناوگان نیروی دریایی امروزی توسط توربین های گازی تامین می شود - و GE Marine تامین کننده اصلی این توربین ها است.

استیو راجرز، مدیر بازاریابی و توسعه تجارت جنرال الکتریک گفت که این شرکت 95 درصد از کشتی‌های توربین گازی این سرویس را تامین می‌کند و موتورهای آن روی بیش از 600 کشتی در 40 نیروی دریایی مختلف در سراسر جهان نصب شده است؛ وی افزود: محصول نان و کره این شرکت، توربین گازی LM2500 آن است.

راجرز در مصاحبه ای گفت: موتور ما در واقع یک موتور مشتق هوا است.

موتور CF6 که در 747s دیده اید، موتوری است که LM2500 از آن ساخته شده است ما از این پیشینه هوانوردی استفاده می کنیم و از آن به عنوان یک موتور جت در یک کشتی [استفاده می کنیم.

راجرز گفت در حال حاضر، جنرال الکتریک مارین در حال انجام کار گسترده ای با نیروی دریایی بر روی ناوچه های کلاس Constellation است.

Fincantieri Marinette Marine ساخت ناو USS Constellation، کشتی پیشرو در کلاس را در آگوست 2022 آغاز کرد.

راجرز گفت: LM2500+G4 - که جدیدترین و بهترین و پیشرفته ترین نسخه LM2500 است - بر روی تمام کشتی های کلاس Constellation نصب خواهد شد. و این پیشرفته ترین ویژگی های جدید ما را خواهد داشت، مانند یک محفظه کامپوزیت که دور موتور می چرخد.

وی گفت که این محفظه مزایای مختلفی مانند کاهش وزن و صدا، از بین بردن خوردگی و ایجاد حفاظت حرارتی برای نیروی دریایی ارائه می دهد.

در مورد کشتی‌های آینده، در حالی که نیروی دریایی به طور رسمی خرید سیستم‌های محرکه نسل بعدی ناوشکن موشک‌های هدایت‌شونده خود یا DDG(X) را آغاز نکرده است، GE Marine در حین توسعه برنامه بسیار نزدیک با این سرویس هماهنگ است.

برنامه DDG(X) که در سال 2021 تأسیس شد، ادامه ناوشکن های کلاس Arleigh Burke نیروی دریایی است. نیروی دریایی در حال برنامه‌ریزی برای استفاده از یک سیستم قدرت یکپارچه - مشابه آنچه در ناوشکن‌های کلاس Zumwalt این سرویس یافت می‌شود - در DDG(X) در کنفرانس سال 2022 سطح نیروی دریایی توسط مدیر برنامه DDG(X) اشاره کرد.

در بیانیه مطبوعاتی جنرال الکتریک اعلام شد که USS Zumwalt یا DDG 1000 نخستین جنگنده سطحی با نیروی تمام الکتریکی و نیروی محرکه نیروی دریایی است.

سیستم قدرت یکپارچه آن - متشکل از دو ژنراتور توربین اصلی و دو ژنراتور کمکی ساخته شده توسط رولز رویس، و دو موتور القایی پیشرفته ساخته شده توسط GE Power Conversion - نیروی الکتریکی را برای تمام سیستم های کشتی فراهم می کند.

در برگه اطلاعات نیروی دریایی آمده است که این سیستم توانایی ارائه نیرو به نیروی محرکه، خدمات کشتی و بارهای سیستم جنگی از همان موتورهای اولیه توربین گازی دارد.

انعطاف‌پذیری تخصیص انرژی DDG 1000 باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود و برای فعال کردن سلاح‌ها و حسگرهای انرژی بالا در آینده مناسب است.

راجرز گفت که جنرال الکتریک می تواند هم توربین های گازی و هم قابلیت های تبدیل نیرو را برای سیستم قدرت یکپارچه DDG(X) به نیروی دریایی ارائه دهد.

او گفت: ما تنها شرکتی هستیم که می‌توانیم طیف کامل را انجام دهیم، بنابراین جنرال الکتریک مارین با توربین گاز و سپس تبدیل برق جنرال الکتریک با موتورهای ژنراتور، بنابراین همه چیز زیر یک سقف است، نیروی محرکه تمام برقی.

او گفت که نیروی دریایی در حال توسعه یک سایت آزمایشی زمینی برای DDG(X) است که جنرال الکتریک مارین - همراه با سایر شرکای صنعتی - از اینکه بخشی از آن باشد هیجان زده است.

راجرز افزود: کل مفهوم آزمایش زمینی این است که نیروی دریایی و کنگره می خواهند یک راه حل اثبات شده و آزمایش شده قبل از ورود به کشتی داشته باشند.

ویتیر گفت، از آنجایی که نیروی دریایی به سمت نیروی محرکه الکتریکی حرکت می کند، بعید است که این سرویس دوباره یک کشتی با سیستم هدایت مستقیم طراحی کند.

او گفت: البته، یکی می‌خواهد بگوید، آره، جورج، در مورد کشتی x چطور، درست است؟ البته یک چیز پرت وجود خواهد داشت.

اما من فکر می کنم که با گذشت زمان فقط حرکتی به سمت کشتی های تمام الکتریکی وجود دارد.

او افزود: فقط فکر می‌کنم باید به این سمت پیش برود.

صرفه جویی در مصرف سوخت و بهره وری باعث این امر می شود و [نیروی دریایی] در غیر این صورت انتخابی نخواهد داشت.

دل تورو گفت: ما بالاخره یک نامزد [معاون وزیر] انرژی را وارد این وزارتخانه می کنیم. او گفت که یکی از ابتکارات، بررسی کارهای انجام شده در دهه گذشته در مورد سوخت های زیستی است.

دل تورو گفت، به دلیل هزینه بالای منابع انرژی جایگزین مانند سوخت های زیستی، کاهش قیمت به جایی که واقعاً برای ما در نیروی دریایی موثر و مفید است، چالش برانگیز است. اما این حوزه ای است که ما باید به سرمایه گذاری در آن ادامه دهیم، زیرا می تواند تأثیر چشمگیری بر مصرف سوخت ما، هم در هواپیما و هم در کشتی ها داشته باشد.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.