محرك دفع يعمل بالحافة

محرك دفع يعمل بالحافة، تم عرضه في مؤتمر SMM 2010
محرك دفع حافّي مثبت على وحدة قابلة للدوران (تصميم شركة silentdynamics GmbH)
محرك فويت ريم ثراستر في معرض SMM 2010 في هامبورغ

يُعدّ دافع الحافة ، المعروف أيضًا باسم دافع/مروحة الحافة (أو RDP)، نوعًا جديدًا من وحدات الدفع الكهربائي للسفن. وقد اقترح كورت هذا المفهوم حوالي عام 1940، لكنه لم يصبح عمليًا تجاريًا إلا في أوائل القرن الحادي والعشرين بفضل التطورات في تكنولوجيا التحكم بمحركات التيار المستمر. [ 1 ] اعتبارًا من عام 2017، تتوفر نماذج تجارية بقدرات تتراوح بين 500  كيلوواط و3  ميغاواط من مصنّعين مثل رولز رويس، وشوتل، وبرونفول، وبالينو، وفويث، وفان دير فيلدن، وغيرهم.

مبدأ

المروحة ذات الدفع الحلقي هي مروحة بحرية لا تستخدم محورًا مركزيًا لنقل عزم الدوران. تستخدم المراوح التقليدية ذات المحور المركزي عادةً عمودًا يُدار بواسطة توربين أو محرك ديزل أو محرك كهربائي . أما المراوح الحديثة المزودة بمحركات كبسولة ، فتتكون من مروحة تُدار بواسطة محرك كهربائي تقليدي داخل كبسولة قابلة للدوران تحت الماء، ولكنها لا تزال تتضمن مروحة تقليدية ذات محور مركزي.

على النقيض من ذلك، تُثبّت شفرات دافع الحافة على حلقة خارجية بدلاً من محور مركزي. تُشكّل هذه الحلقة دوّار محرك كهربائي، وتقع داخل جزء ثابت محيط بها، وهو أيضاً على شكل حلقة، ويُنتج عزم الدوران اللازم. الدوّار والجزء الثابت مُحكمان ضد الماء، وتعمل الوحدة بأكملها مغمورة. على غرار دافع أزيبود، يُمكن تصميم دافع الحافة ليكون ثابتاً، أو قابلاً للسحب، أو متحركاً باتجاه سمت معين.

المزايا والعيوب

تتمثل أبرز مزايا دافع الحافة في انخفاض مستوى الضوضاء، وزيادة الكفاءة المحتملة، والتصميم المدمج الذي يُسهّل دمجه في العديد من التطبيقات. ولأن مجموعة شفرات المروحة/الدوار تُدار مباشرةً بواسطة القوى الكهرومغناطيسية، فلا حاجة إلى عمود أو علبة تروس. يمكن تصنيع الشفرات من المعدن أو المواد المركبة، ويمكن إحكام غلق الدوار والجزء الثابت. ولأن الشفرات مثبتة على حلقة الدوار، فلا توجد فجوة طرفية (والتي قد تُسبب ضوضاء في المراوح الأنبوبية)، كما أن الاستغناء عن علبة التروس الميكانيكية يُزيل مصدرًا رئيسيًا للضوضاء.

تتمثل العيوب الرئيسية في صعوبة تصنيع المحركات المغمورة عالية القدرة ذات المحامل المُشحّمة بالماء. كما أن تحسينات الكفاءة المحتملة قد يصعب تحقيقها بسبب فقدان الطاقة الناتج عن الاحتكاك في الفجوة بين الدوّار والجزء الثابت المحيط به. وكما هو الحال مع جميع المحركات الكهربائية عالية القدرة، قد يُمثّل التبريد الكافي مشكلة حتى بالنسبة للوحدات المغمورة في الماء.

انظر أيضاً

مراجع

  1. يان، شينبينغ؛ ليانغ، شينغشين؛ أويانغ، وو؛ ليو، تشنغلين؛ ليو، باو؛ لان، جيافين (نوفمبر 2017). "مراجعة للتقدم المحرز وتطبيقات دافعات السفن ذات الحافة الدوارة بدون عمود". هندسة المحيطات . 144 : 142-156 . Bibcode : 2017OcEng.144..142Y . doi : 10.1016/j.oceaneng.2017.08.045 .