Engineering Besserer Antrieb

Bild mit freundlicher Genehmigung von HydroComp

Bild mit freundlicher Genehmigung von HydroComp

Previous Next

"Propeller Design wurde oft als eine Art schwarze Kunst betrachtet", sagte Donald MacPherson, technischer Direktor bei HydroComp, Inc. Aber es ist eine Kunst, für die MacPherson immer ein Gespür hatte, und heute ist seine Firma bekannt als Experte auf dem Gebiet der hydrodynamische Leistung.

MacPherson gründete HydroComp zusammen mit dem Geschäftsführer Jill Aaron im Jahr 1984. Die maritime Software- und Beratungsdienste des in Durham, NH, ansässigen Unternehmens haben eine breite Palette von Schiffs- und Propelleranalyse- und Designprojekten unterstützt - von großen kommerziellen Schiffen bis zu unbemannten Unterwasserfahrzeugen. Für jedes maritime Fahrzeug führt eine bessere hydrodynamische Leistung zu einer Verringerung des Antriebsleistungsbedarfs, wodurch zusätzliche Energie für Sensoren freigesetzt wird und mehr Zeit für die Datenerfassung bleibt. HydroComp, das eine besondere Expertise im Design von hocheffizienten kleinen Propulsoren (Thrustern) für diese Unterwasserfahrzeuge entwickelt hat, hilft der AUV / ROV-Industrie bei der Entwicklung und Analyse ihrer Antriebssysteme.

"Wir finden die kleine Propellerarbeit sehr interessant, weil Sie die gleichen Werkzeuge wie für große Propeller verwenden, aber es ist tatsächlich anspruchsvoller", sagte MacPherson. "Kleine Propeller werden in größerem Maße durch viskose und reibungsbedingte Probleme beeinflusst, so dass die Fertigungstoleranzen enger sein müssen."

NavCad, die Flaggschiff-Software für Widerstands- und Antriebsanalyse, hilft bei der Dimensionierung und Auswahl eines geeigneten Bugstrahlruders oder Propellers. Die Software kann den Fahrzeugwiderstand abschätzen und den Einfluss auf die Antriebsleistung durch Hinzufügen von Steuerflächen, Antennen und anderen Zubehörteilen quantifizieren. NavCad kann auch verwendet werden, um Propeller zu dimensionieren und den Schub, das Drehmoment, die Drehzahl und die Leistung über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen vorherzusagen.

Für eine detailliertere Analyse der Propellerleistung kann HydroComps PropElements-Propeller-Design-Software ein maßgeschneidertes, weckangepaßtes Propellerdesign für Unterwasserfahrzeuge erzeugen. Der hydrodynamische Fluss oder die hydrodynamische Strömung um das Fahrzeug wird in der Konstruktion berücksichtigt, was zu einem Antrieb führt, der eine verbesserte Effizienz gegenüber standardmäßigen Lagergestaltungen aufweist.

HydroComp entwickelt regelmäßig kundenspezifische Bugstrahlruder und Propeller für spezielle Anwendungen. MacPherson sagte, es sei am besten, zunächst das Antriebssystem als Ganzes zu betrachten, bevor man einzelne Komponenten wie Propeller untersucht. "Erfolgreicher Antrieb, ob es sich um Schiffe oder kleine Unterwasserfahrzeuge handelt, ist zuerst ein Systemproblem und dann ein Komponentenproblem", sagte er und fügte hinzu, dass selbst das beste und glatteste Triebwerk völlig ungeeignet sein könnte, wenn es nicht zum System passt.

"Die großen Vorteile liegen darin, das System richtig zu machen, und dann ist der Rest der Gewinne von der Möglichkeit, ein hocheffizientes Triebwerk zu entwerfen, das zum System passt."

MacPherson sagte, er habe auch einen Trend weg von einem einzigen Designpunkt beobachtet, wo ein Antrieb für ein einzelnes Betriebsszenario mit optimaler Leistung bei nur einer Bedingung spezifiziert ist. "Durch die Betrachtung eines Gesamteinsatzprofils, das zu einem Teil unserer Standardpraxis geworden ist, können Sie tatsächlich die Einflüsse und Folgen der Zeit, die für einen anderen Betriebsmodus und die verschiedenen Betriebsmodi eines Fahrzeugs benötigt wird, betrachten. Erklärte MacPherson. "Jetzt versuchen wir, die beste Kompromisslösung für die Gesamtsystemleistung zu finden."

(Wie in der September 2018 Ausgabe von Marine Technology Reporter veröffentlicht )