WSPÓŁCZESNE PĘDNIKI MANEWROWE Z OBROTOWYMI DYSZAMI INSTALOWANYMI W DNIE STATKU

WOJCIECH WIĘCKIEWICZ Akademia Morska w Gdyni Katedra Eksploatacji Statku WSPÓŁCZESNE PĘDNIKI MANEWROWE Z OBROTOWYMI DYSZAMI INSTALOWANYMI W DNIE STATKU CZĘŚĆ I W artykule przedstawiono główne typy manewrowych pędników montowanych w dnie jednostek pływających. Szczegółowo opisano pędniki z obrotowymi dyszami wylotowymi umieszczonymi w dnie, produkowane przez firmy: Tees Components Ltd., Aqua Manoeuvre Systems, Veth Motoren BV, Jastram i North American Marine Jet Inc. 1. WSTĘP Na jednostkach pływających mających niewielkie zanurzenie, rzędu 1 2 m, do ich napędu i sterowania stosuje się inne urządzenia niż na statkach o dużym zanurzeniu. Są to często specjalne manewrowe pędniki strumieniowe, wbudowane wewnątrz kadłuba jednostki, zasysające wodę spod dna lub z burt statku i wyrzucające ją przez umieszczoną w dnie obrotową dyszę wylotową lub przez dwie, trzy lub cztery stałe dysze o wylotach umieszczonych w burtach i dnie jednostki. Rozwój takich pędników, zapoczątkowany powstałym w 1925 roku pędnikiem W. Gilla, zaprezentowany został w zeszycie 21 Prac Wydziału Nawigacyjnego Akademii Morskiej w Gdyni, wydanym w 2008 roku. Poniżej opisano współcześnie stosowane manewrowe pędniki strumieniowe, o rozdzielonych względem siebie wlotach i wylotach wody i wyposażonych w obrotowe dysze wylotowe umieszczone w dnie jednostek pływających. 2. KLASYFIKACJA MANEWROWYCH PĘDNIKÓW STRUMIENIOWYCH INSTALOWANYCH W DNIE STATKÓW Pierwowzorami współcześnie produkowanych manewrowych pędników strumieniowych instalowanych w dnie jednostek pływających są prezentowane na rysunku 1 pędniki W. Gilla i G. Novki, zbudowane i zastosowane do napędu i sterowania niewielkich jednostek w latach dwudziestych XX wieku [2]. Na bazie

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 119 wymienionych urządzeń współcześnie wytwarzanych jest wiele nowych pędników manewrowych, których wspólną cechą jest instalowanie ich w dnach jednostek. Poszczególne urządzenia różnią się jednak znacznie miedzy sobą, zarówno co do rozwiązań konstrukcyjnych, jak i zastosowanego napędu czy pobieranej mocy. Najważniejszymi kryteriami podziału tego typu pędników manewrowych jest usytuowanie miejsc poboru wody i umieszczenie wylotów lub dysz wylotowych. Biorąc pod uwagę te kryteria, manewrowe pędniki strumieniowe dzielą się na dwie grupy urządzeń: z poborem wody z dna lub z burt i obrotową dyszą wylotową umieszczoną w dnie jednostki, z poborem wody z dna, obrotową kierownicą kierująca wodę do jednej z dysz wylotowych umieszczonych na burtach, a niekiedy też w dnie jednostki. Przykładowe konstrukcje pędników manewrowych należących do wymienionych grup pokazane są na rysunku 2. a) Rys. 1. Pierwowzory współczesnych manewrowych pędników strumieniowych: a) pędnik W. Gilla z 1925 r. [2]; 1 wlot wody, 2 wirnik pompy osiowej, 3 obrotowa dysza wylotowa, 4 kanał łączący wlot wody z dyszą wylotową, 5 przekładnia kątowa napędu pompy, 6 oś wału silnika spalinowego, 7 pokrętło obrotu dyszy wylotowej; b) pędnik G. Novki z 1926 r. [2]; 1 wlot wody, 2 wirnik pompy odśrodkowej, 3 wał napędu pompy, 4 obrotowa obudowa pompy z dyszą wylotową, 5 mechanizm obrotu obudowy pompy

120 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 Rys. 2. Typy współczesnych manewrowych pędników strumieniowych instalowanych w dnie statku; a) z poborem wody z dna i obrotową dyszą wylotową umieszczoną w dnie, b) z poborem wody z burt i obrotową dyszą wylotową umieszczoną w dnie; c) z poborem wody z dna, obrotową kierownicą i wylotami wody na burtach, d) z poborem wody z dna, obrotową kierownicą i wylotami na burtach i w dnie; 1 wlot wody, 2 wirnik pompy, 3 napęd pompy, 4 obrotowa dysza wylotowa 5 sterowanie kierunkiem ustawienia dyszy wylotowej lub kierownicy, 6 obrotowa kierownica, 7 wylot wody na burtę, 8 wylot wody w dnie w stronę dziobu, 9 wylot wody w dnie w stronę rufy W pędnikach należących do pierwszej z wyżej wymienionych grup, pobierających wodę z dna, można wyróżnić dwie podgrupy. Pierwszą podgrupę tworzą pędniki o rozdzielonych względem siebie wlotach i wylotach wody, tak jak jest to przedstawione na szkicu pędnika na rysunku 2a. Natomiast do drugiej podgrupy należą pędniki z wlotami i wylotami wody umieszczonymi w bezpośredniej bliskości. Pędniki tej drugiej podgrupy pokazane są na rysunku 3. Różnią się one od siebie typami pomp napędowych.

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 121 a) b) Rys. 3. Pędniki manewrowe instalowane w dnie, o wlotach i wylotach umieszczonych blisko siebie: a) pędnik napędzany pompą osiową, b) pędnik napędzany pompą odśrodkową; 1 wlot wody, 2 wirnik pompy, 3 obrotowa dysza wylotowa, 4 wał napędu wirnika pompy, 5 sterowanie obrotem dyszy wylotowej W dalszej części artykułu opisane zostały pędniki manewrowe należące do pierwszej z wymienionych wyżej grup, czyli z poborem wody z dna lub z burt statku i obrotową dyszą wylotową umieszczona w dnie, z wyraźnym rozdzieleniem miejsca poboru wody od miejsca jej wypływu, podobnie jak było to w pędniku W. Gilla. Pędniki o zwartej budowie, w których pobór wody i jej wypływ znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie, będą opisane w oddzielnym artykule. 3. WSPÓŁCZEŚNI PRODUCENCI MANEWROWYCH PĘDNIKÓW STRUMIENIOWYCH Z OBROTOWYMI DYSZAMI WYLOTOWYMI Instalowane w dnie pędniki manewrowe, oprócz wykorzystywania ich jako napęd główny na statkach i jednostkach pływających o małych zanurzeniach, znalazły również zastosowanie jako aktywne urządzenia sterowe. Stąd w dzisiejszych czasach większość takich pędników przeznaczona jest do instalowania na statkach morskich. Często wchodzą one w skład systemów dynamicznego kotwiczenia (pozycjonowania) na statkach badawczych, obsługi platform wiertniczych, kablowcach i jednostkach do prac podwodnych. Pędniki, będące rozwinięciem pędnika Gilla (rys. 1), są współcześnie wytwarzane przez firmy: Tees Components Ltd. (Wielka Brytania) [6], Veth Motoren BV (Holandia) [7], Jastram (RFN) [4], Aqua Manoeuvre Systems (Dubai) [3] i North American Marine Jet Inc. (USA) [5]. Najszersze oferty produkcyjne mają firmy: Tees Components Ltd. cztery typy pędników i Aqua Manoeuvre Systems trzy typy urządzeń.

122 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 W pędnikach manewrowych wymienionych wyżej firm elementem roboczym są pompy osiowe. Do napędu tych pomp stosowane są najczęściej silniki elektryczne, chociaż niektórzy producenci, na żądanie zamawiającego, dostarczają urządzenia dostosowane do napędu silnikiem spalinowym lub hydraulicznym. 4. PĘDNIKI MANEWROWE TEES COMPONENTS LTD. Wszystkie rodzaje manewrowych pędników strumieniowych wytwarzanych przez Tees Components Ltd. wyposażone są w obrotową dyszę wylotową zamontowaną w dnie jednostki [6]. Do ich napędu służą pompy osiowe. Poszczególne rodzaje pędników tego producenta różnią się położeniem pompy i sposobem poboru wody do pompy. Perspektywiczne przekroje poszczególnych rodzajów pędników manewrowych oraz schematy ich montażu w kadłubach statków przedstawione są na rysunkach 3 12. Pędniki o pionowych osiach pomp i z poborem wody spod dna jednostki, określane przez producenta symbolem VST (Vertical Shaft Thruster) [6], przedstawione są na rysunkach 4 i 5. Jak można łatwo zauważyć z porównania tych rysunków z rysunkiem 1, pędnik o pionowej osi jest konstrukcją wzorowaną na pędniku W. Gilla z 1925 roku. Parametry geometryczne i eksploatacyjne pędników VST podane są w tabeli 1. Rys. 4. Perspektywiczny widok pędnika Tees White Gill typu VST, z pionową pompą i poborem wody z dna jednostki. Producent Tess Components Ltd. [6]

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 123 Rys. 5. Wymiary geometryczne pędnika Tees White Gill typu VST, produkowanego przez Tees Components Ltd. [6]: A E wymiary konstrukcyjne pędnika, podane w tabeli 1; 1 dysza poboru wody z dna statku, 2 obrotowa dysza wylotowa, 3 wał napędowy wirnika pompy, 4 wał sterujący kątem ustawienia dyszy wylotowej, 5 zawór odpowietrzający wnętrze tunelu pędnika, 6 linia dna statku Tabela 1 Wymiary geometryczne i parametry eksploatacyjne pędników Tees White Gill typu VST, o pionowej pompie i poborze wody z dna jednostki. Producent Tees Components Ltd. [6] Model Moc [kw] Obroty pompy [min -1 ] Napór [kn] Wymiary konstrukcyjne [mm] A B C D E F G T Masa [kg] 24 165 1000 14,33 1924 1524 1448 356 533 787 762 660 2030 32 290 750 26,30 2665 1842 1759 432 660 1029 1016 864 4060 40 600 600 41,30 3150 2165 2076 559 813 1295 1270 1143 7110 50 691 480 68,42 3912 2642 2553 700 1016 1600 1588 1524 14230 Rysunki 6 i 7 przedstawiają pędnik również z pompą o pionowej osi, ale z poborem wody z burt statku jest on oznaczony symbolem VST T3S (Vertical Shaft Thruster, Transverse 3 Sides). Przy dopływie wody do pompy z otworów burtowych skróciła się znacznie długość kanałów wodnych w urządzeniu, co dało znaczącą poprawę efektywności pracy i pozwoliło na opracowanie pędników

124 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 o dużych mocach, rzędu 2000 kw [6]. Oferta produkcyjna pędników typu VST T3S prezentowana jest w tabeli 2. Rys. 6. Widok pędnika Tees White Gill typu VST, o pionowej pompie i z poborem wody z burt statku. Producent Tess Components Ltd. [6] Parametry pracy i wymiary geometryczne pędników Tees White Gill typu VST T3S, o pionowej pompie i z poborem wody z burt jednostki. Producent Tees Components Ltd. [6] Tabela 2 Model Moc Obroty pompy Napór Wymiary konstrukcyjne [mm] Masa [kw] [min -1 ] [kn] A B C D E F [kg] 24 246 1129 21,58 1200 720 735 1200 900 800 2250 32 467 860 39,24 1556 720 981 1430 1190 1043 3770 40 686 677 60,82 1905 850 1220 1735 1475 1305 5100 50 1062 542 98,10 2324 935 1524 2110 1830 1630 9200 60 1576 459 147,15 2943 1270 1843 2510 2200 1955 14570 70 2006 386 196,20 3307 1005 2135 2935 2590 2280 22940

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 125 Rys. 7. Wymiary i sposób montażu w dnie statku pędnika Tees White Gill typu VST T3S, o pionowej pompie i z poborem wody z burt jednostki. Producent Tess Components Ltd. [6]; A F wymiary geometryczne pędnika, 1 skrzynia poboru wody (kingstonowa), 2 krata na otworze wlotowym do skrzyni poboru wody, 3 wlot wody do pędnika, 4 obrotowa dysza wylotowa, 5 wał napędu wirnika pompy, 6 wał sterujący kątem ustawienia dyszy wylotowej Tees Components Ltd. oferuje również dostawę pędników manewrowych, różniących się od pędnika Gilla z 1925 r. położeniem pompy w takich urządzeniach zainstalowana jest pompa osiowa o poziomej osi, którą można sprzęgnąć bezpośrednio z napędzającym ją silnikiem spalinowym. Tego typu pędniki, oznaczone symbolem HST (Horizontal Shaft Thruster), są przedstawione na rysunkach 8 i 9. Wytwarzane są one w dwóch odmianach: HST A i HST B. Pędniki drugiej z wymienionych odmian HST B mają wyższe moce silników napędowych w porównaniu do pędników odmiany HST A, przy zachowaniu tych samych średnic wirnika pompy. Dane techniczne i parametry geometryczne obu odmian tych pędników podane są w tabelach 3 i 4. Rys. 8. Widok perspektywiczny pędnika Tees White Gill typu HST, o poziomej pompie i z poborem wody z dna jednostki. Producent Tess Components Ltd. [6]

126 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 Rys. 9. Wymiary geometryczne pędnika Tees White Gill typu HST, z poziomą pompą i z poborem wody z dna statku. Producent Tess Components Ltd. [6]; A K wymiary geometryczne, 1 dysza poboru wody, 2 obrotowa dysza wylotowa, 3 wał napędowy wirnika pompy, 4 wał sterujący kątem ustawienia dyszy wylotowej, 5 zawór odpowietrzający wnętrze tunelu pędnika, 6 linia dna statku Wymiary geometryczne pędników Tees White Gill typu HST A, o poziomej pompie i z poborem wody z dna. Producent Tess Components Ltd. [6] Tabela 3 Typ Moc Obroty pompy Napór Wymiary [mm] Masa [kw] [min -1 ] [kn] A B C D E G H K L [kg] 12-A 42 2000 3,4 1651 1299 587 299 502 70 857 273 518 258 14-A 57 1714 4,7 1867 1489 705 267 552 89 991 292 572 378 16-A 75 1400 6.2 2130 1632 781 306 622 102 1133 330 654 574 20-A 116 1200 9,8 2686 2149 930 381 862 127 1378 451 857 1080 24-A 165 1000 14,3 3106 2477 1105 457 914 140 1613 502 965 1670 32-A 290 750 26,3 3632 2968 1458 609 1245 213 1600 660 1295 3550 40-A 448 600 42,3 4474 3594 1686 775 1524 275 2066 813 1320 7400 50-A 691 480 68,4 5715 4462 2046 965 1880 342 2666 1016 1931 13500

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 127 Wymiary geometryczne pędników Tees White Gill typu HST B o zwiększonej mocy, z poziomą pompą i poborem wody z dna. Producent Tess Components Ltd. [6] Tabela 4 Typ Moc Obroty pompy Napór Wymiary [mm] Masa [kw] [min -1 ] [kn] A B C D E G H K L [kg] 12-B 82 2000 4,9 1895 1584 587 229 502 76 857 273 762 299 14-B 112 1714 6,9 2146 1768 705 267 552 89 991 292 851 440 16-B 146 1500 7,2 2454 2019 781 305 662 102 1133 330 978 672 20-B 227 1200 14,6 3092 2565 930 381 826 127 1378 451 1264 1310 24-B 325 1000 21,2 3569 2940 1106 457 914 140 1613 502 1429 2070 Drugi typ pędników napędzanych poziomą pompą, produkowanych przez Tees Component Ltd., charakteryzuje się poborem wody z dennej skrzyni wodnej, popularnie nazywanej skrzynią kingstonową (rys. 10 12) [6]. Producent oznacza je symbolem CST (Cross Shaft Thruster). W tabeli 5 prezentowane są parametry techniczne i wymiary pędników typu CST [6]. Rys. 10. Budowa pędnika manewrowego Tees White Gill typu CST, z poziomą pompą i poborem wody ze skrzyni kingstonowej. Producent Tess Components Ltd. [6]

128 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 Rys. 11. Schemat pędnika manewrowego Tees White Gill typu CST, z poziomą pompą i poborem wody z dennej skrzyni kingstonowej. Producent Tess Components Ltd. [6]; 1 wlot wody do skrzyni kingstonowej, 2 skrzynia poboru wody (kingstonowa), 3 wirnik pompy, 4 prostownica strumienia, 5 obrotowa dysza wylotowa, 6 wał napędu pompy, 7 wał nastawy kierunku dyszy wylotowej, 8 pokrywa skrzyni kingstonowej, 9 dno statku Tabela 5 Parametry pędników manewrowych Tees White Gill typu CST, z poziomą pompą i poborem wody ze skrzyni kingstonowej. Producent Tess Components Ltd. [6] Model Moc Obroty pompy Napór Wymiary [mm] Masa [kw] [min -1 ] [kn] A B C D E F G H [kg] 20 116 1200 9,8 1357 215 950 600 117 25 910 680 851 24 165 1000 14,3 1655 288 1160 720 140 30 1000 825 1350 32 290 750 23,6 2145 383 1560 960 190 40 1455 1110 2463 40 448 600 42,3 2650 480 1925 1200 240 50 1820 1450 4800 50 691 480 68,4 3315 600 2400 1500 300 65 2275 1820 9400

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 129 Rys. 12. Wymiary zewnętrzne pędnika manewrowego Tees White Gill typu CST, z poziomą pompą i poborem wody ze skrzyni kingstonowej. Producent Tess Components Ltd. [6] Szczegóły montażu na dziobie statku pędnika manewrowego Tess White Gill typu VST T3S, model 50, o mocy silnika napędowego 1062 kw, przedstawione są na rysunkach 13 i 14. Rys. 13. Montaż na dziobie statku pędnika manewrowego Tess White Gill typu VST T3S o mocy 1062 kw, produkowanego przez Tees Components Ltd. Przekrój wzdłużny dziobu statku w płaszczyźnie symetrii [6] W skrajniku dziobowym statku, w jego podwodnej części znajduje się pomieszczenie, wydzielone grodziami poprzecznymi od reszty przestrzeni skrajnika, w którym umieszczony jest elektryczny silnik napędowy pędnika i systemy sterujące jego pracą. Pod tym pomieszczeniem zlokalizowana jest skrzynia poboru wody z otworami wlotowymi umieszczonymi na obu burtach statku. W poszyciu dna wewnętrznego tego pomieszczenia wycięty jest okrągły otwór. Na nim oparty jest kołnierz oporowy zewnętrznej obudowy pędnika.

130 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 W zewnętrznym dnie statku umieszczony jest otwór obramowany cylindrycznym pierścieniem. W ten otwór wstawiana jest dolna część obudowy pędnika, której kołnierz ma średnicę zewnętrzną taką samą jak wewnętrzna średnica pierścienia okalającego otwór w dnie statku. Siła reakcji pędnika, powstająca na jego dyszy wylotowej, jest poprzez kołnierz obudowy pędnika przenoszona na pierścień mocujący połączony z konstrukcją dna statku. Rys. 14. Montaż na dziobie statku pędnika manewrowego Tess White Gill typu VST T3S o mocy 1062 kw, produkowanego przez Tees Components Ltd. Przekrój poprzeczny statku [6] 5. PĘDNIKI MANEWROWE AQUA MANOEUVRE SYSTEMS Firma Aqua Manoeuvre Systems, mająca swoją główną siedzibę w Dubaju, oprócz śrub napędowych i sterów strumieniowych, oferuje również kilka rodzajów pędników manewrowych montowanych w dnie jednostek pływających [3]. Trzy rodzaje tych pędników mają budowę odpowiadającą kryteriom wyboru pędników opisywanych w tym artykule mają obrotową dyszę wylotową zamontowaną w dnie, a wlot (wloty) wody do ich wnętrza jest umieszczony w innym miejscu niż dysza wylotowa. Pędniki należące do serii oznaczonej symbolem AJP (Standard Azimuthing PumpJet System) typu 1 i typu 2, o zakresie mocy silników napędowych 50 5000 kw, mają wloty wody umieszczone na burtach statku [3]. Schematyczny szkic pędnika AJP typu 1, z pompą osiową o pionowym wale napędowym, prezentowany jest na rysunku 15. Napęd z poziomo ustawionego silnika elektrycznego przenoszony jest na pionowy wał wirnika pompy za pośrednictwem przekładni kątowej. Na rysunku 16 przedstawiony jest przekrój poprzeczny dolnej części kadłuba statku z zamontowanym pędnikiem AJP typu 1.

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 131 Rys. 15. Pędnik manewrowy z poborem wody z burt statku, serii AJP typu 1. Przekrój w płaszczyźnie symetrii statku. Producent Aqua Manoeuvre Systems [3]; 1 wlot wody z burty statku, 2 wirnik pompy osiowej, 3 stożkowa nisza w dnie, 4 obrotowa dysza wylotowa, 5 elektryczny silnik napędowy pompy, 6 wał obrotu dyszy wylotowej Rys. 16. Przekrój przez kadłub statku z zamontowanym pędnikiem serii AJP typu 1 produkowanym przez Aqua Manoeuvre Systems [3]; 1 wlot wody na burcie statku, 2 miejsce umieszczenia wirnika pompy osiowej, 3 stożkowa nisza w dnie z obrotową dyszą wylotową, 4 wał napędu wirnika pompy, 5 wał sterujący obrotem dyszy wylotowej Pędnik serii AJP typu 2 różni się od pędnika typu 1 tej serii usytuowaniem pompy wał napędowy jego pompy osiowej jest umieszczony poziomo (rys. 17).

132 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 Pędniki serii APT (Azimuthing PumpJet Thruster) mają podobną budowę do pędników serii AJP, ale pobór wody umieszczony jest w dnie jednostki. Producent oferuje te pędniki o mocach od 50 do 2000 kw [3]; są one przystosowane do napędu silnikiem elektrycznym lub spalinowym. Wygląd takiego pędnika pokazany jest na rysunku 18. Rys. 17. Pędnik manewrowy z poborem wody z burt statku, serii AJP typu 2. Producent Aqua Manoeuvre Systems [3]; 1 wlot wody na burcie statku, 2 elektryczny silnik napędowy pompy, 3 stożkowa nisza w dnie, 4 obrotowa dysza wylotowa, 5 mechanizm obrotu dyszy Rys. 18. Pędnik manewrowy z poborem wody z dna, serii APT. Producent Aqua Manoeuvre Systems [3]; 1 wlot wody, 2 miejsce usytuowania wirnika pompy osiowej, 3 stożkowa nisza w dnie, 4 obrotowa dysza wylotowa, 5 spalinowy silnik napędowy pompy, 6 mechanizm obrotu dyszy wylotowej

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 133 Również w tym samym zakresie mocy oferowane są pędniki serii JTR (Rotatable PumpJet Drives). Pompa w tych pędnikach może być umieszczona poziomo lub pionowo [3]. Na rysunku 19 przedstawiony jest pędnik serii JTR napędzany pompą z wałem poziomym. Rys.19. Pędnik manewrowy z poborem wody z dna, serii JTR. Producent Aqua Manoeuvre Systems [3]; 1 wlot wody w dnie, 2 miejsce umieszczenia wirnika pompy osiowej, 3 stożkowa nisza w dnie statku, 4 obrotowa dysza wylotowa, 5 wał napędowy pompy, 6 mechanizm obrotu dyszy wylotowej 6. PĘDNIKI FIRMY VETH MOTOREN BV Veth Motoren BV specjalizuje się w produkcji pędników manewrowych pobierających wodę z dna statku, a wyrzucających ją poprzez stałe dysze wylotowe umieszczone na burtach oraz w dnie jednostki. Oprócz tego, Veth Motoren produkuje również dwa typy pędników z obrotowymi dyszami wbudowanymi w dno [7]. Jednym z tych pędników jest urządzenie z poborem wody z dna i z obrotową dyszą wylotową umieszczoną w dnie w innym miejscu niż wlot wody jest on oznaczony symbolem VSG (Veth Steering Grid). Pędnik ten jest przedstawiony na rysunkach 20 i 21.

134 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 Rys. 20. Pędnik manewrowy Veth Steering Grid produkowany przez Veth Motoren BV [7]; 1 wlot wody do pędnika, 2 miejsce umieszczenia wirnika pompy osiowej, 3 nisza w dnie z obrotową dyszą wylotową, 4 wał napędu pompy, 5 mechanizm obrotu dyszy wylotowej Korpus pędnika Veth Steering Grid składa się z dwóch cylindrów połączonych prostopadłościennym kanałem. Jeden z cylindrów mieści wewnątrz pompę osiową z pionowym wałem napędowym, zasysającą wodę spod dna statku poprzez otwór wlotowy osłonięty kratą. W drugim cylindrze na pionowym wale zamontowana jest obrotowa dysza wylotowa, z której, pod niewielkim kątem względem poziomu, wypływa strumień wody przyspieszony pracą pompy. Przekrój przez pędnik prezentowany jest na rysunku 22. Rys. 21. Rysunek perspektywiczny pędnika manewrowego Veth Steering Grid. Producent Veth Motoren BV [7]; 1 wlot wody do pędnika z kratą zabezpieczającą, 2 wirnik pompy osiowej, 3 obrotowa dysza wylotowa, 4 wał napędu pompy, 5 wał sterujący kątem ustawienia dyszy wylotowej

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 135 Rys. 22. Przekrój przez pędnik manewrowy typu Veth Steering Grid. Producent Veth Motoren BV; 1 wlot wody do pędnika zabezpieczony kratą, 2 wirnik pompy osiowej, 3 obrotowa dysza wylotowa, 4 wał napędu pompy, 5 wał sterowania położeniem dyszy wylotowej 7. PĘDNIKI MANEWROWE FIRMY JASTRAM Firma Jastram (RFN) specjalizuje się w produkcji okrętowych śrub napędowych i sterów strumieniowych. Jastram oferuje również pędnik manewrowy Jastram Azimuth Jet z obrotową dyszą wylotową umieszczoną w dnie statku, w którym jako pompa zasilająca służy zespół napędowy typowego steru strumieniowego [4]. Schematyczny szkic takiego pędnika prezentowany jest na rysunku 23. Na rysunku 24 przedstawione są natomiast dwa warianty napędu opisywanego pędnika: za pomocą silnika spalinowego oraz silnika elektrycznego. Zestawienie parametrów pracy pędników typu Jastram Azimuth Jet przedstawione jest w tabeli 6. Rys. 23. Pędnik manewrowy Jastram Azimuth Jet z obrotową dyszą wylotową umieszczoną w dnie jednostki; 1 wlot wody osłonięty kratą, 2 element napędowy steru strumieniowego, 3 obrotowa dysza wylotowa, 4 wał dyszy wylotowej, 5 wał obrotu dyszy wylotowej

136 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 Rys. 24. Zespół napędowy steru strumieniowego pracujący jako pompa osiowa w pędniku manewrowym Jastram Azimuth Jet: a) napęd silnikiem spalinowym, b) napęd silnikiem elektrycznym Zestawienie głównych parametrów pędników manewrowych typu Azimuth Jet produkowanych przez firmę Jastram [4] Tabela 6 Obroty wirnika pompy [min -1 ] Moc silnika napędowego [kw] typ W10 W 20 W 40 W 50 W 60 W 90 W 100 W 140 1200/60 Hz 882 1600 1500/50 Hz 65 140 215 315 500 550 1100 1800/60 Hz 75 165 260 385 550 660 Napór [kn] 9,8 18,6 28,4 32,4 48,1 70,6 112,8 166,8 8. PĘDNIKI MANEWROWE FIRMY NORTH AMERICAN MARINE JET INC. Wytwórca pędników strumieniowych firma American Marine Jet Inc. z siedzibą w Benton Arizona (USA) produkuje pędniki manewrowe z dyszą wylotową w dnie pod nazwą Traktor Jet 360 Thruster [5]. Szkic perspektywiczny tego typu pędnika przedstawiony jest na rysunku 25, a jego wzdłużny przekrój na rysunku 26. Wymiary i parametry eksploatacyjne pędników Traktor Jet 360 podane są w tabeli 7.

W. Więckiewicz, Współczesne pędniki manewrowe z obrotowymi dyszami instalowanymi... 137 Rys. 25. Pędnik typu Traktor Jet 360 Thruster produkowany przez firmę North American Marine Jet Inc. [5]; 1 wlot wody do pędnika, 2 obrotowa dysza wylotowa, 3 płat dennego poszycia, 4 wał napędowy wirnika pompy osiowej, 5 wał obrotu dyszy wylotowej, 6 zawór odpowietrzania wnętrza tunelu pędnika Rys. 26. Przekrój wzdłużny przez pędnik manewrowy typu Traktor Jet 360 Thruster; 1 wlot wody do pędnika, 2 obrotowa dysza wylotowa, 3 płat poszycia dna, 4 wał napędowy pompy pędnika, 5 wał nastawy dyszy wylotowej, 6 zawór odpowietrzania wnętrza tunelu, 7 wirnik pompy osiowej Tabela 7 Główne wymiary i parametry eksploatacyjne pędników manewrowych Traktor Jet 360 Thruster, produkowanych przez North American Marine Jet Inc. [1] Typ TJ-454HT/360 TJ-554HT/360 TJ-965HT/360 Średnica wirnika pompy [m] 0,454 0,554 0,965 Zakres mocy silnika napędowego [kw] 56 130 224 447 522 1044 Napór na uwięzi [KN] 1,25 5,16 13,05

138 PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 23, 2009 9. PODSUMOWANIE Jedną z odmian manewrowych pędników montowanych w dnie statku stanowią pędniki o oddzielonych od siebie wlotach i wylotach wody, z obrotowymi dyszami montowanymi na wylotach. Produkowane są one przez kilku producentów i stosowane na licznych jednostkach pływających o dużych wymaganiach manewrowych. LITERATURA 1. State of the art existing hull and propulsor concepts, Six Framework Programme Priority [1.6.2.], Sustainable Surface Transport. Creating Inland Navigation, WP5 Technical Report 2005. 2. Urbański P., Pędniki okrętowe historia i rozwój, Okrętownictwo i Żegluga, Gdańsk 2001. 3. Aqua Manoeuvre Systems, Pump Jet Thruster Systems. Dostępny w Internecie: www.amsthrusters.com. 4. Jastram Azimuth Jet. Dostępny w Internecie: www.jastram.net/eng/data/contentseite. 5. North American Marine Jet Propulsion Product Range, Traktor Jet 360 O Thrusters. Dostępny w Internecie: www.marinejet.com view/13. 6. Tees White Gill Thrusters. Dostępny w Internecie: www.teesgillthrusters.com. 7. Veth Motoren BV, Speed your performance, Products, The Veth Steering Grid. Dostępny w Internecie: www.veth-motoren.com/producten. CONTEMPORARY THRUSTERS WITH ROTATING OUTLET NOZZLES, INSTALLED IN THE SHIP BOTTOM AND USED FOR PERFORMING SPECIAL MANOEUVRES PART I Summary Paper presents main types of control devices installed in the bottom of ship hull. It contains also a detailed description of appliances produced by: Tees Components Ltd., Aqua Manoeuvre Systems, Veth Motoren BV, Jastram and North American Marine Jet Inc.