Шведский производитель электрических лодок Candela только что представил революционно новый электрический привод C-Pod для своих премиальных электрических лодок, и это настоящее инженерное произведение искусства.
Candela утверждает, что это самые эффективные и долговечные судовые двигатели из когда-либо созданных.
Запатентованный C-Pod компании состоит из двух электродвигателей. Каждый приводит в движение контрвращающийся гребной винт, обеспечивая комбинированную мощность 50 кВт (67 л.с.) на каждую колонку.
Такая высокая мощность достигается, несмотря на ультракомпактный дизайн привода в форме торпеды и вес всего 50 кг.
Кроме того, C-Pod был разработан так, чтобы иметь «почти неограниченный срок службы» благодаря большому интервалу обслуживания в 3000 часов и отсутствию замены масла или другого существенного обслуживания. Для обычного пользователя это означает годы использования без обслуживания. Или, как выразился генеральный директор Candela Густав Хассельског:
Для обычного пользователя досуговых лодок это означает, что вы можете просто использовать двигатель и забыть о привычной суете с обслуживанием и зимним хранением. C-Pod переживет вас и, вероятно, ваших детей.
Candela разработала C-Pod не только как усовершенствование по сравнению с бензиновыми и дизельными подвесными двигателями — компания также спроектировала его так, чтобы он превзошел традиционные электрические подвесные двигатели.
Двигатели, работающие на ископаемом топливе, печально известны своим шумом, но даже электрические подвесные двигатели издают слышимый гул трансмиссии, возникающий из-за передачи мощности к погруженному гребному винту. C-Pod от Candela практически бесшумен, поскольку не имеет трансмиссии или другой связи, и весь узел погружен под воду.
Чтобы создать новый дизайн, инженерам Candela пришлось сначала решить несколько инженерных задач.
Первой серьезной проблемой было создание достаточной мощности от тонкой, похожей на торпеду колонки. Мощность электродвигателя напрямую не связана с диаметром двигателя. Вместо этого это в значительной степени функция крутящего момента. Мощность = крутящий момент x обороты в минуту, и поэтому, чтобы поддерживать высокую мощность, дизайнеры уменьшили крутящий момент за счет более узкого двигателя, но компенсировали это более высокими оборотами.
Это привело к другой проблеме: кавитации. Когда гребной винт вращается слишком быстро, он фактически создает воздушные карманы в воде, образующиеся из-за создания вакуума, и, по сути, локально кипятит воду. Это снижает эффективность и со временем повреждает гребной винт, поэтому команда избежала этого, используя два меньших контрвращающихся гребных винта. Пара гребных винтов меньшего диаметра значительно повысила эффективность и позволила использовать более высокие обороты.
Но чтобы избежать создания какой-либо дополнительной сложной трансмиссии для приведения в движение двух гребных винтов от одного двигателя, были использованы два двигателя с прямым приводом. Это также помогло снизить техническое обслуживание, увеличить срок службы всей колонки и значительно повысить эффективность привода.
Как объяснил Хассельског:
Большим дополнительным преимуществом двух гребных винтов являются значительно меньшие потери на гребном винте. Традиционная одинарная гребная винтовая установка имеет потери более 30%. Примерно 20 из 30% уходят на вращение воды. После гребного винта вода не только течет назад, но и вращается — бесполезное движение.
Устанавливая один гребной винт перед другим и позволяя им вращаться в противоположных направлениях, поток после второго гребного винта можно сделать полностью прямым. Тогда вы получите примерно 30% потерь в ведущем гребном винте и только 10% в ведомом — это повышает общую эффективность с 70 до 80%, что приводит к увеличению дальности хода на 14%.
Наконец, команде пришлось решить проблему тепловыделения. Любой электродвигатель может выдавать дополнительную мощность, просто увеличивая подачу тока. Но перегруженный двигатель быстро сгорит без эффективного охлаждения. Длинная, обтекаемая форма колонки и ее погружная конструкция означали, что двигатель охлаждался большим объемом воды, который долго контактировал с боковыми сторонами двигателя. Это позволяет двигателям C-Pod работать на более высоких уровнях мощности, чем электрические подвесные двигатели, которые не имеют преимущества постоянного водяного охлаждения.
Двигатели мощностью 50 кВт очень эффективны, но еще более эффективны на лодках Candela благодаря их гидрофойльному дизайну. 12-местный и 8,5-метровый электрический гидрофойльный водный такси P-12 от Candela может использовать один C-Pod для достижения скорости 30 узлов (34,5 миль в час или 56 км/ч). Более крупный 30-местный паром Candela, P-30, потребует два C-Pod для достижения этой скорости.
И не забывайте, насколько эффективны эти гидрофойльные лодки. Летая над водой, они используют на 80% меньше энергии, чем обычная лодка, которая глиссирует по поверхности воды.
Взгляд Electrek
Я впечатлен.
Это не просто огромный шаг вперед по сравнению с двигателями, работающими на ископаемом топливе, благодаря отсутствию выхлопных газов и гораздо более длительным циклам обслуживания, но и большой шаг вперед по сравнению с существующими технологиями электрических судовых двигателей.
Буквально бесшумная работа означает, что вы можете мчаться на высокой скорости, слыша только плеск воды о корпус. А в случае летающих гидрофойльных лодок Candela вы не будете слышать практически ничего. Насколько это круто (или жутко)?
Позвольте мне сказать, что весь привод также является очень элегантным дизайном. Просто посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как они собирают эту штуку. Это инженерное произведение искусства.