Jedným z nastavení skúmaných v projekte Sea Zero bola kombinácia protibežných vrtúľ (červené vrtule v strede obrázku) a dvoch ťažných propelerov. Ťahací propeler funguje ako vrtuľa, ktorá ťahá loď dopredu, podobne ako vrtuľa lietadla. Poďakovanie: Brunvoll
Použitím dvoch vrtúľ, ktoré sa otáčajú v opačných smeroch, môže loď spotrebovať menej energie na pohyb vpred. Nové poznatky znamenajú, že technológiu môže využívať viac lodí, vrátane projektu Hurtigruten Sea Zero pre jeho pobrežné výletné lode.
SINTEF teraz navrhol a vyrobil nové meracie zariadenie na testovanie modelov protibežných vrtúľ. To by mohla byť dobrá správa pre mnohé veľké lode.
„Vidíme, že účinnosť pohonu sa zvyšuje, keď využívame časť energie stratenej z prednej vrtule v rovnakom čase, keď zadná vrtuľa získava lepší prietok vody. To môže poskytnúť o viac ako 10 % lepšiu účinnosť v porovnaní s konvenčnými vrtuľami,“ hovorí Øyvind Rabliås, výskumník zo SINTEF.
Hoci protibežné vrtule nie sú novinkou, na komerčných lodiach sa stále používajú len zriedka. Dôvodom bola ich cena a komplikovanejší dizajn ako tradičné rozloženia. To sa možno teraz zmení.
„Spolu s našimi výskumnými partnermi sme strávili veľa času pochopením a vývojom riešení tohto problému. Teraz veríme, že technológia je vyspelá a pripravená na širšie využitie,“ hovorí Jahn Terje Johannessen. Je vedúcim hydrodynamikom v spoločnosti Brunvoll, popredného poskytovateľa pohonných a manévrovacích systémov.
Dobré výsledky testov
Nový merací systém SINTEF bol vyvinutý, keď sa Hurtigruten rozhodol použiť protibežné vrtule pre svoju výletnú loď s nulovými emisiami v projekte Sea Zero. Cieľom je do roku 2030 loď Hurtigruten bez emisií s udržateľným a obehovým riešením.
Protibežné vrtule majú výrazne lepšiu účinnosť ako dnešné vrtuľové systémy.
„Tento dizajn jednoducho znamená, že potrebujeme menej energie na dosiahnutie rovnakej rýchlosti v porovnaní s konvenčnými vrtuľami. Konštrukcia spoločnosti Brunvoll je tiež efektívnejšia ako vrtule, ktoré sa otáčajú v súčasnosti,“ hovorí Gerry Larsson-Fedde, prevádzkový riaditeľ spoločnosti Hurtigruten.
Ako sa točia vrtule v opačných smeroch počas testovacej prevádzky v kavitačnom tuneli v Nórskom oceánskom technologickom centre. Poďakovanie: Nórska univerzita vedy a techniky
Od rysovacej dosky k realite
Široký interdisciplinárny tím v SINTEF Ocean, od technikov a prístrojových inžinierov až po dizajnérov a výskumníkov, vyvinul nové meracie zariadenie na testovanie modelov protibežných vrtúľ. Spoločne dospeli k riešeniu, ktoré sa dobre hodí na testy vlastného pohonu.
Boli vyvinuté aj dva dynamometre, čo sú prístroje používané na meranie sily v rotačných systémoch.
„Jedna verzia je vhodná na integráciu do modelov lodí, ktoré sa testujú v ťažnej nádrži, čo znamená, že je zabudovaná do modelu, a druhá verzia sa používa pri testoch na voľnej vode a pri kavitačných testoch,“ hovorí Rabliås.
Systém už testoval Brunvollov vrtuľový systém pre Hurtigruten. Výsledky poskytli cenný pohľad na výkon systému a pomohli identifikovať najefektívnejšie riešenie pohonu pre ďalší vývoj.
„Pre Brunvolla to bol ďalší bonus, že projekt je taký všestranný. V našej práci na vytvorení demonštrátora máme veľa rôznych priemyselne dôležitých problémov,“ hovorí Johannessen.
Model novej výletnej lode Hurtigruten v Sea Zero počas testovania v oceánskej panve. Kredit: SINTEF
Hurtigruten je tiež veľmi potešený testovaním svojej prelomovej lode.
„Je pre nás fantastické, že môžeme testovať všetky časti konštrukcie Sea Zero v takom profesionálnom a vyspelom laboratóriu, akým má SINTEF. Protibežné vrtule sú pre nás novinkou a nie sú bežné ani na lodiach. Preto je pre nás také dôležité, aby sme mohli dôkladne otestovať konštrukciu lode v kavitačnom tuneli. Potom budeme vedieť, že to bude fungovať v praxi,“ Larsson-Fedde.
Aj nejaké výzvy
Účinnosť pohonu sa zvyšuje rekuperáciou časti straty energie z prednej vrtule a lepším prítokom do zadnej vrtule. Preto je možné dosiahnuť viac ako 10% nárast v porovnaní s bežnými vrtuľami. Protibežne sa otáčajúce vrtule však vyžadujú komplexný systém hriadeľa v hriadeli.
„Proces návrhu je tiež komplikovanejší ako pri konvenčných vrtuľách, a to z dôvodu zložitých javov prúdenia a väčšieho počtu parametrov, ktoré je potrebné upraviť v porovnaní s jednou vrtuľou. Týka sa to napríklad pomeru priemeru, ako aj pomeru otáčok vrtule medzi dvoma vrtuľami,“ hovorí Rabliås.
Bude vzrušujúce sledovať vývoj v budúcnosti aj pre Hurtigruten.
„Cieľom Sea Zero je navrhnúť energeticky najefektívnejšiu loď na svete a pri tomto hľadaní nesmieme nechať kameň na kameni. Samotný pohon spotrebuje veľa energie, a preto je pohľad na protibežné vrtule pre nás veľmi vzrušujúci,“ hovorí Larsson-Fedde.
Poskytuje Nórska univerzita vedy a techniky
Citácia: Takto môžu dve protibežne sa otáčajúce vrtule urobiť lode energeticky efektívnejšie (2025, 10. november) získané 10. novembra 2025 z https://techxplore.com/news/2025-11-contra-rotating-propellers-ships-energy.html
Tento dokument podlieha autorským právam. Okrem akéhokoľvek poctivého obchodovania za účelom súkromného štúdia alebo výskumu nesmie byť žiadna časť reprodukovaná bez písomného súhlasu. Obsah je poskytovaný len na informačné účely.
