Судостроение

Электрический привод

По данным Конференции ООН по торговле и развитию, на судах перевозится около 80 процентов мировых товаров. В ближайшие годы транспорт через океаны будет продолжать расти – на 3,8 процента в год до 2022 года. Суда, однако, производят огромное количество выхлопных газов, таких как оксиды серы, оксиды азота, частицы сажи и мелкая пыль, а также диоксид углерода (CO2). Большинство контейнерных и круизных судов, нефтяных танкеров и грузовых судов работают на тяжелом дизельном топливе. И они потребляют его в огромных количествах: 90 000 судов по всему миру сжигают 370 миллионов тонн топлива в год и производят 20 миллионов тонн оксида серы. Следовательно, для удаления этих тяжелых загрязнителей из судоходной отрасли необходима электрификация.

Три основных направления электрификации судов:

• Дизель-электрический привод: Дизель-генераторы вырабатывают электроэнергию. Электричество приводит в движение электродвигатель, приводящий в движение гребной винт корабля.
• Гибридный привод: помимо двигателя внутреннего сгорания на борту есть аккумуляторные батареи. С одной стороны, они также могут быть кратковременно включены, когда требуется пиковая мощность. С другой стороны, они могут накапливать избыточную энергию, например, от дизельного генератора. Корабль мог бы работать только на электричестве.
• Полностью электрический привод: на борту нет двигателя внутреннего сгорания, вся энергия поступает от батарей.

Источник: Infineon

Катодная защита от коррозии

Катодная защита от коррозии на военных кораблях также обеспечивается программируемыми источниками питания постоянного тока для предотвращения разрушения стального корпуса корабля. Катодная защита на судах часто реализуется с использованием гальванических анодов на корпусе и ICCP для больших судов. Поскольку суда регулярно выводятся из воды для осмотра и технического обслуживания, замена гальванических анодов является простой задачей. Гальванические аноды обычно имеют такую ​​форму, чтобы уменьшить сопротивление в воде, и расположены заподлицо с корпусом, чтобы минимизировать сопротивление.

Небольшие корабли с неметаллическими корпусами, такие как яхты оснащены гальваническими анодами для защиты таких участков, как подвесные моторы. Как и любая гальваническая катодная защита, это применение основано на постоянном электрическом соединении между анодом и защищаемым объектом. Для ICCP на кораблях аноды обычно изготавливаются из относительно инертного материала, такого как титан с платиновым покрытием. Внутри корабля предусмотрен источник постоянного тока, а аноды смонтированы снаружи корпуса.

Анодные кабели вводятся в корабль через обжимной фитинг и подводятся к источнику постоянного тока. Отрицательный кабель источника питания просто присоединяется к фюзеляжу, чтобы замкнуть цепь. Морские аноды ICCP устанавливаются заподлицо, чтобы минимизировать влияние сопротивления на судно, и расположены не менее чем на 5 футов ниже линии легкой нагрузки во избежание механических повреждений. Плотность тока, необходимая для защиты, является функцией скорости и принимается во внимание при выборе текущей мощности и положения анодного устройства на корпусе корабля.

Некоторые корабли могут потребовать особого обращения, например в случае алюминиевых корпусов со стальными креплениями создается электрохимическая ячейка, в которой алюминиевый корпус действует как гальванический анод, и коррозия увеличивается. В таких случаях можно использовать гальванические аноды из алюминия или цинка для выравнивания разности потенциалов между алюминиевым корпусом и стальной арматурой. Если стальные опоры большие, может потребоваться несколько гальванических анодов или даже небольшая система ICCP.

Источник: Wikipedia

Магнитное глушение – размагничивание

Корабль со стальным корпусом похож на огромный плавающий магнит, окруженный сильным магнитным полем. Когда корабль движется по воде, это поле тоже движется, добавляя или вычитая себя к магнитному полю Земли. Из-за искажающего воздействия на магнитное поле Земли корабль может служить триггером для магниточувствительных устройств, которые должны обнаруживать эти искажения. На борту корабля установлена ​​система размагничивания, чтобы уменьшить влияние корабля на магнитное поле Земли. Для этого изменение магнитного поля вокруг корпуса корабля «нейтрализуется» путем управления электрическим током, протекающим через катушки размагничивания, намотанные в определенных местах корпуса корабля. Это, в свою очередь, снижает вероятность обнаружения магниточувствительных орудий и устройств.

Морские мины – Обнаружение магнитной сигнатуры корабля

Современные мины воздействуют на океан, обнаруживая магнитные помехи от корабля в магнитном поле Земли. Это называется магнитной сигнатурой корабля. Она является основным фактором, влияющим на срабатывание морской мины или торпеды. Если сигнатура распознана и проанализирована, то корабль идентифицируется, а магнитный сигнал вызывает взрыв торпеды или мины и указывает местоположение и категорию (в основном подводная лодка). Чтобы минимизировать эту угрозу, корабль оснащен встроенной системой размагничивания. Она уменьшает сигнатуру с помощью поля противодействия, создаваемого игровой системой, подключенной к усилителю мощности с контурной катушкой.

Источник: Polyamp: Degaussing Systems

Электрифицированная подводная лодка

Топливные элементы с полимерно-электролитной мембраной (PEM) от Siemens Marine это будущее для выработки электроэнергии на подводных лодках, не требующей внешнего воздуха. Поскольку в качестве топлива элементам требуется только водород и кислород, время погружения может быть значительно увеличено. Это означает, что подводные лодки, оснащенные этими низкотемпературными топливными элементами, намного превосходят обычные подводные лодки, которые должны появляться относительно часто для подзарядки своих батарей. Эти новые конструкции намного более эффективны и не выделяют выхлопных газов. Благодаря своему электрохимическому механизму действия, который помимо электричества производит только воду и тепло, топливный элемент PEM не производит шума. Их прочная немагнитная конструкция с низким уровнем сигнатуры была специально разработана для длительного использования и имеет ожидаемый срок службы в течение многих лет – и все это в эффективной и доступном пакете для поддержки жизненного цикла.

Источник: Siemens