Теория и практика24 сентября 2010

Двигатели будущего

Каким будет яхтенный двигатель будущего?

Производители двигателей ищут новое решение, которое помогло бы снизить воздействие на окружающую среду. Двигателю внутреннего сгорания пора уступить место более экологически чистым вариантам. Работающий на жидком пропане, водороде, электричестве или гибрид — каким будет яхтенный двигатель будущего?

Текст — Ален Бруссе

Ледники начали слишком быстро уменьшаться, а это явно указывает на потепление. Следующим после Эла Гора, кто напомнил нам о серьезности положения, был французский фотограф Ян Бертран. В его фильме «Человек», спонсором которого выступил концерн PPR миллиардера Франсуа Пино, обвинения звучат в адрес промышленности и транспортных средств, выбрасывающих в атмосферу отработанный газ.

В декабре 1997 года представители 160 государств собрались в Киото и приняли решение уменьшить (на 5—9% в зависимости от континента) выделение парниковых газов, среди которых значится и CO2 или диоксид углерода, который является одним из продуктов двигателей внутреннего сгорания, как бензиновых, так и дизельных.

Производителям двигателей пора найти какое-то решение. А что говорить о частном судоходстве? Частные суда воздействуют на атмосферу в 40 раз меньше, чем коммерческое судоходство. Но это не означает, что наш сектор полностью свободен от ответственности. Уже примерно 15 лет существует европейская директива RCD (Recreational Craft Directive), в соответствии с которой двигатели внутреннего сгорания частных судов должны уменьшить воздействие на окружающую среду.

Первый этап, то есть отсутствие выброса несгоревших частиц топлива, уже достигнут. Второй этап более сложен, так как он связан с уменьшением твердых частиц в отработанных газах, полученных в результате сгорания: диоксида углерода и оксида азота. С 1997 г. проектировщики смогли уменьшить выбросы более чем на 50%. Без радикального изменения принципа дизельного мотора специалисты работали над многочисленными другими аспектами: улучшением качества впуска, значительным увеличением давления (от 150 до 1800 бар) благодаря использованию общей топливной магистрали, новыми формами камер сгорания, поршней, турбин, выхлопных труб. Производители двигателей, предназначенных для частного судоходства, серьезно занялись изучением аспекта вреда окружающей среды.

Гибридный двигатель

Этот тип двигателя, уже заявленный в автомобильной индустрии (Toyota Prius, Lexus, BMW 5, 6 и 7 серий), а также в судоходстве (Mochi Craft Long Range 23M), сегодня является наиболее подходящим решением. Он основывается на сочетании традиционного дизеля и электромотора. Они не соединяются напрямую. Если они завязаны на единый передаточный вал, то могут работать отдельно друг от друга. Это значит, что в некоторых случаях можно идти только на электричестве. Преимущества — отсутствие загрязнения и шума. Недостатки — уменьшенные скорость и автономность.

Для сохранения электрической энергии используются аккумуляторы, которые заряжаются от дизель-генераторов. Это только начало, но уже многообещающее. Практически все производители судовых двигателей — MTU, Caterpillar, MAN, Volvo и Cummins — ведут активную работу в этом направлении.

  • Mochi Craft Long Range 23
    Mochi Craft Long Range 23

Электродвигатель

Катамаран PlanetSolar
Катамаран PlanetSolar

Мог бы стать идеальным решением: не загрязняет и не шумит. Но сегодня он успешно применяется только на лодках длиной не больше 7 метров и развивающих скорость не более 5 узлов. Конечно, есть электродвигатели большой мощности (до 1 000 кВт), но их питание предполагает большое число аккумуляторов и генераторов. Может показаться, что такой «чистый» тип тяги не может успешно применяться в частном судоходстве. Однако, известный французский мореплаватель Жерар д'Абовилль недавно спустил на воду проект Planetsolar, революционный катамаран длиной 30 метров, оснащенный лишь электродвигателями, питающимися от аккумуляторов и солнечных батарей площадью 470 кв.м. Только в конце 2010 года, когда PlanetSolar завершит свое кругосветное путешествие, станет понятно, насколько эти идеи жизнеспособны с технической точки зрения. Итальянская верфь Arcadia Yachts предусмотрела оснащение яхт на 85, 115 и 135 футов солнечными батареями для питания бортового оборудования, в то время как тяга будет осуществляться от дизельных двигателей.

Электричество + топливные элементы

Сразу необходимо отметить, что эта комбинация — не то же самое, что и водородный двигатель. Топливные элементы — это генераторы электрохимической энергии, конвертирующие химическую энергию сгорания в электроэнергию. Водород является их предпочтительным «топливом». Топливные элементы питают традиционный электродвигатель через генератор постоянного тока. Помимо водорода, топливные элементы работают также на метаноле. Их эффективность считается высокой, примерно на 50% больше, чем у обычной батареи. Недостатки использования — сложное хранение и снабжение, не самая низкая цена водорода и себестоимость изготовления (катализаторы содержат платину и графит). Максимальная продолжительность работы не превышает 1000 часов. Австрийская верфь Frauscher выпустила небольшой катер (7 метров), оснащенный данной силовой установкой, но при смешанной тяге скорость не превышает 10 узлов.

Двигатель на топливных элементах устанавливается на Frauscher
Двигатель на топливных элементах устанавливается на Frauscher

Водородный двигатель

Этот тип двигателя не имеет ничего общего с топливным элементом. Речь идет о тепловом двигателе, работающем на водороде, а не на бензине. Единственным выхлопом будет в таком случае водяной пар. Уже в течение двух лет модель BMW серии 7 работает одновременно на бензине и водороде и демонстрирует отличные результаты. К сожалению, водород требует соблюдения крайней осторожности при перевозке и хранении. Это очень дорогое топливо и станций его хранения достаточно мало. Имеются высокие ограничения, некоторые элементы двигателя должны быть повышенной прочности. Несмотря на это, данной технологии предрекают большое будущее.

Двигатель, работающий на сжиженном газе

Эта не новая техника, она уже успешно применяется в наземном транспорте. Тепловой двигатель, работающий на бензине или дизеле, достаточно легко принимает в качестве топлива природный газ с небольшими преобразованиями. Не так давно Mercury выпустил подвесные лодочные газовые моторы. Все поверили в то, что новое топливо может быть решением для уменьшения вредных выбросов. Но первая проблема не заставила себя долго. Сначала нефтеторговцы затормозили распространение этого топлива по доступной цене, вторым подводным камнем стала безопасность. Произошла пара очень неприятных инцидентов (взрыв цистерн в двух лодках), и сегодня газ не используется в частном судоходстве. Однако его продолжают использовать судоходные компании. Rolls-Royce оснастил 132-метровый контейнеровоз Sea Cargo сложной системой, включающей газовый двигатель с уменьшением выбросов CO2 на 20% и оксида азота на 90%.

Опубликовано в журнале YACHTS #32

Комментарии

Также читайте

Космо-яхтинг
Космо-яхтинг
Эта лодка обошла вокруг света несколько раз за рекордное время
Сэр Победа
Сэр Победа
Команда Бена Эйнсли всерьез вознамерилась "вернуть Кубок домой"
Маленькие решения — большие последствия
Маленькие решения — большие последствия
Алекс Томсон, участвующий в регате Vendee Globe, принял решение идти ближе к берегу
Дом и яхта в придачу
Дом и яхта в придачу
Спецпредложение от 6-кратного чемпиона НБА
Настроение FLIBS
Настроение FLIBS
Самые атмосферные Instagram-кадры с боут-шоу в Форт-Лодердейле
Skiff-катапульта
Skiff-катапульта
9 кадров о том, как победа за пару секунд оборачивается поражением
Тенёта «Свободы»
Тенёта «Свободы»
Знаменитая яхта US 30 Freedom села на мель в гавани Гринвича
Найденыш
Найденыш
50-футовый круизер выбросило на пляж Корнуолла
А - Александра
А - Александра
Александра Мельниченко на борту моторной яхты “А”
Диван для яхтсмена
Диван для яхтсмена
Лучшее место для отдыха на яхте класса IMOCA — ее боковое крыло
Cмотрим дальше