Шведский производитель электрических лодок Candela представил революционный новый двигатель с электроприводом C-Pod для своих электрических лодок премиум-класса, и это произведение инженерного искусства. В компании утверждают, что это самые эффективные и долговечные лодочные моторы из когда-либо существовавших.
Запатентованный компанией C-Pod состоит из двух электродвигателей. Каждый из них приводит в движение винт, вращающийся в противоположных направлениях, чтобы обеспечить общую мощность 50 кВт (67 л.с.). Такая высокая мощность достигается несмотря на то, что блок привода имеет сверхкомпактную торпедообразную конструкцию и весит всего 50 кг.
Кроме того, C-Pod был разработан так, чтобы иметь «почти неограниченный срок службы» благодаря длительному интервалу технического обслуживания, составляющему 3000 часов, и отсутствию замены масла или другого серьезного ремонта. Для обычного пользователя-любителя это приводит к многолетнему использованию без обслуживания.
Как сказал генеральный директор Candela Густав Хассельског, - «Для среднего пользователя прогулочной лодки это означает, что вы можете использовать мотор и забыть о хлопотах с обслуживанием и подготовкой к зиме. C-Pod переживет вас и, возможно, ваших детей».
Candela не просто спроектировала C-Pod как усовершенствование по сравнению с бензиновыми и дизельными подвесными моторами - компания также разработала его, чтобы обогнать традиционные подвесные моторы с электрическим приводом.
Лодочные моторы, работающие на ископаемом топливе, печально известны своей громкостью, но даже у электрических подвесных моторов есть слышимый вой шестерен, который исходит от сцепления, передающего мощность на погруженный гребной винт. C-Pod от Candela по сути бесшумный, потому что у него нет зубчатой передачи или другого рычага, и весь блок погружен под воду.
Чтобы создать новый дизайн, инженерам Candela сначала пришлось решить несколько конструкторских задач.
Первой серьезной проблемой было создание достаточной мощности из тонкой капсулы в форме торпеды. Мощность электродвигателя напрямую не связана с диаметром двигателя. Напротив, это во многом зависит от крутящего момента. Мощность = крутящий момент x число оборотов в минуту, поэтому для поддержания высокой мощности конструкторы уменьшили крутящий момент, установив более узкий двигатель, но компенсировали это более высокими оборотами.
Это привело к другой проблеме: кавитации. Когда пропеллер вращается слишком быстро, он фактически создает в воде воздушные карманы, образованные за счет создания вакуума и, по сути, локального кипячения воды. Это снижает эффективность и со временем повреждает гребной винт, поэтому команда избежала этого, использовав два меньших винта, вращающихся в противоположных направлениях. Пара гребных винтов меньшего диаметра значительно повысила эффективность и позволила использовать более высокие обороты.
Но чтобы избежать создания дополнительной сложной связи для привода двух гребных винтов от одного двигателя, были использованы два двигателя с валами прямого привода. Это также помогло сократить объем технического обслуживания, увеличить срок службы всего контейнера и значительно повысить эффективность привода.
Большое дополнительное преимущество с двумя гребными винтами - это очень низкие потери гребного винта. Обычная установка с одной опорой имеет потери более 30%. Около 20 из 30% сгорает при вращении воды. После винта вода не только течет назад, но и циркулирует - движение бесполезно.
Поместив гребной винт за другим гребным винтом и позволив им вращаться в противоположных направлениях вращения, поток после второго гребного винта можно сделать полностью прямым. Тогда вы получите примерно 30% потерь в ведущем гребном винте и только 10% в ведомом винте, что приведет к увеличению общего КПД с 70 до 80%, что означает увеличение дальности пробега на 14%.
Наконец, команде предстояло решить проблему жары. Любой электродвигатель может выдавать дополнительную мощность, просто увеличивая подачу тока. Но слишком мощный двигатель быстро сгорит без эффективного охлаждения. Длинная обтекаемая форма гондолы и ее погруженная конструкция означали, что двигатель охлаждается большим объемом воды, которая длительное время контактирует с боковыми сторонами двигателя. Это позволяет двигателям C-Pod работать на более высоких уровнях мощности, чем подвесные электродвигатели, которые не имеют преимущества постоянного водяного охлаждения.
