圖2 - 瓦錫蘭WST-24R推進器比同類傳統(tǒng)推進器提供更高有效推力。

WST-24R推進器采用8度傾斜螺旋槳軸結構，比前一代產品的有效推力增加23％，可以使用更少的燃料，并占用更少船上寶貴的空間。

五年前，瓦錫蘭著手對其整個推進器產品組合圍繞水動力更高效的八度傾斜齒輪箱而構建的動力定位應用進行了全面的更新。WST鉆井系列后，去年12月又正式推出了WST-24R推進器，WST-24R是世界上第一個采用傾斜齒輪箱和電動回轉和伸縮的可伸縮式推進器。

與其前身LMT-FS1510一樣，WST-24R的開發(fā)是針對在海上作業(yè)時需要安全動力定位以及在航行中需要將其收回的船舶。它的額定功率為2400千瓦，與LMT-FS1510相同，是穿梭油輪，海工支持船和工程船等船舶的理想選擇。

新設計由位于Drunen的瓦錫蘭海事技術和服務中心的一個團隊在18個多月的時間內完成，在LMT-FS1510基礎上進行了全方位的改進。與配備90度齒輪箱和傾斜導流罩的傳統(tǒng)裝置相比，有效推力增加23％，能夠降低油耗和運營成本，同時提高船舶的動力定位性能。

精益設計意味著更少的部件，這也意味著更低的維護成本、更安全和更方便的安裝、占用更少的船上寶貴空間以及降低漏油的風險。

Complete redesign 完全重新設計

自2016年初開始重新設計以來，瓦錫蘭的團隊一直與船東和船廠保持密切聯(lián)系，以確保產品符合他們對伸縮式推進器的要求。這促使團隊顯著改變設計重點，使安裝，維修和維護的便利性與性能一樣放在首要考慮方面。

使用LMT-FS1510等常規(guī)推進器（配備90度齒輪箱）時，噴射水流向下偏轉不足以阻止來自推進器的水流撞擊船底，從而導致推進器與推進器之間以及推進器與相鄰船體之間產生很高的相互作用損失。傾斜5度的導流罩在一定程度上抵消了這種情況，但有效推力仍然顯著降低。

另一方面，WST-24R與瓦錫蘭鉆井全回轉推進器系列一樣，整個吊艙，軸系，螺旋槳和導流罩都向下傾斜8度。這是研究表明的足以使噴射水流向下偏轉遠離船體而不顯著減小水平推力的傾角。（圖1）

圖1 -這些圖片表明安裝了傳統(tǒng)推進器和傾斜推進器水流與船體之間的差異。

典型情況下，在穿梭油輪或鋪管船中，兩到三個可伸縮式推進器將與兩到三個主推進器以及一到兩個側向推進器一起工作。

在這種配置中，推進器與推進器的相互作用存在進一步的風險。八度傾斜也可以通過偏轉噴射水流來減少“禁區(qū)”（禁區(qū)是指推進器水流在沒有吹入其它推進器而不能工作的區(qū)域）。

只在現(xiàn)有的LMT-FS1510設計中增加一個傾斜的齒輪箱會顯著增加推進器占用的空間，因為額外的角度意味著較長的收縮長度。

為防止這種情況，瓦錫蘭重新設計了整個推進器，包括船內部件，以使系統(tǒng)更加緊湊。 LMT-FS1510使用的液壓收縮和回轉機構已被更輕便更緊湊的電氣系統(tǒng)取代。

通過使用單個驅動器箱來控制用于回轉和收回的三個電動機，可以釋放大量的空間。當推進器正在收縮時，不需要回轉；當推進器回轉時，不需要收縮，從而使第二個驅動器變得冗余。

切換到電氣系統(tǒng)也消除了液壓油泄漏的風險，造成海洋污染和船員不安全的滑溜工作空間，并且使裝置更容易維護。

WST-24R可配備2600mm或2800mm螺旋槳，而不是LMT-FS1510上使用的2500mm螺旋槳，從而降低功率密度。

結合對螺旋槳齒輪箱和導流罩水動力形狀的改進，即使沒有改進船體推進器的相互作用，WST-24R在相同功率下的單位推力也會增加10％。（圖2）

New patent application for retraction mechanism 新機型專利

為開發(fā)一種更緊湊的伸降系統(tǒng)，Drunen團隊開發(fā)并申請了一項使用張力加載螺桿伸降推進器新機構的專利。

新機構使螺桿直徑從330mm減小到80mm，以提升相同的負載。由于螺桿是自鎖的，所以新設計也消除了推進器收回時需要使用外部鎖定鉤。

不管作用在螺桿上的力的方向如何，新機構都可以使螺桿在張力作用下永久性地收回推進器。這可以防止螺桿彎曲；從而較小的螺桿可用于相同的負載。（圖3）

圖3 - WST-24R新型螺桿伸降系統(tǒng)。

Single seal 單一密封

WST-24R使用由領先制造商為瓦錫蘭開發(fā)的單一特殊形狀的密封件，以保護回轉和伸降機構。這意味著推進器與具有雙密封的LMT-FS1510相比少一道油-海水界面，從而減少漏油風險。

WST-24R的密封本質上是一種旋轉密封，通過結合液壓缸密封的元件，該密封也適用于線性運動。

這對于LMT-FS1510伸降機構所用的填料函密封和用于回轉的唇形密封是一項重大改進。

特別是舊的填料箱密封難以完全密封，總是導致水泄漏到船內。新的密封件設計更堅固，更緊湊，在工作過程中將進水量減少到最小。

Easy installation and maintenance 易于安裝和維護

推進器簡化的即插即用設計意味著它可以作為一個單獨的組件安裝到船體上，減少時間并減少勞動。

推進器設計成一次性發(fā)送到船廠，每個單元都預先組裝好并在瓦錫蘭的工廠預先校中。然后將推進器在船廠安裝并對準，使用3D激光掃描儀檢查校中情況。

推進器也可以作為船內可拆卸單元交付，有效避免進塢相關的成本和風險。

該裝置還配備了一個額外的充氣密封，在推進器收回時啟動，防止任何水進入船內。充氣式密封還可以使裝置的伸降/回轉密封在船內進行維修，而不需要進塢。

用于傾斜齒輪箱的復合回轉支撐軸承也設計為可供潛水員在水中維修。

Conclusions 結論

安裝8度傾斜式齒輪箱所帶來的額外挑戰(zhàn)促使WST-24R的開發(fā)團隊進行了比其它全回轉推進器產品組合更完整的重新設計。

在推出一個月后，瓦錫蘭已將與一家主要船東簽訂排他性協(xié)議，該高運行性能的推進器，所帶來的的按照成本利潤和便利的維護，其在未來幾年都將成為該船東的主要選擇。

作者：Vincent Klous，

瓦錫蘭船舶與海洋解決方案部，推進產品開發(fā)經理

郵箱：vincent.klous@wartsila.com

翻譯校對：周振文，

瓦錫蘭船舶與海洋解決方案部，銷售工程師