اهمیت سامانه های پیش برنده در شناورهای گشتی

به گزارش مارین نیوز، شناورهای گشتی در شکل‌های متنوع و با مشخصات و قابلیت‌های متفاوتی ساخته می‌شوند و ممکن است در نیروی دریایی، گارد ساحلی یا نیروی انتظامی یک کشور به کار گرفته شوند. شناور گشتی کلاس حیدر یکی از شناورهای گشتی ناوگان دریابانی نیروی انتظامی جمهوری اسلامی ایران است که از قابلیت هیدرودینامیک و سرعت بسیار مطلوب و ویژگی‌های عملیاتی بسیار بالایی برخوردار است. از سامانه‌های مهمی که شناور کلاس حیدر برخوردار است می‌توان به سامانه رانش واترجت ملی آن اشاره کرد که ساخت آن توسط متخصصان صنایع دریایی وزارت دفاع انجام شده است و به این شناور قابلیت مانور بسیار خوب و سرعت بسیار بالا می‌دهد و با سرعتی در حدود ۷۰ کیلومتر ساعت می‌تواند در آب‌های عمیق و نیمه عمیق حضور پیدا کند.

پیش برنده، عضو مهمی از تمام شناورهای گشتی است. انواع مختلفی از سیستم‌های محرکه برای استفاده در این نوع کشتی‌ها وجود دارد و انتخاب «بهترین پیش برنده» با توجه به ماموریتی که آن شناور دارد، نباید ساده گرفته شود. پروانه‌ها (Propellers)، واترجت‌ها (Waterjets)، استرن درایوها (Sterndrives) و اوت‌بوردها (Outboards) همگی فناوری‌های تجاری در دسترس هستند که در کاربردهای مختلف صنایع گشت‌زنی استفاده می‌شوند. این پیشرانه ها به شرطی که اندازه مناسبی داشته باشند، عملکرد و قابلیت اطمینان مشابهی را ارائه می دهند و هر کدامشان، یک یا چند ویژگی منحصر به فرد را ارائه می دهد.

مهم‌ترین مسئله در طراحی پیشرانه دریایی، حصول اطمینان از این است که پیشرانه دریایی انتخابی با اندازه مناسب برای کاربرد موردنظر باشد. اگر اندازه پیشرانه کمتر یا بیش از اندازه مناسب باشد، عملکرد آن کمتر از حد معمول خواهد بود و تأثیرات منفی آن می‌تواند اپراتورها را در طول عمر کشتی تحت تأثیر قرار دهد. عوامل اولیه مرتبط با اندازه صحیح پیشرانه شامل نیروی رانش مورد نیاز و استحکام مکانیکی لازم خواهد بود. به طور خلاصه، پیشرانه باید در محدوده‌های نیروی رانش قابل قبول (که تابعی از سرعت کشتی، خروجی نیروی رانش و سطح پره است) کار کند تا بازدهی خوب (مصرف سوخت اقتصادی) و کاویتاسیون کم (صدا و لرزش کم) داشته باشد. ثانیاً، سامانه باید دارای استحکام کافی برای مقاومت در برابر گشتاور، رانش و سایر نیروهای ناشی از عملیات برای عملکرد مطمئن باشد. بدیهی است که خرابی ‌های تجهیزاتی که در حین درگیری‌ ها رخ می‌ دهد بسیار ناپسند است و ماموریت آن شناور را تحت تاثیر مستقیم قرار خواهد داد.

هنگام انتخاب اندازه پیشرانه، قسمت استحکام مکانیکی آسان است، زیرا فروشندگان پیشرانه ‌ها جداول اطلاعاتی در مورد تجهیزات دارند که درجه بندی کار مناسب و محدودیت ‌های توان توصیه شده را مشخص می کند. همه تولیدکنندگان تجهیزات و توزیع‌ کنندگان آن‌ ها کمک می کنند تا اجزایی با اندازه مناسب توسط خریدار انتخاب شود و محصول خوبی عرضه شود، اما ابتدا باید تصمیم گرفت که چه محصولی را باید انتخاب نمود. این بخش مرحله اول در فرآیند انتخاب پیشرانه خواهد بود.

نیازهای ماموریت یک کشتی در نهایت باعث انتخاب نوع پیشرانه در محدوده معقول خواهد شد. به طور مثال اگر ایمنی شناگر یا حرکت در مناطق کم ‌عمق از عناصر کلیدی است، واترجت انتخاب بسیار خوبی است. اگر حداکثر سرعت و وزن سبک اهمیت دارد، یک پروانه نیمه ‌مغروق ممکن است سرآمد باشد. در صورتی که ارتفاع عرشه قسمت عقب شناور به اندازه کافی بزرگ و سنگین باشد که چهار پروانه نتواند روی آن قرار گیرد و باعث ایجاد کاویتاسیون و انتقال به سرعت هامپ شود، پیشرانه اوت ‌بورد گزینه‌ ای مناسب نخواهد بود. جدول زیر ویژگی‌ های عملکردی کلیدی پیش برنده‌ ها را لیست کرده‌ است که لازم است در زمان انتخاب پیشرانه به آن رجوع کرد. در این جدول برای هر نوع پیشرانه، یک رتبه بندی کیفی در هر ویژگی عملکردی وجود دارد که می ‌توان از آن برای انتخاب پیش برنده استفاده نمود.

بخش نیروی رانش محوری در معادله انتخاب اندازه لزوماً چالش‌برانگیز نیست، اما به ورودی‌هایی از طراح و کاربر نهایی نیاز دارد که برای فرآیند حیاتی هستند. اندازه فیزیکی پیشرانه‌ها باید متناسب با حداکثر مقاومتی باشد که کشتی تجربه خواهد کرد و انتظار می‌رود که در آن وضعیت به عملکرد خود ادامه دهد. انعطاف در افزایش وزن کشتی، افزایش محموله، شرایط عملیاتی، بارگذاری بیش از حد، رشد خزه‌ های دریایی روی بدنه، مقاومت افزوده در اثر امواج، بادهای مخالف و الزامات یدک کشی (گاهی در سرعت بالا) باید در برآورد مقاومت مورد استفاده برای انتخاب پیشرانه گنجانده شود. این موضوع همیشه در مورد کشتی‌های پرسرعت صدق می‌کند که باید محموله‌های سنگین را در شرایط سخت حمل کنند. بنابراین طراحی و انتخاب پیشرانه‌ های شناورهای گشتی باید قابلیت‌ های بالایی در ماموریت ‌های سخت از خود نشان دهند.