Teodor Makowski

Optymalnie dobrany układ napędowy i sterowania jest jednym z głównych wymogów stawianych bojowym jednostkom pływającym, przeznaczonym do działań w operacjach przeciwminowych.

Składniki etapowe tych operacji, to: dojście do rejonu działań, poszukiwanie, wykrywanie, rozpoznanie i neutralizacja obiektów podwodnych, które mogą stanowić zagrożenie dla bezpiecznej żeglugi oraz szybkie odejście z rejonu – stawiają przed projektantami napędu poważne wyzwanie.

Napęd wraz z układem sterowania kierunkiem ruchu, zarówno klasycznych trałowców, jak i niszczycieli min, musi zapewnić:

  åPrecyzyjne utrzymanie kursu podczas pracy na polu minowym;

  åSzybkie zatrzymanie jednostki oraz precyzyjne manewrowanie połączone z dynamicznym pozycjonowaniem;

  åMinimalne własne pole magnetyczne;

  åMinimalne własne pole akustyczne;

  åOptymalne adaptowanie się do zmiennych warunków operacji np. holowanie różnych urządzeń trałowych z wykorzystaniem sonaru przy różnych prędkościach marszowych;

  åMożliwość działania w długich okresach bardzo niskich prędkości;

  åBardzo dobre własności manewrowe oraz precyzyjne utrzymywanie założonego kursu jednostki, podczas przejścia do rejonu działań bojowych;

  åPosiadanie zapasu mocy do zapewnienia osiągnięcia rejonu działań w wyznaczonym czasie;

  åWariantowe wykorzystanie napędu głównego i pomocniczego, połączonego w jeden niezawodny system stosowany do wszystkich możliwych warunków działań.

Konstrukcja i technologia wykonania napędu i układu sterowania muszą jednocześnie zapewnić ich odpowiednio wysoką wytrzymałość udarową.

Jednym z klasycznych już pędników, będący elementem okrętowych zespołów napędowych, niezwykle konkurencyjnym (ze względu na własności) dla śruby nastawnej jest pędnik cykloidalny Voitha – Schneidera (VSP), zapewniający jednocześnie napęd jednostki i sterowanie kierunkiem jej ruchu.

Pędniki VSP dla niszczyciela min
projektu 258 Kormoran II

4 września 2015 roku, w Gdańsku, w stoczni Remontowa Shipbuilding S.A., miała miejsce uroczystość wodowania i chrztu ORP Kormoran. Pierwszego, z trzech planowanych dla Marynarki Wojennej, niszczycieli min projektu 258 Kormoran II. Jest to pierwsza nowa jednostka przeciwminowa od grudnia 1994 roku, kiedy to podniesiono banderę na ostatnim z trałowców bazowych projektu 207M ORP Wdzydze.

Okręt przeznaczony jest do poszukiwania i zwalczania min morskich na wodach polskiej strefy ekonomicznej oraz do działań w grupach taktycznych na Morzu Bałtyckim i Północnym, a także do wykonywania innych zadań pomocniczych.

Dokumentację projektową niszczycieli min projektu 258 Kormoran II wykonało biuro konstrukcyjne Remontowa Marine & Design Consulting we współpracy z Ośrodkiem Badawczo Rozwojowym Centrum Techniki Morskiej. Jednostki zaprojektowano w taki sposób, aby odznaczały się niskimi sygnaturami pól fizycznych (m.in. kadłub ze stali amagnetycznej) oraz wysokimi parametrami manewrowymi, zapewniającymi szybką i precyzyjną zmianę pozycji (pędniki VSP).

Napęd główny stanowią dwa spalinowe silniki wysokoprężne MTU8V396TE74L, o mocy nom. 1000 kW każdy, napędzające przez przekładnie redukcyjne typu ZF 5360NR DAP/PTI – dwa pędniki cykloidalne typu VSP. Pędniki cykloidalne zapewnią zarówno ruch postępowy, jak i możliwość sterowania okrętem. Zastosowano pięciołopatowe pędniki typu Voith Turbo 21 GH/160 dostarczone przez Voith Turbo Schneider Propulsion GmbH & Co. KG z Heidenheim. Układ napędowy niszczyciela ma gwarantować możliwość osiągania prędkości marszowej, co najmniej 15 węzłów. Prędkość manewrową do 3 węzłów, zapewnią dwa silniki elektryczne napędu pomocniczego o mocy 100 kW każdy, wspomagane dodatkowo przez dziobowy ster strumieniowy Schottel STT 170 AMAG, o mocy 100 kW.

Po oddaniu do służby, co planowane jest na koniec 2016 roku, ORP Kormoran wejdzie w skład sił 13. Dywizjonu Trałowców 8. Flotylli Obrony Wybrzeża, zastępując w służbie jeden z niszczycieli min typu Flaming (projekt 206FM).

Kilka słów historii

Okrętowy pędnik cykloidalny VSP łączy w jednym zespole dwie podstawowe funkcje sterowania jednostką pływającą: funkcję napędu i funkcję sterowania kierunkiem jej ruchu. To unikatowe rozwiązanie opracował, w 1926 roku, wiedeński inżynier Ernst Schneider, który projektując turbinę wodną o nastawnych łopatkach doszedł do wniosku, że rozwiązanie zastosowane w turbinie, przez odwrócenie może służyć jako pędnik jednostki pływającej. Pomysłem zainspirował właścicieli, założonego w 1867 roku w Heidenheim w Niemczech przez Johana Mathausa Voitha, rodzinnego warsztatu mechanicznego specjalizującego się w wytwarzaniu elementów turbin wodnych. Pomysł tego niezwykłego pędnika zrealizowano już dwa lata później, wyposażając budowaną motorówkę w prototypowy napęd, mogący poruszać ją do przodu, do tyłu i na boki, a nawet obracać wokół własnej osi, dzięki odpowiedniemu sterowaniu kątem wychylenia łopatek.

Pędnik, swoimi zaletami, wzbudził szerokie zainteresowanie. Już w 1929 roku, stocznia Fredrich Lürssen Werft wyposaża w ten pędnik dużą serię kutrów trałowych typu R (Räumboote – począwszy od R 8), a w 1935 roku dwa trałowce typu M 35 (M-Boot 35) M1 i M2. Firma Voith, prezentując pędnik w 1937 roku na paryskiej Wystawie Światowej „Sztuka i technika w życiu codziennym”, jest trzykrotnie wyróżniana. Podczas II wojny światowej, w stoczniach niemieckich w pędnik VSP wyposażono prawie 120 niemieckich trałowców oraz katapultowce Falke i Bussard, a w napęd pomocniczy VSP zwodowany w stoczni w Kilonii w 1938 roku niemiecki lotniskowiec Graf Zeppelin.

Dzięki pozytywnym doświadczeniom, po wojnie kontynuowano wyposażanie jednostek trałowych w pędniki VSP, będące w stałej konkurencji ze śrubami nastawnymi, prowadząc niekiedy do spektakularnych incydentów.

W 1966 roku przy budowie dla Bundesmarine szybkich drewnianych trałowców typu Schütze, pomimo doświadczeń z pędnikami VSP, których stosowanie przy tej samej mocy powodowało obniżenie prędkości o dwa do trzech węzłów, postanowiono wyposażyć w nie wszystkie – zaplanowane 30 jednostek – szybkie trałowce. Próby odbiorcze pierwszego trałowca Schütze (Klasse 340/341), potwierdziły wstępną ocenę przydatności użytkowych pędników VSP, gdyż zamiast zakładanych 24 osiągnął on jedynie 21 węzłów. Dopiero wówczas zapadła decyzja zrezygnowania z pędników VSP, chociaż oprócz trałowca Schütze były już gotowe trzy inne, a kilkanaście jednostek znajdowało się w budowie. Wszystkie jednostki musiały być poddane kosztownym przeróbkom, gdyż wymiana pędników VSP na śruby nastawne typu Escher – Wyss wymagała wielu prac związanych ze zmianami kształtu kadłuba, wałów śrubowych i maszyny sterowej. Po przebudowie okręty osiągnęły zaplanowaną dla nich pierwotnie prędkość, ale nastąpiło to kosztem znacznie większych, niż przewidywano kwot, nie mówiąc już o przedłużeniu okresu budowy całej serii. 

Pełna wersja artykułu w magazynie MSiO 1-2/2016