Innowacyjny japoński ster bramowy wdroży na świecie Wärtsilä

Wärtsilä wprowadzi na rynek światowy innowacyjny japoński podwójny ster. Grupa Wärtsilä, za zgodą wszystkich japońskich współwłaścicieli patentów opracowujących koncepcję tzw. sterów bramowych (Gate Rudder®), ogłosiła podpisanie umowy licencyjnej i umowy o współpracy z firmą Kuribayashi Steamship Co. w zakresie przyszłego rozwoju, sprzedaży i serwisowania sterów bramowych. 

Oprócz armatora Kuribayashi Steamship Co, pozostałymi udziałowcami wspomnianych patentów są: znany producent wyposażenia okrętowego, głównie śrub napędowych Kamome Propeller, Narodowy Instytut Technologii Morskiej, Portowej i Lotniczej (National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology - NIMPAT, Japan), stocznia Yamanaka Shipbuilding oraz profesor Noriyuki Sasaki. Jako autoryzowany posiadacz licencji i partner, firma Wärtsilä zamierza w pełni zintegrować stery bramowe z projektami swoich produktów napędowych i skupić się na rynkach światowych poza Japonią. Umowa została podpisana w dniu 28 lutego 2020 roku.

Oferując stery bramowe jako integralną część oferty systemów napędowych Wärtsilä dla nowo budowanych statków, grupa ma ułatwić zachowanie zgodności ze wskaźnikiem EEDI (Energy Efficiency Design Index). Technologia ta jest dostępna zarówno dla statków nowobudowanych, jak i istniejących (retrofitting). Jako integralna część projektu statku, umożliwi ona osiągnięcie synergii w zakresie oszczędności kapitałowych i operacyjnych dla armatorów statków poprzez zwiększenie efektywności zużycia paliwa, poprawę manewrowości i stateczności kursowej zarówno na spojonej wodzie, jak i w trudnych warunkach morskich, przy jednoczesnym zmniejszeniu hałasu i wibracji.

Współpraca partnerów przyspieszy wdrożenie steru bramowego na statkach wszelkiego rodzaju. Dzięki połączeniu wiedzy Wärtsilä w zakresie integracji urządzeń i systemów okrętowych z japońską technologią steru bramowego i know-how posiadaczy patentów, ta nowa technologia ma się stać dostępna w całej branży żeglugowej z korzyścią dla armatorów.

Komentując umowę, Lars Anderson, dyrektor ds. napędów w Wärtsilä Marine, stwierdził: "Robimy w Wärtsilä wszystko, co w naszej mocy, by wspierać naszych klientów w poszukiwaniu nowych technologii, które obniżą koszty operacyjne i poprawią przyjazności dla środowiska ich działalności. Widzimy duży potencjał w tej współpracy związanej ze sterem bramowym. Umowa pozwala nam już dziś wspierać budowę lepszych i bardziej przyjaznych dla środowiska statków, a Kuribayashi Steamship i japońscy właściciele patentów są idealnymi partnerami, którzy pomogą nam osiągnąć ten cel".

Sadatomo Kuribayashi, prezes Kuribayashi Steamship Co. Ltd., dodał: "Umowa z Wärtsilä jest znaczącym krokiem naprzód we wprowadzaniu technologii steru bramowego na rynek światowy, a także wspiera inicjatywy branży żeglugowej na rzecz zrównoważonej żeglugi i zmniejszenia kosztów operacyjnych. Przy tworzeniu tego nowego rozwiązania dla przemysłu morskiego zastosowano innowacyjne podejście. Pierwsze oceny osiągów statków na japońskich statkach żeglugi bliskiego zasięgu wykazały znaczną poprawę wydajności i zdolności manewrowych. Uważamy grupę Wärtsilä, która jest silnie zaznacza obecność w sektorze morskim na całym świecie i podziela to samo zaangażowanie w rozwój czystszej, bardziej zrównoważonej i wydajnej żeglugi morskiej, za idealnego partnera".

Pierwszym statkiem, na którym - eksperymentalnie, w celu przeprowadzenia prób - zainstalowano ster bramowy był zbudowany w 2018 roku niewielki pojemnikowiec dowozowy Shigenobu ze stoczni Yamanaka Shipbuilding (długość całkowita 101,90 m, szerokość konstrukcyjna 17,80 m, wysokość boczna - 8,50 m, moc napędu głównego - 3309 kW, prędkość maksymalna - 16,20 węzłów, nośność 3850 t, klasyfikacja - ClassNK).

Zamiast tradycyjnego układu steru w strumieniu nadążającym śruby napędowej, ster bramowy jest układem dwóch symetrycznych sterów umieszczonych po bokach śruby. Pozwala to na poprawę efektywności zużycia paliwa i zmniejszenie szkodliwych emisji. Ster bramowy zapewnia m.in. lepszą stateczność kursową przy niskich prędkościach, a także większą prędkość cyrkulacji.
Koncepcja ta ma zastosowanie do wszystkich jednostek pływających wyposażonych w tradycyjne śruby napędowe.

Dane z dziewięciu miesięcy eksploatacji pierwszego w świecie statku wyposażonego w ster bramowy, wykazały ponoć oszczędności paliwa w wysokości - trudnej, zdawałoby się, do przyjęcia za wiarygodną - aż 33 procent (w porównaniu do jednostki siostrzanej Sakura, wyposażonej w ster konwencjonalny), co znacznie przewyższało wyniki osiągnięte na próbach - 14 procent.

Ster jest jednym z głównych źródeł oporu składającego się na całkowity opór statku poruszającego się w wodzie.
Różne projekty sterów "patentowych" mające poprawiać efektywność hydrodynamiczną, a co za tym idzie skuteczność steru i manewrowość statku - np. z uchylnymi "lotkami" na krawędzi spływu, czy z kierownicami strumienia nadążającego, spełniają zazwyczaj swoją rolę w tym zakresie, ale kosztem zwiększenia oporu.

System steru bramowego tworzy nowego rodzaju system "śruby w dukcie" (w "tunelu") otwartym, który - jak twierdzą wynalazcy rozwiązania, tworzy raczej dodatkowy napór (ciąg) zamiast dodatkowego oporu.
To zupełnie nowy rodzaj systemu "śruby w dukcie" (ducted propeller), odmienny od takich rozwiązań, jak dukty zamknięte (dysze śrubowe) czy front type ducted propeller systems (dukty przedśrubowe), takie, jak Mewis Duct, czy Sumitomo Integrated Lammeren Duct (SILD).

Dla osiągnięcia tego samego efektu napędowego przy zastosowaniu steru bramowego wystarczy znacznie mniejszy napór śruby napędowej, ponieważ ster zmienia się w tym przypadku z urządzenia generującego opór na generujące napór. Nowy rodzaj "podwójnego steru" redukuje także obniżającą ciąg śruby siłę oddziaływania z kadłubem znaną jako thrust deduction factor. Ponadto nowy ster ma też działać w wodzie analogicznie jak żagiel w powietrzu.

Zapytany, dlaczego nikt wcześniej nie wpadł na tak prosty koncept i wykorzystanie wspomnianych korzystnych efektów hydrodynamicznych, profesor Noriyuki Sasaki z University of Strathclyde (dawniej dyrektor ds. badań w NMRI Japan), stwierdził, że "konwencjonalne metody modelowania [używanego w badaniach - red.] nie były przystosowane do [nie były efektywne przy badaniu] niekonwencjonalnych układów śruba-ster".
Dla przykładu w badaniach japońskich okazało się, że opór steru bramowego pomierzony w basenie modelowym jest dość duży - około 5 do 10 razy większy (w przeliczeniu) w porównaniu do rzeczywistego, w pełnej skali.

PBS (PortalMorski.pl), rel (Wärtsilä)