В експерименталните съоръжения на Центъра по хидро и аеро- динамика към ИМСТЦХА „Акад. А. Балевски” – БАН вървят изпитанията на уникален високоефективен композитен (неметален, направен от няколко съставни материали) гребен винт за търговски кораби, който ще може да замени традиционния (обикновено от бронз). Това става по тригодишен международен проект „CoPropel“, в който ЦХА – Варна е в партньорство с френски, английски и гръцки организации, изцяло финансиран по програма „Хоризонт Европа“, заяви пред Maritime.bg доц., д-р Николай Марков, ръководител на центъра. По думите му задачата е да бъде проектиран и произведен високоефективен композитен винт, който ще допринесе за намаляване на вредните емисии и подводния шум. Той ще бъде сравняван с аналогичния метален винт, за да оценят всичките му предимства.
Очакваме едно от предимствата на композитния винт да бъдат значително по-ниския шум. Освен това той е с 50-60 на сто по-лек от металния, обясни доц. Марков. Композитният материал е гъвкав в сравнение с металния и винтът може да се проектира, така че лопатките му да се огъват при хидродинамично натоварване. Също за разлика от металния в композитния смятаме да вградим датчици, които да следят състоянието му във всеки момент. Могат да се вградят фиброоптични влакна и/или тензометрични елементи, които да отчитат как се натоварва винта, както и дали е възникнала повреда.
Сред френските партньори има дизайнерска компания и производител на композитни изделия с модерна фабрика, която работи за „Еърбъс“. Има и голяма френска сертификационна компания, продължи ръководителят на ЦХА, който оглавява българското участие в разработката. Всъщност идеята за проекта е на тяхната фабрика за композитни материали. Администратори на партньорския екип са от Университета на Йоанина, Гърция, допълни той.
След като дизайнерската компания за композитни материали проектира винта и проведе компютърните хидродинамични и структурни симулации, нашата задача тук в центъра е валидацията. С други думи, експериментално ще сравним характеристиките на металния и на композитния винт. Това се прави в наши високотехнологични съоръжения – кавитационна тръба и дълбоководен басейн. Кавитационната тръба представлява затворен контур (тунел), в който се движи вода със зададена скорост, където се изследват въртящи се гребни винтове. Експериментални бази, с размери на нашата, се броят на пръсти в Европа, подчерта доц. Марков. Преди месец извършихме близо 30 на сто от изпитанията в контролирани условия, предимно с металния вариант на винта. Сега французите трябва да ни дадат композитния винт и наесен най-вероятно ще започнем да го сравняваме с металния по различни параметри: упор и момента на винта, вибрации, хидроакустичен шум и др. За някои от измерванията ще поканим колегите от нидерландския институт „Марин“, който е подобен на нашия. Те ще се включат при измерванията на деформациите на лопатките под вода. Ще дойдат с тяхна техника, въпреки че са ни конкуренти. Холандците ще допринесат за част от изпитанията, които се правят рядко във Варна поради слаб интерес от нашите клиенти.
Ще има и рекламен уъркшоп във Варна, вероятно през октомври, където ще бъдат поканени представители на индустрията, за да им покажем напредъка по проекта. Той ще бъде втори – първият беше в Нант, Франция през април, който посетиха компании от Франция и Холандия. Между гостите имаше институти като нашия, производители на подобни композитни материали, представители на морската индустрия, както и на компании, които произвеждат антикорозионни покрития. Очакваме доста хора да дойдат и във Варна, където ще бъде планирана и среща на партньорите. Ще посрещнем около 20 представители от партньорските организации. Два пъти годишно правим присъствени партньорските срещи, на които отчитаме извършената работа и планираме работата през следващия 6-месечен период. След Варна, следващото поредно събиране може би ще е в Англия. От там партньори са лондонският Brunel University, и техния институт по заваряване TWI в Кеймбридж. ЦХА и TWI се допълват в този проект по отношение валидацията на дизайна: във Варна правим хидродинамични изпитания на винта, а в Кеймбридж извършват якостни изпитания, за да се потвърдят еластичността на лопатките при огъване, максималната издръжливост на винта на натоварване, и резонансните структурните честоти.
Партньор по проекта е и Бюро Веритас (BV), което е една от най-големите сертификационни организации в света. Те оглеждат разработките от гледна точка на световните изисквания. На базата на новото знание, придобито по линия на проекта, е възможно и обновяване на съществуващите стандарти.
Що се отнася до въпроса, за какви по размери търговски кораби, ще бъде предназначен новият композитен винт, доц. Марков отговори, че по принцип би трябвало да е подходящ за всякакви плавателни съдове. Но по проекта се експериментира с един-два метра диаметър на винта, понеже натурни изпитания с по-голям винт не биха се поместили в бюджета – трудно е наемането за тях на кораби, които печелят десетки хиляди евро на ден.
Доц. Марков очаква да има интерес към композитния винт от страна на корабособственици, тъй като има много предимства в сравнения с традиционния метален. Много е по-лек и по-лесен за подмяна. Всяка лопатка е свързана с главината чрез болтова връзка и смяната й при повреда става лесно с помощта на водолаз без да е необходимо докуване на кораба. Повредената лопатка може да се демонтира под водата и да се замени с друга. От тази гледна точка композитният винт е по-ефективен и по-евтин за поддръжка. От друга страна, самото му изработване засега е по- скъпо, отчасти понеже не е все още навлязло в масово производството. Надяваме се това да се компенсира благодарение на по-добрите му показатели, на по-ниския шум, и по-малко вероятната кавитация. Също, гъвкавостта на лопатките, за разлика от металните, позволява проектиране на деформациите им в определена посока при натоварване, с цел повишаване ефективността на винта, добави още доц. Марков.
