Η Northrop Grumman, ένας από τους στρατιωτικούς γίγαντες των ΗΠΑ, δοκίμασε επιτυχώς τον ισχυρότερο ηλεκτροκινητήρα για το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ, τον πρώτο στον κόσμο ηλεκτροκινητήρα υπεραγώγιμου πλοίου υψηλής θερμοκρασίας (HTS) 36,5 megawatt (49.000 hp), δύο φορές ταχύτερο από ρεκόρ δοκιμών βαθμολογίας ισχύος του Αμερικανικού Ναυτικού.
Ο κινητήρας χρησιμοποιεί πηνία υπεραγώγιμου σύρματος υψηλής θερμοκρασίας και η χωρητικότητα φορτίου του είναι 150 φορές μεγαλύτερη από παρόμοια χάλκινα σύρματα, που είναι λιγότερο από το μισό από τους συμβατικούς κινητήρες.Αυτό θα βοηθήσει να γίνουν τα νέα πλοία πιο αποδοτικά σε καύσιμα και να ελευθερωθεί χώρος για πρόσθετες δυνατότητες μάχης.
Το σύστημα σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε στο πλαίσιο σύμβασης του Γραφείου Ναυτικής Έρευνας των ΗΠΑ για να καταδείξει την αποτελεσματικότητα των υπεραγώγιμων κινητήρων υψηλής θερμοκρασίας ως κύριας τεχνολογίας πρόωσης για μελλοντικά αμιγώς ηλεκτρικά πλοία και υποβρύχια του Πολεμικού Ναυτικού.Η Διοίκηση Συστημάτων Ναυτικής Θάλασσας (NAVSEA) χρηματοδότησε και ηγήθηκε της επιτυχημένης δοκιμής του ηλεκτροκινητήρα.
Το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ έχει επενδύσει περισσότερα από 100 εκατομμύρια δολάρια στην ανάπτυξη τεχνολογίας υπεραγωγιμότητας υψηλής θερμοκρασίας, ανοίγοντας το δρόμο όχι μόνο για ναυτικά πλοία, αλλά και εμπορικά πλοία, όπως δεξαμενόπλοια και δεξαμενόπλοια υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG), τα οποία μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν το Διάστημα και τα οφέλη απόδοσης των υπεραγώγιμων κινητήρων υψηλής θερμοκρασίας.
Οι δοκιμές φορτίου δείχνουν πώς συμπεριφέρεται ο κινητήρας υπό συνθήκες πίεσης και λειτουργίας ενώ τροφοδοτεί ένα σκάφος στη θάλασσα.Η τελική φάση ανάπτυξης του κινητήρα παρέχει στους μηχανικούς και στους ολοκληρωτές θαλάσσιας πρόωσης σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τις επιλογές σχεδιασμού και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του νέου κινητήρα υπεραγωγών.
Συγκεκριμένα, ο υπεραγώγιμος κινητήρας υψηλής θερμοκρασίας που αναπτύχθηκε από την AMSC δεν έχει αλλάξει σημαντικά όσον αφορά τη βασική τεχνολογία κινητήρα.Αυτές οι μηχανές λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο όπως οι συμβατικές ηλεκτρικές μηχανές, κερδίζοντας τα ουσιαστικά πλεονεκτήματά τους αντικαθιστώντας τα πηνία ρότορα χαλκού με πηνία ρότορα υπεραγώγιμων υψηλής θερμοκρασίας.Οι ρότορες κινητήρα HTS λειτουργούν «κρύα», αποφεύγοντας τις θερμικές καταπονήσεις που αντιμετωπίζουν οι συμβατικοί κινητήρες κατά την κανονική λειτουργία.
Η αδυναμία επίτευξης σωστής θερμικής διαχείρισης ήταν ένα βασικό εμπόδιο για την ανάπτυξη των ηλεκτροκινητήρων υψηλής ροπής υψηλής ροπής που απαιτούνται για ναυτικές και εμπορικές θαλάσσιες εφαρμογές.Σε άλλους προηγμένους κινητήρες υψηλής ισχύος, η καταπόνηση που προκαλείται από τη θερμότητα απαιτεί συχνά δαπανηρή επισκευή και ανακαίνιση κινητήρα.
Ο κινητήρας HTS των 36,5 MW (49.000 hp) περιστρέφεται στις 120 rpm και παράγει 2,9 εκατομμύρια Nm ροπής. Ο κινητήρας έχει σχεδιαστεί ειδικά για να τροφοδοτεί την επόμενη γενιά πολεμικών πλοίων του αμερικανικού ναυτικού.Οι ηλεκτρικοί κινητήρες αυτού του μεγέθους έχουν επίσης άμεση εμπορική χρήση σε μεγάλα κρουαζιερόπλοια και εμπορικά πλοία.Για παράδειγμα, δύο συμβατικοί κινητήρες ισχύος 44 MW χρησιμοποιούνται για την προώθηση του διάσημου κρουαζιερόπλοιου Elizabeth 2.Οι κινητήρες ζυγίζουν περισσότερους από 400 τόνους ο καθένας και ο ηλεκτροκινητήρας HTS των 36,5 μεγαβάτ θα ζυγίζει περίπου 75 τόνους.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-01-2022