Električna brodska propulzija (II. dio)

Umjesto prelaska na novu konfiguraciju, konstruktori ratnih brodova postali su puno skloniji adaptaciji i povećanju brodskog doplova kombiniranjem dosadašnjih sustava propulzije…

Izbor dizelskih generatora kao glavnih izvora električne struje vrlo je zanimljiva opcija. Na velikom amfibijsko-jurišnom brodu poput francuskog Mistrala ili slične klase, pritisak na uštedi prostora za smještaj propulzijskog postrojenja sigurno je značajno manji nego na nekom razaraču ili fregati. Stoga, manji zahtjevi za razinom generirane energije, združeni s dizelskim motorima, mogu biti u odnosu na plinske turbine sasvim prihvatljivo rješenje. No, maksimalna je brzina amfibijsko-jurišnih brodova oko 20 čv. Kad bi je morali povećati na 30 čv, povećala bi se i potreba za energijom, ali bi se trebala instalirati puno veća i teža oprema ako bi se izbor i dalje striktno zadržao na dizelskim generatorima. Povećanje energetskih potreba može se također uspješno riješiti ugradnjom podvješenih elektromotornih gondola.

Britanska fregata Type 23 HMS Northumberland u plovidbi. Brodovi te klase još su početkom 1990-ih koristili hibridni električni sustav u dizelsko-električnoj i plinskoj konfiguraciji (CODLAG – Combined Diesel Electric and Gas) (Foto: MoD UK)

Podvješene gondole
Takve gondole opremljene su propelerima čiji je dijametar veći od 8 m. Brodovi s tim sustavima mogli bi imati gaz i veći od 10 m, što bi moglo možda biti prihvatljivo npr. za nosače zrakoplova, ali nikako ne bi moglo zadovoljiti taktičke zahtjeve koji se stavljaju pred razarače i fregate. Još jedna konstrukcija amfibijsko-jurišnog broda koja u sebi kombinira integriranu električnu propulziju (IEP) i gondole za propulziju jest španjolski LHD brod klase Juan Carlos I., produkt tvrtke Navantia, koji uključuje i dvije adaptirane plovne jedinice prodane Australiji, a nedavno je položena kobilica i za prvi turski LHD istog tipa. Budući da je ovaj 27 000 – tonski brod gotovo za 22 % po deplasmanu veći od Mistrala, zahtijeva veću razinu instalirane snage koja se na njemu generira integracijom rada dizelskog generatora i plinske turbine. Dva 8 MW MAN-ova dizelska generatora zajedno s jednim GE LM2500 plinskoturbinskim generatorom stvaraju 19,1 MW električne snage koja se isporučuje u brodski distributivni sustav te na dva 11 MW Siemens-Schottel azimutna (360° okretna) potisnika koji mogu pokretati brod maksimalnom brzinom od 21 čv.

“Juan Carlos I.”, španjolski predvodnik klase koja se širi u Australiju i Tursku. Brodovi kombiniraju IEP i gondole. (Foto: Alyssa Bier/Deutsche Marine)

Konvencionalni COGAG
Ipak, postoje i moderni brodovi s velikim palubama koji se grade ili su nedavno izgrađeni, čiji se naručitelji i konstruktori nisu odlučili na ugradnju IEP-a. Jedan je od njih i indijski prvi domaći nosač zrakoplova, 40 000-tonski INS “Vikrant”. Još je u fazi gradnje i opremanja i pogonit će ga četiri GE LM2500+ plinske turbine u konvencionalnoj COGAG konfiguraciji. Ukupno instalirana snaga od 90 MW prenosi se na dvije propelerske osovine preko dva reduktorska sklopa koje je isporučila tvrtka Elecon Engineering. Kompletne energetske kao i potrebe oružnog i senzorskog sustava zadovoljavaju se radom dizelskog generatora. COGAG je primijenjen i na 24 000-tonskom japanskom nosaču helikoptera “Izumo”, koji je u uporabu u mornaricu ušao početkom 2015. godine i sposoban je ploviti maksimalnom brzinom većom od 30 čv. Po COGAG-u “Izumu” je sličan i talijanski nosač zrakoplova “Cavour”, deplasmana 27 500 t, na kojem su također ugrađene četiri GE LM2500+ plinske turbine, ali i dva Ansaldo Sistemi Industriali električna osovinska generatora. Ovakva konfiguracija omogućava da određeni broj dizelskih generatora koji služe za generiranje električne energije tijekom plovidbe mogu jednostavno biti isključeni čime se na najjednostavniji način štedi gorivo bez veće degradacije energetskih potreba brodskih i oružnih sustava.

Nepoznanica iz Kine
Prvi kineski domaći nosač koji je trenutačno u izgradnji pobuđuje veliku radoznalost, a obavijen je čitavim nizom nepoznanica. Iako se puno špekuliralo o tome da će odmah dobiti nuklearnu propulziju gotovo sigurno se može ustvrditi da će ona ipak biti konvencionalna. Za sada se samo može reći da neće imati parni pogon kao što je onaj na modificiranom ex-sovjetskom nosaču “Liaoning”. Autoritativni kineski izvori već su prije najavili kineske namjere ugradnje IEP-a. No, bez tehnološkog iskustva u korištenju električne propulzije na površinskim brodovima to bi zapravo mogla biti visokoriskantna odluka za tako važan program. Mnogo manje riskantna alternativa odnosi se na adaptaciju CODAG propulzijske konfiguracije, slične onoj koju su Indijci primijenili na “Vikrantu” i koja je nadopunjena dizelskim generatorima radi zadovoljavanja energetskih potreba broda. Ukoliko ta opcija bude izabrana, onda će vrlo vjerojatno na brod biti ugrađene domaće plinske turbine tipa QC-280, domaći derivat ukrajinskih turbina Zorya UGT 25 000 koje razvijaju snagu od 28 MW. Iako je konačni deplasman još neobjavljen, očekuje se da će biti usporediv s deplasmanom nosača “Liaoning”, dakle oko 60 000 t. Prema tome, s četiri plinske turbine QC-280, odnosno s 112 MW instalirane snage, kineski nosač bi u energetskom smislu mogao biti čak i nadmoćan zahtjevima na nosačima “Queen Elizabeth”.

Siemens-Schottelovi azimutni potisnici mogu pokretati brod maksimalnom brzinom od 21 čv. (Foto: Siemens-Schottel)

Embargo za Rusiju
Visokoenergetski zahtjevi koju isporučuju četiri plinske turbine u COGAG konfiguraciji ni u kom slučaju nisu rezervirani samo za nosače ili druge brodove velikih paluba. Južnokorejski razarači klase KDX-3/Sejong daewang od 10 500 t deplasmana (treća plovna jedinica u uporabi je od konca 2012.) koriste četiri visokoenergetske GE LM2500 plinske turbine u COGAG konfiguraciji. One isporučuju 78 MW snage na dvije propelerske osovine, pogoneći razarač brzinom većom od 30 čv. Iako gotovo 2,5 puta manjeg deplasmana, ruske fregate klase Admiral Grigorovič od 4000 t (prva prolazi probe na moru) također imaju ugrađene četiri plinske turbine u COGAG konfiguraciji. Rusi su na njih ugradili po dvije manje ukrajinske Zorya UGT 6000/DS-71 plinske turbine od po 6,2 MW (za krstareće brzine) te dvije velike turbine UGT 16 000/DS-59 od po 17 MW koje služe za visokobrzinsku propulziju brzinama od 30+ čv. Međutim, zbog sukoba u Ukrajini Kijev Rusima više ne isporučuje mornaričke plinske turbine, a zbog ekonomskog embarga Zapada ne mogu dobiti ni njemačke dizelske MTU motore. Koliko je do sada poznato, ruska tvrtka NPO Saturn, specijalizirana za proizvodnju zračnih turbina (mlaznih motora) dobila je zadaću neke od svojih turbina pokušati adaptirati za mornaričku primjenu. Da bi novogradnje ratnih brodova mogli uopće porinuti, Rusi su trenutačno prisiljeni u njih ugrađivati domaće dizelske motore tipa Kolmanskij.
Iako COGAG propulzijska konfiguracija može osigurati korištenje visokih brzina od 30 i više čv, ona je usko povezana s velikim troškovima goriva, smanjenim operativnim doplovom i čestom potrebom nadopune gorivom na moru ili u pomorskim bazama. To je posebno nepovoljno za brodove klase razarača i fregata kod kojih unutarnji raspored i veličina propulzijskog postrojenja mogu imati snažan utjecaj na ukrcajne kapacitete goriva. Usporedbe radi, britanski razarači Type 45 mogu preploviti više od 6500 NM brzinom od 18 čv bez asistencije flotnih tankera. Istodobno, južnokorejski razarač klase KDX-3 limitiran je na 5000 NM i brzinu od 14 čv. Ruske fregate klase Admiral Grigorovič pokazuju još lošije rezultate: tek 4850 NM uz brzinu od 14 čv.

Mnoge se mornarice još drže tradicionalnijih propulzijskih rješenja. Prvi indijski domaći nosač INS “Vikrant” oslanjat će se na konvencionalnu COGAG konfiguraciju, baš kao što je to slučaj kod aktivnih velikih brodova, japanskog Izuma te talijanskog Cavoura (Foto: Indian Navy)

Na dizelski pogon
Iako za zadani volumen i težinu dizelski motori proizvode manje snage nego plinske turbine, oni su još uvijek atraktivno rješenje za propulziju. Brojne vojne novogradnje kao i netom konstruirana plovila imaju instaliranu CODAD (Combined diesel and diesel) propulzijsku konfiguraciju. Tipičan su primjer danske fregate klase Iver Huitfeldt. Njih pokreću četiri MTU dizelska motora, koji zajednički produciraju 33 MW snage te 6600-tonskom brodu omogućuju maksimalnu brzinu od 28 čv. Uz ekonomsku brzinu od 15 čv, fregate bez potrebe nadopune gorivom mogu preploviti 9000 NM. I brodovi s velikim palubama mogu se pohvaliti takvim pogonom. Veliki 19 300-tonski Dokdo, amfibijsko-jurišni brod Republike Koreje, pokreću četiri SEMT Pielstick dizelska motora – generirajući 24 MW snage na dvije propelerske osovine uz maksimalnu brzinu od 22 čv. Kineski brodograditelji odlučili su se na 4000-tonske fregate klase Type 054A Jiangkai II ugraditi četiri Shaanxi (licencno proizvedeni SEMT Pielstick) dizelska motora koji zajedno generiraju 20,7 MW. Borbena plovila koje NR Kina gradi za izvoz, kao što su fregata F22P Sword, korveta klase Type 056, korveta klase C28A – svi su pogonjeni isključivo dizelskim motorima.
Prednosti adaptacije dizelske propulzije ponajprije su u nižim troškovima nabave te puno jednostavnijoj i provjerenoj tehnologiji koja omogućava lokalnu licencnu proizvodnju i koja će u najvećoj mogućoj mjeri biti kompatibilna s domaćim kapacitetima za održavanje. Nadalje, kod dizelskih motora omogućena su produljena razdoblja između obveznih ciklusa održavanja te na koncu zahtijevaju nižu razinu znanja i vještinu održavanja. Suština uporabe dizelskih motora za propulziju svodi se na svojevrsno balansiranje između maksimalno moguće generirane energije i maksimalno moguće brzine. S druge strane, široki dijapazon opterećenja u kojem dizelski motori mogu efikasno (ekonomično) raditi, potencijal je koji osigurava produljeni operativni doplov.

Pripadnik američke ratne mornarice radi na plinskoj turbini LM 2500 na razaraču USS “Russell”. General Electricova turbina u raznim inačicama jedan je od najpopularnijih izbora za propulzijske sustave ratnih brodova u svijetu (Foto: US Navy)

Za jurišne brzine
Nasuprot tim prednostima, treba istaknuti činjenicu da dva ili više dizelskih motora mehanički povezanih preko reduktorskog kompleksa na propelerske osovine proizvode veliku buku i strukturni šum. Stoga brodovi s takvom propulzijom nisu najbolji izbor za zadaće kao što je protupodmorničko ratovanje.
Zbog najbolje eksploatacije navedenih karakteristika dizelskih motora i plinskih turbina, brodski konstruktori koriste se već više od tri desetljeća kombinacijom obaju pogonskih strojeva. Pri tome u propulzijskoj kombinaciji CODAG (Combined Diesel and Gas) – dizelski se motori koriste za plovidbu malim, krstarećim ili ekonomskim brzinama dok se plinska turbina koristi za postizanje maksimalnih ili kako se u zapadnoj terminologiji nazivaju jurišnih (sprintnih) brzina. Takva konfiguracija propulzije i dandanas je jedna od najzastupljenijih kod velikih ratnih brodova. Ruska 4500-tonska fregata klase Admiral Gorškov (prva u fazi plovnih ispitivanja, a druga u gradnji) pokretana je dvama po 1,9 MW snažnim dizelskim motorima te dvjema 10,2 MW snažnim plinskim turbinama tipa M90 koje je Rusija razvijala u suradnji s Ukrajinom. I tu je došlo do prekida zbog ukrajinske krize. Prema kineskim izvorima, njihov razarač klase Type 052D Luyang III, deplasmana 7500 t (prvi u uporabi od 2014.) pogonjen je dvama licencno proizvedenim MTU motorima od po 6 MW snage i dvjema QC-280 plinskim turbinama od po 28 MW. Prva serija južnokorejskih fregata klase Incheon (prva u uporabi od 2013.) istisnine 3200 t za pogon koristi dva MTU dizela od po 3,2 MW i dvije plinske turbine GE LM2500 od 22 MW koje brodu daju maksimalnu brzinu od 30+ čv.

Hibridna propulzija
U zadnjih desetak godina pojavio se sustav propulzije koji je postao vrlo popularan, prije svega u Europi – tzv. hibridni električni sustav, najčešće u dizelsko-električnoj i plinskoj konfiguraciji (CODLAG – Combined Diesel Electric and Gas). Kod nje se dizelski generatori koriste za opskrbu brodskih i oružnih sustava električnom strujom kao i električnog motora za plovidbu malim ili krstarećim brzinama. Plinska turbina, koja je mehaničkom vezom povezana s propelerskim osovinama (preko reduktora) koristi se za postizanje velikih brzina broda. Takvo rješenje koristilo se na britanskim fregatama Type 23 još od 1990. godine i ponudilo je visoku ekonomičnost potrošnje goriva kad se vozi u dizelsko-električnom modalitetu te vrlo nisku akustičku signaturu na patrolnim brzinama (ponajprije zbog smještaja dizelskog generatora u akustički izolirane kapsule). Dizelsko-električni pogon koristi se uglavnom za pokrivanje dijapazona brzina od 12 – 14 čv, pri čemu električni motor zahtijeva oko 3 MW snage što je značajno manje od onih inačica koje zahtijevaju i po 20 MW. Određeni nedostatak konfiguracije jest činjenica da mehaničko povezivanje plinske turbine s propelerima zahtijeva korištenje reduktora – sa svim nedostacima koje njegova uporaba neizbježno donosi i koji su opisani u prvom dijelu teksta.
Hibridnu dizelsko-električnu propulziju koriste i moderne francusko-talijanske fregate klase FREMM. Ti 6000-tonski brodovi imaju po jedan 2,2 MW snažni električni motor na svakoj propelerskoj osovini. Talijanska inačica ima četiri Isotta Fraschini dizelska generatora od po 2,1 MW i jednu GE LM2500+ plinsku turbinu. Francuska inačica ima ugrađena četiri MTU dizelska generatora, također od po 2, 1 MW snage te jednu GE LM2500+G4 plinsku turbinu. Konfiguracija s dva električna propulzijska motora, potpomognuta s jednom plinskom turbinom izabrana je i adaptirana i za 7300-tonsku F-125 “Baden-Württemberg” fregatu koju tvrtke ThyssenKrupp Marine Systems i Lürssen trenutačno grade za RM SR Njemačke. Fregate će imati 4,7 MW snažan električni motor instaliran na svakoj osovini i jednu GE LM2500 plinsku turbinu snage 20 MW. Ugrađeni križni reduktor dopušta plinskoj turbini da pokreće oba propelera koristeći CODLAG konfiguraciju.

Prve ruske fregate klase Admiral Grigorovič još imaju ukrajinske plinske turbine, no zbog krize u susjednoj zemlji njihova je nabava za daljnje brodove zaustavljena (Foto: mil.ru)

Sigurno rješenje
Kod budućih britanskih fregata Type 26, poznatih i kao Global Combat Ship, britanska Kraljevska mornarica radije se odlučila za CODLAG propulziju nego za puni IEP. Može se prosuditi da se ispunjenje maksimalnih zahtjeva brodskih i oružnih sustava za energijom uz istodobnu plovidbu srednjim dijapazonom brzina može uspješno zadovoljiti uporabom dizelskog generatora. Ukoliko bi dodatna električna energija bila zahtijevana isključivo za propulziju, a ne i za npr. oružne sustave, došli bi do izražaja svi nedostaci velikih električnih motora. To su dodatna konverzija i nadzor nad aparaturom koja bi bila potrebna za i do četiri puta veću razinu snage – što posljedično ima za rezultat puno bolje i ekonomičnije rješenje – ugradnju reduktora i mehaničko povezivanje plinske turbine za ostvarivanje maksimalnih brzina. Bolje je izabrati sigurno rješenje nego nepotrebno eksperimentirati.
Što se tiče španjolskog projekta fregate F110, oblik konfiguracije propulzijskog sustava još nije finaliziran. Sigurno je da se primjena pune integrirane električne propulzije (IEP) ne razmatra. Konstruktorski tim, koliko je poznato, propituje i uporabu hibridnog električnog pogona – jer bi u tom slučaju svakako došlo do povećanja ciljanog deplasmana od 4500 tona. Koliko se može doznati iz španjolskih izvora s početka 2015. godine, u igri su ostale dvije opcije: CODLAG i nova CODLADOG (Combined Diesel Electric and Diesel or Gas) konfiguracija. U španjolskom brodograđevnom koncernu Navantia vjeruju da CODLADOG može ponuditi reduciranu cijenu uporabe i održavanja kroz životni vijek jer se u sustav dodaju snažniji dizelski motori za veće krstareće brzine uz dizelsko-električni pogon na malim brzinama plovidbe.

Ukrcaj jednog od četiriju dizelskih MTU-ovih motora tijekom gradnje danske fregate klase Iver Huitfeldt, koja ima CODAD (Combined diesel and diesel) propulzijsku konfiguraciju (Foto: Forsvaret)

Američki brodovi
Puno veća implementacija hibridnog električnog pogona, u CODLAG konfiguraciji, primijenjena je na zadnjem američkom amfibijskom brodu klase Wasp, USS ”Makin Island” (LHD 8). Sa svojih 42 300 t deplasmana veliki amfibijski brod ima značajno veće energetske zahtjeve da bi se postigla njegova maksimalna brzina od 22 čv. Inicijalno, USS ”Makin Island” konstruiran je s parnim turbinama koje isporučuju ukupno 52 MW snage na dvije propelerske osovine. Radi redukcije operativnih troškova, parna je propulzija zamijenjena dizelsko-električnim pomoćnim propulzijskim sustavom koji služi za tranzit broda brzinama od 12 -14 čv. Za plovidbu većim brzinama koriste se dvije GE LM2500+ plinske turbine, svaka snage 26 MW. Plinske turbine daju snagu na propelerske osovine mehaničkom vezom preko reduktora. Šest Fairbanks Morse 4 MW dizelska generatora osiguravaju električnu energiju za brodske sustave i dva 3,7 MW električna motora koja pokreću propelerske osovine preko reduktora, kao što to rade i plinske turbine. Takav propulzijski sustav također je adaptiran na USS ”America” (LHA-6), nasljednika Wasp klase, koji je u službi USN-a od listopada 2014.
Ušteda goriva koju nude hibridni sustavi potaknula je američke stratege na razmišljanje o instaliranju COGLOG (Combined Gas Electric or Gas) konfiguracijske opcije na najbrojniju klasu američkih ratnih brodova – razarače klase Arleigh Burke. Promjena propulzijske konfiguracije na tako kompleksnim plovilima uvijek je povezana s velikim inženjerskim izazovima i troškovima – koji bi se vrlo vjerojatno isplatili smanjenjem potrošnje goriva. Pilot-program započeo je 2012. godine ugradnjom 1,9 MW električnog motora, prikvačenog na izlaznu reduktorsku osovinu na razaraču USS ”Truxtun”. Električni motor napajan je strujom iz brodskog distributivnog sustava, koju na ispitnom razaraču klase Burke proizvode najmanje tri plinsko-turbinska generatora. Instalirana konfiguracija osigurava električnu propulziju samo na desnoj propelerskoj osovini – što je zapravo čisti kompromis: cijena nasuprot benefita.

Manja plovila
Dok površinska plovila u klasi razarača i fregata na kojima je adaptirana kombinacija dizelsko-električne i mehaničke propulzije mogu zahtijevati ugradnju plinske turbine za postizanje velikih brzina – manje plovne jedinice poput ophodnih brodova najčešće su manje zahtjevne. Izvanobalni ophodni brodovi (OPV) RM-a Nizozemske klase Holland, istisnine 3800 t opremljeni su dvama 5,4 MW snažnim MAN-ovim dizelskim motorima. Svaki od njih u stanju je pokretati dva propelera preko dvaju Renkovih reduktora do maksimalne brzine od 22 čv. Oba reduktora također mogu biti pokretani i preko 400 kW snažnog Power Take In električnog motora koji se napaja strujom iz brodskog distributivnog sustava. Električnu struju proizvode tri Caterpillarova dizelska generatora svaki snage 1 MW. Radom već samo dva dizelska generatora, Hollandi mogu postići brzinu veću od 10 čv. Ovakva CODLOD (Combined Diesel Electric or Diesel) propulzijska konfiguracija izabrana je ponajprije zbog ekonomičnosti dizelsko-električnog pogona koji je zadovoljavajući za zahtijevani operativni profil ove klase ratnog broda. Irski OPV Samuel Beckett odlikuje se istom konfiguracijom kao i Holland klasa. Za razliku od Nizozemaca, Irci su odlučili ugraditi dva 5,4 MW snažna Wärtsilä dizelska motora s PTI električnim motorom za propulziju koji je napajan električnom strujom koju proizvode tri dizelska generatora, svaki snage 630 kW.

“Liaoning”, zasad jedini kineski nosač zrakoplova, ima parne turbine koje su ostatak njegove prošle karijere u sovjetskoj ratnoj mornarici (Foto: PLA)

Efikasnost propelera
Na drugom kraju ove skale postoje površinski borbeni brodovi koji za svoje operativne potrebe zahtijevaju korištenje brzina većih od prosječnih. Ono što svakako treba znati jest da se s povećanjem brzine plovidbe kroz vodu smanjuje efikasnost klasičnih brodskih propelera. Brodograđevni su konstruktori zbog maksimiziranja efikasnosti propulzijskog sustava na velikim brzinama uveli mogućnost adaptacije tzv. waterjet (vodomlazne) propulzije koja se ostvaruje mehaničkim pogonom dizelskog motora ili plinske turbine. Takvo rješenje primijenjeno je kod nekoliko klasa ratnih brodova kao što su kineski raketni katamarani Type 022 Houbei, zatim na 3600-tonskim fregatama klase Valour (MEKO A-200), koje je za RM Južnoafričke Republike gradila njemačka tvrtka Blohm + Voss, ali i dvije nove fregate istog tipa koje isti brodograditelj gradi (jedna je već službeno u operativnoj uporabi) za RM Alžira. Svi ti brodovi imaju propulzijski sustav koji proizvođači označavaju kao CODAG waterjet s rafiniranim propelerom (WARP – Waterjet and rafined propeller). Na fregatama izgrađenim za južnoafričkog i alžirskog naručitelja, propulzijski kompleks sastavljen je od dva 5,9 MW MTU dizelska motora te jedne 20 MW snažne GE LM2500 plinske turbine. Sustav je konfiguriran tako da svaki DM (dizelski motor) pojedinačno može davati snagu na obje osovine, oba DM na obje osovine, oba DM i plinska turbina na obje osovine te samo plinska turbina na vodomlazne propulzore (waterjetove).

Isto na oba LCS-a
Sljedeća aplikacija vodomlazne propulzije primijenjena je na američkoj klasi LCS (Littoral Combat Ship). Iako su forme trupa dviju inačica LCS-a vrlo različite (monotrup kod Lockheed Martinove inačice Freedom i trimaranska inačica Indepedence, koju gradi tvrtka Austal) – obje koriste vodomlazne propulzore (WJ – waterjetove) adaptirane u CODAG-WJ konfiguraciju, koja im omogućava postizanje maksimalnih brzina od 45 do 50 čv. Monotrupna inačica ima ugrađene dvije Rolls-Royce plinske turbine tipa MT30 od po 36 MW snage, dva Colt-Pielstick dizelska motora od po 6,4 MW te četiri Rolls-Royce Kamewa vodomlazna propulzora. Električnu struju nezavisno proizvode četiri dizelsko-generatorska seta Isotta Fraschini, svaki od po 0,8 MW. Trimaranska inačica ima ugrađene dvije 20 MW plinske turbine tipa GE LM2500, dva MTU dizelska motora od po 8,2 MW te četiri Wärtsilä vodomlazna propulzora (dva propulzora tipa LJ1A60 E i dva propulzora tipa LJ150E).

Obje inačice američkih LCS-a koriste vodomlazne propulzore (WJ – waterjetove) adaptirane u CODAG-WJ konfiguraciju (Foto: Austal LCS Team)

Budućnost u kombinacijama
Potpuno integrirana električna propulzija bila je često isticana kao svojevrsni samostalni pravac razvoja buduće pomorske propulzije. No umjesto prelaska na novu konfiguraciju, konstruktori ratnih brodova postali su puno skloniji adaptaciji i povećanju brodskog doplova kombiniranjem dosadašnjih sustava propulzije. Međutim, upravo u tom području ima puno prostora za konfuziju, prije svega u terminologiji uporabljenoj za opisivanje radnih kombinacija dizelskih motora i plinsko turbinskih konfiguracija. Stručna terminologija nažalost nije usvojila jedinstven i realan sustav naziva koji bi precizno opisivao i razlikovao široki spektar propulzijskih sustava. Posljedica takve situacije jest da brodograditelji, konstruktori i vojni komentatori uvode i neke druge, nedosljedno i neprecizno skrojene akronime kao što su CODAGE, CODOE, COGES te jednako tako primjenjuju terminologiju IPS ili IEP, a da precizno ne navedu primarni energetski izvor.
Jasno je da integrirana električna propulzija možda i neće postati dominantni oblik brodske propulzije u idućih nekoliko godina – ali će zato propulzijske kombinacije koje involviraju električnu propulziju u nekoj od svojih formi to sigurno postati. Indikativno je instaliranje hibridnog električnog pogona na drugoj seriji južnokorejskih fregata Incheon (klasa FFX-2 deplasmana 3200 t). Uporabljen je Fincantieri/DRS Technologies PMM (Permanent Magnetic Motor) sustav koji svojim gabaritima nudi uštedu na težini i volumenu u usporedbi s indukcijskim motorima ekvivalentnih snaga. Prostor se štedi instaliranjem jedne, puno snažnije plinske turbine MT30 umjesto dviju GE LM2500 ugrađenih na prvoj seriji. To je primjer pravca razvoja gabaritno manjih, ali snažnijih električnih propulzijskih motora te povećanja snage plinskih turbina.

Konfiguracija s dva električna propulzijska motora, potpomognuta jednom plinskom turbinom, izabrana je i za buduću njemačku F-125 fregatu (Ilustracija: Lürssen)

Istosmjerna struja
Drugo područje mogućeg razvoja jest prebacivanje primjene s visokovoltažne izmjenične struje na srednjevoltažnu istosmjernu struju. Dok pojedine komponente takvog električnog sustava sigurno još uvijek nisu dostigle potrebnu razinu tehnološke zrelosti – tehnologija je dobavljiva i trenutačno se intenzivno radi na njezinu daljnjem razvoju u Velikoj Britaniji i SAD. Tvrtka General Electric/Converteam najavila je u veljači 2015. da će s britanskim Ministarstvom obrane potpisati ugovor o razvoju tehnologije koja bi omogućila adaptaciju i primjenu istosmjernih električnih brodskih distributivnih mreža. Prema službenim izvorima ispitivanja bi trebala omogućiti stvaranje električnog distributivnog sustava samo s jednim naponom, s lokaliziranom električnom konverzijom samo za opremu za koju je to potrebno. To bi značilo istodobnu eliminaciju skupe, kompleksne i gabaritne opreme koja služi za filtriranje i eliminaciju nepoželjnih strujnih harmonika. Cilj je povećanje efikasnosti uz redukciju veličine i težine instaliranog električnog sustava u njegovoj cjelini. Reduciranje volumena IEP sustava, zajedno s puno kompaktnijim motorima sigurno vodi prema razvoju tehnologija koja će biti primjenjiva i na manjim ratnim brodovima. Iako će međusobni omjer ili balans između potpune električne propulzije i hibridnih električnih sustava još dugo ostati nejasan – ono što je već sada jasno jest da je propulzijska budućnost u svojem najvećem dijelu ipak električna.

Igor SPICIJARIĆ