La propulsión de la cápsula ofrece algunas ventajas comparativas sobre las hélices de eje convencionales lubricadas con agua de mar, junto con algunas desventajas dependiendo, por supuesto, del tipo de barco que está impulsando y su perfil de misión. El concepto de un propulsor eléctrico externo, giratorio de 360 grados, silencioso y montado en el casco es realmente bastante convincente en ciertas aplicaciones. En un crucero, significa que con dos propulsores de proa y dos de popa, el barco puede navegar eficientemente de puerto a puerto y maniobrar con considerable precisión dentro y fuera del puerto.
En los espacios de ingeniería del crucero, solo hay unidades de energía diesel-eléctrica, controladores y cableado para los propulsores, que es mucho más flexible y requiere menos espacio que los motores eléctricos masivos que impulsan ejes de hélice rectos convencionales. En embarcaciones especializadas como rompehielos o buques de investigación, perforación o prospección, las cápsulas pueden proporcionar un empuje poderoso y direccional que puede hacer que un rompehielos se salga de los atascos, o lograr el mantenimiento de la estación en condiciones que abrumarían los propulsores de maniobra ordinarios. Entonces, dado ese tipo de relativa simplicidad, flexibilidad, ahorro de espacio, eficiencia (pero con algunas advertencias) y propulsor como maniobrabilidad del propulsor, ¿por qué las vainas no han reemplazado los motores primarios masivos y mecánicamente inflexibles y los ejes de las hélices en todas las naves?
Hay varias razones por las cuales la propulsión convencional sigue siendo popular en ciertas aplicaciones. Primero, a medida que el tamaño de la cápsula crece hacia un límite de escalabilidad máximo demostrado de aproximadamente 30 MW, la confiabilidad disminuye. A esa escala, el diseño, la construcción y el mantenimiento de los cojinetes de empuje, sellos y sistemas de lubricación comienzan a alcanzar límites de ingeniería. Las vainas más grandes fabricadas por Rolls-Royce (la Sirena) y, en menor grado, por Asea Brown Boveri (el ABB Azipod) han demostrado ser algo intensivas en mantenimiento en el servicio pesado real y sostenido. Debido a que están lubricados con aceite, las fallas de las cápsulas son muy contaminantes y también tienden a incapacitarlas catastróficamente. En contraste, incluso un eje y un sistema de hélice lubricados con agua de mar parcialmente defectuosos pueden continuar funcionando a una capacidad reducida.
Los sistemas de cápsulas también pueden ser dirigidos y empujados a escenarios potencialmente catastróficos cuando un barco está en marcha. Demasiados grados de desviación de la dirección de la dirección del movimiento, o incluso un aumento o disminución repentina de la potencia pueden provocar daños o la falla total de una cápsula. Los pods son una tecnología lo suficientemente nueva que los tipos de límites de software que se implementan en aviones como el Airbus A-330, por ejemplo, para evitar el control excesivo y el vuelo fuera de la envoltura, no se han desarrollado y probado completamente para los pods. Las mejoras de ingeniería que permiten una mayor escalabilidad, confiabilidad y robustez general de los pods pueden ser próximas, pero no están aquí hoy.
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Ahora, volviendo a la pregunta principal. En el caso de un portaaviones nuclear, las entregas de energía requeridas comienzan en alrededor de 200 MW. En un sistema de 4 ejes, los motores primarios fijos de más de 50 MW instalados en el espacio de ingeniería, ya sea con turbinas de vapor con engranajes o motores eléctricos, están disponibles. Estos son sistemas de tiempo, mar e incluso probados en batalla que son extremadamente robustos. Del mismo modo, los ejes y las hélices lubricadas con agua de mar son altamente confiables, casi imposibles de romper incluso en condiciones de extrema potencia o cambios de dirección, e incluso pueden seguir cojeando ante una falla parcial que podría ser infligida externamente por un torpedo o una mina, por ejemplo. .
¿Podría un sistema semejante ser reemplazado por, digamos, 8 azípodos montados alrededor del casco de un portaaviones grande? En teoría, tal vez. Pero las experiencias con cruceros transoceánicos mucho más pequeños que utilizan vainas de 30 MW no han sido muy felices para los operadores. Los MTBF demostrados (tiempos medios entre fallas) son simplemente demasiado cortos. El punto ideal para las cápsulas parece ser para los cruceros no transoceánicos que navegan a velocidades moderadas durante distancias moderadas, y que pueden hacer un buen uso de la maniobrabilidad proporcionada por los propulsores de las cápsulas cuando los buques atracan en sus puertos de escala frecuentes. Eso y los recipientes especiales de tamaño pequeño a mediano son buenas aplicaciones para las vainas.
Pero ¿qué hay de golpear un portaaviones de mil pies de largo, 100,000 toneladas a través de mares agitados a más de 30 nudos para despegar o recuperar escuadrones de jets a miles de millas náuticas de un puerto amigo sin preocuparse de si algún rodamiento de empuje de vaina lubricado con aceite se va a desintegrar ? Tomaré lo duro como clavos en los sistemas de tornillo de eje de motor que instalan en los portadores nucleares en Newport-News, tyvm. Sus ingenieros tienen algunas razones bastante sólidas para especificarlas y construirlas “así”. 🙂