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美国海军用新材料新技术造船借此减少能源消耗

发布时间:2022-01-18作者:admin来源:本站原创点击数:

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  激励能源保护项目(i-ENCON) 和舰队战备、研究和开发项目(FRRD)将削减燃油消耗量至少10%。

  1. 激励能源保护计划主要通用改变舰队使用其舰船和系统的方式来提高燃油利用效率。

  3. 舰队战备、研究和开发项目的项目主管Petter Kristiansen说,这个计划是通过节约燃油来“拿回你的钱”。

  和大多数一般美国家庭一样,海军也逐渐体会到高居不下的油价带来的经费上的窘迫。当一般的家庭在计算需要多花出几百美元的燃油费用的时候,海军这个财年的三个月的燃油预算预计要多投入4亿美元。

  海军的能源负担是惊人的,大约占国防部今年计划总体164亿美元燃油预算的32%。空军是最大的消耗者,占据了全部的52%。

  现在,海军就像精明的户主或生意人一样,改变运作方式,使用新材料和新技术,或者通过减少能源消耗和进行外形改造,来减少它的燃油费用。

  对舰队来说,主要的能源节约工作是由两个项目来管理的:激励能源保护项目和舰队战备、研究和开发项目。

  根据激励能够保护项目主管Hasan Pehlivan的说法,这个项目计划总共将减少至少10%的燃料消耗,节约114万桶原油和超过1.57亿美元。

  海上系统司令部(NAVSEA)负责舰队战备、研究和开发项目的主管Petter Kristiansen说,海军自上个世纪80年代以来就已经致力于节约能源,在最近燃油价值急速攀升之前,已经有了一个节约能源的项目。

  Kristiansen说,2006年这个计划作为一个“新的开始”而被重新激活,并写入到2008财年的预算计划之中。

  尽管舰队战备、研究和开发项目有一个“研究和开发”的题目,但是该计划主要关注现在商业或工业运用方面可用的技术。他说,这也是一个被重新审议的构想,因为在更高的燃油价格出现之前,它被认为并不具有成本效益。

  尽管一些节约能源的方案被用于新建造的舰船上,该项目主要着眼于对现有平台进行改装翻新。Kristiansen强调,无论该项目做什么都必须要具有成本效益。

  当Kristiansen的项目致力于外形改造时,激励能够保护项目的工作集中于改变舰队使用其舰船和系统的方式来减少燃油耗费。根据海上系统司令部介绍,这项工作已经进行了一段时间,利用训练和教育计划,来传承使用经过验证有效的节能程序,取得了一定的成效。这些计划以录像、图书和专业软件的形式提供给舰上人员。

  激励能源保护项目的训练主要聚焦于“灵巧汽化”,这是一种用来在不影响任务目标的情况下提高舰船燃油利用效率的工程程序。这包括仅仅运行那些对执行任务非常重要的系统和动力装置。

  两栖船坞登陆舰“港斯顿霍尔”号将接收推进器覆盖材料,这设计用来不让类似于滕壶的海洋生物附在船在底部,这是为了提高燃油利用效率一系列测试的一个组成部分。图中所示该舰在2005年波斯湾的一次演习中执行任务。

  比如说,舰船在等待第二天执行任务的前夜里,可以关闭它的主推动系统。一艘舰船通过使用辅助动力作为“海上旅馆”,提供沐浴、照明、供热和空气调节装备等生活便利,可以节约燃料超过70%以上。

  Pehlivan 在海上系统司令部的一次发布会上说:由燃气轮机和柴油双轴推进的舰船也可以使用单轴推进巡航,这样可以节约一半的燃油。

  另一个构想是“灵巧装载”,指的是对船只的压舱物进行调整以促进船在水中的活动。这一构想在马里兰州贝塞斯达的戴维.泰勒船模实验水池中进行了试验。海军系统司令部的发言人称,该试验表明,船只以一定速度航行所需的动力,可以由于船只的航行状态(船首高或船尾高)而少掉或多出4%。

  激励能源保护项目根据海军能源使用报告系统,每个季度发布燃油使用报告,该系统对水面舰船的能源消耗情况进行细化。这为该计划建立了激励机制,因为具有最好航行燃油节约记录的船只将获得褒奖,奖金将达到9万美元。

  海军系统司令部称,每个季度有100艘船有资格获得现金奖。这些钱可以由指挥军官自由支配 ,可以用来购买损管传动装置或者提高船员的福利以及用于娱乐项目。

  海军部的能源节约奖也每年都评议,分为拥有400名舰员以上的舰只和拥有400名舰员以下的舰只两类进行竞争。获胜船只可以获得3万美元的现金,并可悬挂部长能源旗帜航行一年。

  一名海军官员称,实现能源的节约也可以体现在舰船指挥官的“合格”报告之中。

  激励能源保护项目还提倡清除水线以下船体上的或推进器上的类似于滕壶的海洋生物,以减少燃料耗费。

  舰队战备、研究和开发项目正在开发一种覆盖材料,这种材料的用途是:当船在港口的时候,避免海洋生物与船体和推进器的粘连,当船开始航行时,这些随着拖曳而不断增加的聚积物能够很快地脱落。

  这一概念今年将首次在一艘两栖舰船上进行试验,这次试验的对象主要是推进器的覆盖材料。这次试验选择了两栖船坞登陆舰“港斯顿霍尔”号,该舰正处于定期维护阶段。Kristiansen 称,该试验不久将扩展到所有使用各种无[叶]尖涡螺桨推进器的战斗舰只。

  他说,应用这种可以减少船体“生物污垢”的覆盖材料可能是2009财年最重要的事务。这种材料并不阻止海洋生物附到舰只上,但是减弱它们的粘力,在航行的时候他们可以脱落。

  舰队战备、研究和开发项目将确定这项措施是否有用,如果有用,它将如何尽快地取得相应的效益以及它的有效时间为多长。

  舰队战备、研究和开发项目支持的另一个能源节约举措是为舰船安装“艉翼”。Kristiansen 说,这是一个在最新油价飙涨之前就已经实施的工作。

  “艉翼”是一种狭窄的翼状结构,安装在一艘船的尾部的水线位置,将船尾拉高,减少水面的湍流,从而减少拖曳所需要的动力。

  “艉翼”已经安装于美国大部分水面战斗舰只上,它将在两栖舰只上进行试验,首先是黄蜂级两栖攻击船,然后是LSD41惠德贝岛级和LSD49哈珀斯•费里级舰,这是Kristiansen透露的。

  一个“艉翼”正安装到LHD8“马金岛”号上。这是一个安装在船尾部水线处的狭窄的翼状结构,可以帮助减少湍流,因而减少拖曳而提高燃油利用效率。 该“艉翼”已经应用于美国海军大多数水面战斗舰只上,并将在两栖舰只上进行测试。

  Kristiansen 说:“我们将继续验证它在两栖舰船以不同的作战速度航行时是否能够导致不同的燃油消耗情况”,“我们将安装、测试和确认节约的情况,并向舰队做出推荐”。

  他说:“当你谈燃料节约和维护成本增加时,我们所做的每件事都建立在投资要有回报这样的基础之上。”

  尽管舰队战备、研究和开发项目仍然需要去确认数据,战斗舰只安装“艉翼”而节约的燃料费用估计在每艘船350000美元到400000美元。而且那是在油价为96美元1桶的时候计算出来的,现在油价已经到了125美元1桶或者更高。

  Kristiansen 说,他的办公室正在考虑的一项措施是对燃气涡轮发动机进行即时的水洗。

  海军现在使用一种“手工转动曲柄刷”,这需要关闭发动机。舰队战备、研究和开发项目正在研究一种自动化设计,可以清洗正在运作中的发动机。

  Kristiansen 说,“我们将验证是否能做到以及多快能够做到,并将燃料节约与耗费做比较。如果发动机可以自动清洗,那么人力和燃料都会得以节约。”水洗将减少危险物品的渗入,因为现有的人工系统需要使用一种去垢剂。

  Kristiansen说,舰队战备、研究和开发项目正在研究通过提高空气燃油混合度来提高蒸汽锅效的方法,蒸汽锅轮目前还在大型的两栖舰船上使用。

  他说,有一项建议是:加装一个传感器,来分析烟气或者排气的温度,然后将信息输入一个可编程序逻辑控制器中,调整燃油和空气的混合度,以提高利用效率。

  一个类似的构想正在研究之中:现有舰船的日用发动机都是柴油发动机,都使用机械燃油控制,是否可以使用电子燃油控制取而代之,从而提高燃油利用效率?

  Kristiansen 说,他手头已经一个可能项目的清单,将在新的财年开启,2008财年他还拥有400万美元的节能预算。

  他说:“我们2008财年开始的事情结束之后,看看剩下多少预算可以启动其它的项目。”

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