После поставки 80-метровое судно Heesen Cosmos будет способно развивать скорость около 30 узлов и иметь эффективную крейсерскую скорость 20 узлов. С точки зрения гидродинамической эффективности, проект Cosmos обещает быть одной из самых современных суперяхт, когда-либо построенных, с усовершенствованной формой корпуса с низким сопротивлением и инновационной силовой установкой.
С четырьмя двигателями, двумя валами, водоизмещением при половинной нагрузке 1100 тонн и необходимой скоростью 29 узлов, проект Cosmos представляет собой уникально требовательный набор параметров, и минимизация дополнительного лобового сопротивления была не единственной проблемой для команды разработчиков. «Винты будут испытывать очень большую нагрузку на максимальной скорости», – объясняет военно-морской архитектор Heesen Сьерд ван Херк. «А высокая нагрузка может означать кавитацию».
Кавитация – это образование пузырьков пара в потоке воды вокруг гребного винта судна и за ним. Это особенно неприятно на высокой скорости, и, помимо снижения производительности, процесс также может оказывать серьёзное влияние на шум и вибрацию — критический фактор для любого проекта суперяхты, особенно для яхты, рассчитанной на скорость около 30 узлов.
Поэтому конструкцию гребного винта по проекту Cosmos необходимо было доработать не только для обеспечения требований к скорости и эффективности, но и для устранения любых потенциальных проблем с кавитацией. В связи с этим Heesen обратился к норвежскому специалисту по силовым установкам Kongsberg за его опытом в разработке гребных винтов.
Компания также применяет новаторский подход к рулям: её интегрированная силовая установка Promas находится в разработке с 2004 года. «Выгода заключается в том, что руль направления и гребной винт спроектированы так, чтобы они подходили друг другу», – говорит Карола Андерссон из Kongsberg.
Двигательная установка Kongsberg Promas имеет специальный колпак ступицы, установленный на гребном винте, который направляет поток на баллон, добавляемый к рулю, эффективно уменьшая отрыв потока сразу после гребного винта. Результатом является увеличение тяги гребного винта, поскольку ранее потраченная впустую энергия восстанавливается из потока.
Добавление лампочки на руль направления также оптимизирует поток за рулём, что ещё больше снижает сопротивление. Скрученный руль направления обеспечивает дальнейшее повышение эффективности и манёвренности.
Каждая силовая установка Promas адаптирована к конкретному корпусу. Heesen поделился данными с Kongsberg о сопротивлении, результатами испытаний резервуаров и информацией о потоке воды вокруг корпуса, полученными при моделировании. «Между нами троими было тесное сотрудничество», – добавляет ван Херк.
Из-за особых требований к характеристикам Cosmos, гребные винты с переменным шагом были необходимы. Два новых гребных винта были оценены в испытательном резервуаре Kongsberg до того, как была окончательно определена форма лопастей. Испытания показали, что на гребных винтах почти не было кавитации на скорости 30 узлов и полностью отсутствовала кавитация на скорости 20 узлов.
Promas по существу трансформирует элемент конструкции гребного винта, который долгое время считался пассивным участником эксплуатации корабля, в активный фактор, способствующий гидродинамической эффективности судна — даже в судне, оптимизированном для низкого сопротивления, как Cosmos. «Один только руль направления даст дополнительную половину узла на максимальной скорости», – заключает ван Херк. Сейчас яхта будет проходить дооснащение до спуска на воду в 2021 году.