Cod proiect:
PN-III-P2-2_1-SOL-2021-2-0169
Contract nr.:
34SOL / 2021
Titlu Proiect:
Dezvoltarea şi implementarea unei soluţii moderne de înlocuire a sistemelor de propulsie la Navele Purtătoare de Rachete ale Forţelor Navale Române
Acronim:
NAVYPROM
Autoritatea Contractantă:
UEFISCDI (Unitatea Executivă pentru Finanţarea Învaţămantului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării)
Durată Proiect:
37 luni (01.10.2021 - 31.10.2024)
Consorţiu:
CO: Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare Turbomotoare COMOTI
P1: Resiţa Reductoare şi Regenerabile S.A.
P2: Academia Tehnică Militară "Ferdinand I"
P3: Academia Navală "Mircea cel Batrân"
P4: Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti
P5: Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare pentru Tehnologii Izotopice şi Moleculare
Buget Proiect
Buget total: 10.811.438 lei
Buget de stat: 10.000.000 lei
Din care:
INCD Turbomotoare COMOTI: 7.733.051 lei
Resiţa Reductoare şi Regenerabile S.A.: 1.506.949 lei
Academia Tehnică Militară "Ferdinand I": 175.000 lei
Academia Navală "Mircea cel Batrân": 175.000 lei
Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti: 160.000 lei
INCDTIM: 250.000 lei
Buget cofinanţare: 811.438 lei
Din care:
Din care:
INCD Turbomotoare COMOTI: 0 lei
Reşiţa Reductoare şi Regenerabile S.A.: 811.438 lei
Academia Tehnică Militară "Ferdinand I": 0 lei
Academia Navală "Mircea cel Batrân": 0 lei
Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti: 0 lei
INCDTIM: 0 lei
Director de proiect (CO) :
Dr.Ing.Valentin SILIVESTRU
"Dezvoltarea şi implementarea unei soluţii moderne de înlocuire a sistemelor de propulsie la Navele Purtătoare de Rachete ale Forţelor Navale Române" - NAVYPROM
Proiectul "NAVYPROM" are ca principal scop consolidarea apărării naţionale şi ridicarea nivelului de securitate naţional prin soluţii inovative la problemele tehnice şi tehnologice identificate la nivelul navelor Forţelor Navale Române.
Proiectul îşi propune modernizarea sistemelor de propulsie cu turbine cu gaze utilizate pe navele purtatoare de rachete ale Forţelor Navale Române prin adaptarea sistemelor de la bordul acestora la tehnologii de ultimă oră, dezvoltarea de tehnologii emergente pentru sistemele conexe sistemelor de propulsie, cu aplicaţie în mediu marin si creşterea nivelului de protecţie a mediului prin minimizarea impactului asupra florei şi faunei marine.
Rezultatele cercetării desfăşurate în cadrul proiectului vor permite depăşirea stadiului actual al performanţelor realizate de motorizările existente în prezent, permiţând atingerea unui randament termic mai mare şi cu un consum specific de combustibil mai scăzut, ceea ce se concretizează într-o poluare redusă şi într-o reducere a costurilor de operare. Este important de menţionat şi faptul că mentenanţa va fi asigurată în România pe parcursul întregului ciclu de viaţă al produsului.
Pornind de la cerintele din termenii de referintă ai proiectului s-a construit o arhitectură de instalare care să corespundă optimal tuturor cerintelor tehnice şi operationale specifice şi să asigure atingerea cu succes a obiectivelor proiectului. Din sinteza tuturor informaţiilor disponibile au fost determinate soluţiile constructive, performanţele, limitările funcţionale şi modalitatea de poziţionare a noilor demonstratoare tehnologice instalate pe navă. Determinarea, proiectarea şi implementarea soluţiei optime se face pe baza experienţei şi expertizei echipelor tehnice şi ştiinţifice ale consortiului, utilizând tehnici şi tehnologii de înaltă performanţă şi fiabilitate. Astfel, s-au efectuat simulări numerice in mediu CFD ale curgerii prin canalizaţiile nou proiectate ale noului turbomotor, precum şi calcule de transfer de căldură şi rezistenţă a materialelor utilizând metoda elementului finit. Proiectarea mecanică a componentelor şi SDV-urilor a utilizat sisteme de proiectare asistată de calculator CAD, iar fabricaţia a utilizat prelucrarea cu comandă numerică.
Testările experimentale efectuate au urmărit determinarea performatelor globale ale turbomotorului în noua configuratie, cat şi strângerea de date experimentale relevante pentru optimizare.
Etapa I Definitivare configuraţie de bază grup propulsie naval de marş NPRM-ST40M şi grup propulsie naval de forţaj NPRF-ST40M
În cadrul acestei etape au fost derulate activităţi de relevare a celulelor de marş, respectiv forţaj ale navei de tip NPR (navă purtătoare de rachete), cercetări şi studii privind identificarea unor soluţii de DT (demonstratoare tehnologice) grup propulsie naval de marş NPRM-ST40M, respectiv grup propulsie de fortaj pentru instalarea la bordul navei tip NPR şi cuplarea la arborele port elice si, nu in ultimul rand, activitati de achizitionare a materialelor destinate executarii canalizatiei de evacuare si a echipamentelor ce intra in componenta sistemului de comanda si control al turbomotorului ST40M.
Configuraţia de demonstrator tehnologic grup propulsie naval de marş cu ST40M (fig. 1) evidentiaza un model de canalizatie de admisie de tip pantalon, care ocoleşte reductorul inversor şi se cuplează cu o volută de admisie de tip radială, pentru a asigura alimentarea cu aer în condiţii optime a turbomotorului ST40M.
Evacuarea gazelor de ardere se realizează prin intermediul canalizaţiei de evacuare formată din difuzor, compensatoare de dilataţie, cot cu voleţi profilaţi şi o conductă care se cuplează la coşul de evacuare existent.
Atât canalizaţia de admisie cât şi canalizaţia de evacuare reprezintă construcţii modulare, formate din table sudate.
Reductorul inversor se cuplează la reductorul navei şi se poate sprijini pe suporţii existenţi ai navei, cu adaptările ce se impun sau prin intermediul unui suport propriu.
Turbomotorul ST40M este cuplat prin intermediul arborelui elastic de flanşa reductorului inversor de marş. Turbomotorul ST40M se sprijină pe un suport propriu prin intermediul a două furci de prindere conectate la braţe suport reglabile pe înălţime.
Fig. 2 Configuraţia de demonstrator tehnologic grup propulsie naval de marş cu ST40M
In fig. 2 este prezentată configuraţia de demonstrator tehnologic grup propulsie naval de forţaj cu ST40M. Turbomotorul ST40M are arborele de putere în partea frontală, fapt ce constituie un avantaj faţă de configuraţia existentă, deoarece nu mai este nevoie de inversarea fluxurilor în celula de forţaj, fapt ce conduce la simplificare din punct de vedere constructiv.
Canalizaţia de admisie este formată dintr-o conductă profilată care se conectează la coşul existent de admisie, iar la celălalt capăt la o volută radială de admisie aer în turbomotor.
Evacuarea gazelor de ardere se realizează prin intermediul canalizaţiei de evacuare formată din difuzor, compensatoare de dilataţie, cot cu voleţi profilaţi şi o conductă care ajunge în coşul de evacuare existent, utilizând acelaşi traseu ca în configuraţia existentă. Atât canalizaţia de admisie cât şi canalizaţia de evacuare reprezintă construcţii modulare, formate din table sudate.
Ansamblul transmisie forţaj se cuplează la reductorul de forţaj existent şi este susţinut de un perete frontal care este aşezat pe batiul navei, formând o prindere fermă.
Turbomotorul ST40M este susţinut de un ansamblu suport format din tiranţi de reglare prevăzuţi la capete cu furci de prindere. Suportul turbomotorului este conectat la un perete frontal care face legătura cu batiul navei pentru a asigura o prindere fermă.
Fig. 2 Configuraţie demonstrator tehnologic grup propulsie naval de forţaj cu ST40M
În conturarea soluţiilor au contribuit şi analizele numerice elaborate pe canalizaţiile de admisie aer, respectiv evacuare gaze de ardere. Acestea evidenţiază pierderi de presiune minime, sub valorile indicate de producătorul turbomotorului.
Etapa II Cercetare-dezvoltare pentru realizare DT grup propulsie naval de marş şi forţaj NPRM/NPRF-ST40M pe stand
În cadrul activităţilor realizate în Etapa 2 s-a elaborat un studiu de amenajare stand pentru testare a unui DT grup propulsie naval de marş NPRM-ST40M, respectiv forţaj NPRF-ST40M în care s-au definit configuraţiile de testare. Desemenea au fost elaborate documentaţii de execuţie pentru componentele necesare testării. S-au realizat în totalitate componentele pentru testarea în stand a DT grup propulsie naval de marş, configuraţia ansamblului este prezentată în Fig.1.
Fig.1 Configuraţia DT grup propulsie naval de marş instalat pe stand
Pentru testarea în stand a DT grup propulsie naval de forţaj, pe baza documentaţiilor de execuţie s-au lansat în fabricaţie componentele necesare testării, în configuraţia din Fig.2.
Fig.2 Configuraţia DT grup propulsie naval de forţaj instalat pe stand
Etapa III - Instalare şi testare demonstrator tehnologic grup propulsie naval de marș NPRM ST40M pe stand și la bordul unei nave tip NPR. Fabricare, instalare şi testare demonstrator tehnologic grup propulsie naval de forțaj NPRF-ST40M pe stand și la bordul unei nave tip NPR. Elaborare documente și școlarizare personal – partial
În cadrul activităților realizate în Etapa 3, s-a instalat şi testat Demonstrator Tehnologic grup propulsie naval de marș NPRM ST40M pe stand (Fig.1) si totodata s-a elaborat un studiu de amenajare pentru testarea pe nava tip NPR (Fig.2).
S-au realizat în totalitate componentele Demonstratorului Tehnologic grup propulsie naval de marş și s-a instalat pe navă în vederea testării (Fig.3). S-a elaborat un studiu de amenajare pentru testarea DT grup propulsie naval de forțaj NPRF-ST40M pe stand (Fig.4), în care s-au definit configurațiile de testare.
Fig.4 Configurația DT grup propulsie naval de forțaj instalat pe stand