Brytyjska firma Helix, znana z produkcji niezwykle kompaktowych silników elektrycznych o imponującej gęstości mocy, właśnie wprowadza na rynek morski swój najnowszy produkt Pod Cartridge. Zapowiedź z października 2025 roku może przynieść istotne zmiany w segmencie mniejszych jednostek pływających. Dotychczas zaawansowane napędy podowe z pełnym obrotem 360 stopni stanowiły domenę wyłącznie dużych statków oceanicznych. Teraz ta technologia ma szansę trafić do zwykłych użytkowników łodzi rekreacyjnych oraz niewielkich jednostek komercyjnych.
Czytaj też: Japończycy idą pod prąd trendom elektryfikacji. Honda przygotowuje rewolucyjny napęd hybrydowy
Firma obiecuje nie tylko poprawę wydajności i manewrowości, ale przede wszystkim zupełnie nowe podejście do projektowania małych statków. Ich rozwiązanie ma podobno zmniejszać opór hydrodynamiczny aż o 70 proc. w porównaniu z tradycyjnymi napędami podowymi – to dość śmiała deklaracja, która wymagałaby potwierdzenia w rzeczywistych warunkach.
Helix Pod Cartridge – przełomowa jednostka dla małych łodzi
Napędy podowe reprezentują zdecentralizowaną formę napędu morskiego, gdzie wszystkie komponenty układu napędowego zintegrowane są w poziomo przegubowej gondoli mocowanej pod kadłubem. Zamiast konwencjonalnego systemu z dużym silnikiem głównym, długim wałem napędowym i oddzielnym sterem, całość mieści się w jednej obrotowej jednostce.
Czytaj też: Pączek, który napędza przyszłość! Poznajcie innowacyjny silnik elektryczny Donut Lab
Kluczową przewagą jest możliwość pełnego obrotu o 360 stopni, co pozwala precyzyjnie kierować ciąg dokładnie tam, gdzie jest potrzebny, eliminując przy tym konieczność stosowania osobnego systemu sterowania. W praktyce oznacza to, że nawet spore jednostki mogą obracać się w miejscu, podobnie jak samochody elektryczne z wektorowaniem momentu obrotowego. Takie rozwiązanie znacząco ułatwia manewrowanie w zatłoczonych marinach czy wąskich przesmykach.
Do tej pory ta technologia pozostawała poza zasięgiem mniejszych jednostek z całkiem prozaicznego powodu. Konwencjonalne silniki elektryczne nie zapewniały wystarczającej gęstości mocy, co skutkowało tworzeniem masywnych i ciężkich gondoli. Ich duże rozmiary generowały znaczący opór hydrodynamiczny, który niweczył korzyści płynące z samej koncepcji napędu podowego. W efekcie rozwiązanie to miało sens ekonomiczny wyłącznie dla jednostek o mocy przekraczającej megawat.
Warto przyjrzeć się danym z rynku dużych statków, gdzie napędy podowe funkcjonują od kilkudziesięciu lat. System ABB Azipod, pierwszy elektryczny napęd podowy wprowadzony na początku lat 90., regularnie osiąga redukcję zużycia energii od 5 do 15 proc. w porównaniu z tradycyjnymi układami wyposażonymi w wał napędowy. W optymalnych warunkach oszczędności mogą sięgać nawet 20-25 proc.
Badanie przeprowadzone przez konsultanta morskiego Deltamarin wykazało konkretne liczby dla promów. Jednostka wyposażona w dwa Azipody o mocy 10 MW może zaoszczędzić do 1,7 miliona dolarów rocznie na kosztach paliwa. Przekłada się to na redukcję emisji dwutlenku węgla o około 10 tys. ton rocznie, co odpowiada rocznemu śladowi węglowemu około 2200 samochodów osobowych.
Systemy Azipod przepracowały łącznie ponad 15 milionów godzin, oszczędzając przy tym ponad 700 tys. ton paliwa tylko w segmencie promów pasażerskich. To niewątpliwie imponujące liczby, jednak dotyczą jednostek o zupełnie innej skali niż małe łodzie rekreacyjne czy komercyjne. Pojawia się więc pytanie, czy podobne korzyści uda się osiągnąć w przypadku mniejszych zastosowań.
Helix postawił na innowacyjną topografię silników elektrycznych, która generuje wysoką moc i moment obrotowy z niewielkich, ultralekkich pakietów. Silnik radialny SPC177, zaprojektowany specjalnie do zastosowań morskich, oferuje gęstość mocy sięgającą 9,7 kW/kg. W praktyce oznacza to 300 kW mocy ciągłej z pakietu ważącego zaledwie 31 kg.
Dla porównania, tradycyjne silniki elektryczne o podobnej mocy ważą wielokrotnie więcej. Ta różnica w gęstości mocy stanowi klucz do sukcesu całej koncepcji. Dzięki kompaktowym wymiarom gondola napędowa może być znacznie mniejsza, co radykalnie redukuje opór hydrodynamiczny. W rozmiarach poniżej megawata opór generowany przez gondolę staje się praktycznie znikomy.
Opór nawet o 70 proc. mniejszy
Firma zapewnia, że jej konstrukcja pozwoli zmniejszyć opór o 70 proc. w porównaniu do tradycyjnych napędów podowych. Gdyby te deklaracje znalazły potwierdzenie w praktyce, mogłoby to oznaczać istotny postęp w technologii napędów morskich.
Czytaj też: Rewolucja w silnikach odrzutowych nadchodzi. Ta nowa stal zmieni lotnictwo na zawsze
Helix planuje dostarczać modułowe Pod Cartridge producentom jednostek o mocy poniżej megawata. Na początku dostępne będą trzy warianty mocy: 100, 200 i 300 kW. Firma zamierza rozszerzyć ofertę do zakresu od 480 kW do 3 MW, co otworzy możliwości zastosowania w szerszej gamie jednostek. Klienci będą mogli projektować własne systemy zasilania, w tym czysto bateryjne lub hybrydowe z generatorem diesla albo alternatywnym źródłem energii.
W początkowej fazie spodziewane jest preferowanie systemów hybrydowych. To zrozumiałe, biorąc pod uwagę obecne ograniczenia technologii akumulatorowej w zastosowaniach morskich, gdzie długi zasięg i szybkie uzupełnianie energii mają kluczowe znaczenie. W miarę rozwoju technologii magazynowania energii, czyste rozwiązania elektryczne mogą stopniowo zyskiwać na popularności.
Rozwiązanie proponowane przez Helix uwalnia cenną przestrzeń na pokładach jednostek pływających. Miejsce dotychczas zajmowane przez silniki zaburtowe może teraz służyć innym celom. Podobnie wewnątrz kadłuba znikają komory silnikowe i długie wały napędowe, co otwiera zupełnie nowe możliwości projektowe.