超級游艇設計行業中，一場革命正在悄然發生，POD推進器正在崛起

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在不斷發展的超級游艇設計行業中，一場悄無聲息的革命正在水線以下發生。電動方位推進裝置（或業內稱為 POD）正在挑戰傳統軸驅動系統的主導地位。幾十年來，這些創新的推進裝置已經是郵輪領域的中流砥柱，在游艇設計中獲得了巨大的吸引力，有望增強機動性、提高空間利用率和可能的效率優勢，這與該行業對可持續發展的推動相一致。

但這些說法有什么道理嗎？這對超級游艇設計的未來究竟意味著什么？我們對采用這項技術的影響進行了廣泛的研究，研究了從性能指標到結構考慮因素的所有內容，并發表了一篇技術論文。研究結果揭示了每個游艇所有者和行業專業人士都應該了解的權衡和機會的復雜圖景。

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POD
的崛起 POD 的核心代表了對船舶推進的根本重新構想。與傳統的軸系統不同，這些裝置可以 360 度旋轉，將推進和轉向結合在一個套件中。它們具有多種配置，從緊湊的 0.2mW 裝置到強大的 7.0mW 及以上系統，每種配置都適合特定的容器要求。

這些裝置背后的技術分為兩大類。第一個使用機械齒輪驅動的螺旋槳，電動機以 Z 驅動（水平電機對中）或 L 驅動（垂直電機對中）配置安裝在上方。第二種集成度更高的方法將電動機直接置于推進模塊中。

螺旋槳配置也各不相同。直接安裝的電機通常采用固定螺距螺旋槳，而機械系統可以容納可調螺距螺旋槳以提高效率。一些裝置甚至使用對轉螺旋槳，其中后螺旋槳與來自前螺旋槳漩渦的通電流協調工作，最大限度地提高功率密度并最大限度地減少損失。

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性能問題
也許最緊迫的問題是 POD 在性能方面與傳統軸系統的比較，我們的研究揭示了一些有趣的權衡。根據我們的大型游艇統計數據庫，并使用最近的新建數據和經驗，圖 2 顯示，配備 POD 的游艇通常達到最大速度，比同類軸驅動船舶慢約 2 節。

雖然我們不是 POD 設計師，但我們假設較低的速度源于螺旋槳盤的功率密度降低，受支柱強度要求、更大的螺旋槳輪轂尺寸和更高的 RPM作等因素的影響。然而，還必須考慮到，由于相關的環境效益，在整個船隊中，超級游艇通常以較慢的速度行駛，因此 POD 的速度限制在現代工業中不一定是一個問題。

不過，原始速度并不是全部。在比較吊艙和軸線容器之間的阻力和效率時，有多種因素在起作用。對 88 米游艇進行的案例研究顯示，由于消除了軸支架和方向舵，POD 驅動的船舶在最高速度下可以減少高達 8% 的附件阻力。如果故事到此結束，對 POD 來說不是很好嗎？

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當考慮整個推進鏈時，效率的概念變得更加復雜。雖然一些 POD 配置在最高速度下顯示的交付功率要求比傳統軸系統低 14% 到 6% 不等，但考慮到所有傳動和電氣損耗，POD 系統在動力源處的最終制動功率需求通常最終會高出 0% 到 17%。這種差異凸顯了效率問題可以用不止一種方式進行爭論，并且結果也不同。在我們研究的示例中，得出的結論是，電動 Pod 的功率需求高于機械軸線解決方案。

然而，電能架構在電力供應方面確實提供了巨大的機會。因此，盡管電力需求可能更高，但電力供應在提高效率或可持續性方面存在許多情況。這些包括電池、替代燃料、混合動力和針對特定游艇的運營情況優化的動力多樣化。

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重新構想船體設計
將 POD 集成到超級游艇設計中，需要從根本上重新思考船體設計原則。水下輪廓必須平衡多個競爭因素，從阻力和適航性能到效率和舒適度。需要特別關注的五個關鍵領域：

首先，吃水考慮因素變得至關重要。POD 的功率密度較低，這意味著隨著功率需求的增加，較大的裝置通常需要更深的吃水，從而形成可能影響船舶規格的設計循環。當作要求限制吃水時，設計人員可能需要在合同速度上做出妥協。

其次，橫梁設計具有新的重要性。POD 偏愛具有淺死角和外側艙底的 U 形截面（圖 4，布置 A），而彎曲或圓形截面可能會使安裝復雜化，并且可能需要傾斜以減少內部空間（布置 B）。整流罩可以幫助適應過度傾斜，但它們通常會增加 1% 到 2% 的阻力（布置 C）。

將 POD 安裝在較平坦的水下截面形狀上也不太復雜，但關鍵是要避免淺而平坦的部分，以盡量減少船尾撞擊。使橫梁更深會降低砰砰作響的風險，但可能會以增加阻力為代價。必須取得微妙的平衡。

第三，需要仔細考慮 POD 的橫向定位，以便在保持在船舶橫梁吃水線內的同時實現完全旋轉。這種定位必須平衡機動性和實際考慮，例如我們是否應該討論在 POD 室之間進入船尾。

第四，縱向定位會影響整個船尾設計。POD 需要具有足夠維護余量的專用技術空間，通常會將裝置推向船體中更靠前的位置。這會影響臀部線條的設計，并可能影響船只的整體平衡。

最后，重量分配也帶來了自身的挑戰。與傳統的柴機械系統相比，帶有 POD 的柴電推進系統通常會增加燈船的排水量，需要仔細考慮對整體重量分布和船體設計的影響。

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舒適因素
POD 真正閃耀的一個領域是噪音和振動控制。通過將推力載荷集中在船舶的尾端，POD 顯著減少了通過船體的振動傳遞。
這與傳統的軸線不同，由于機械配置，與推進相關的干擾可能會增加。

POD 具有適應性強的支柱長度，可在設計過程中優化螺旋槳尖端間隙，再加上較低的功率密度，減少了船體上的壓力脈沖。再加上消除軸對中問題和與磨損相關的振動，這些因素有助于顯著提供更安靜、更舒適的船上體驗。

精湛的機動性
也許 POD 系統最引人注目的優勢在于其卓越的機動性。正在進行的全尺寸測試表明，與傳統的軸舵系統相比，POD 可以將轉彎半徑減小多達 38%。當在港口以低速進行近距離作業時，改進的動態定位和定點能力勝過軸狀船舶，POD 系統能夠在風速下保持位置，比傳統布置高 30%。

設計自由度和未來前景
POD 的采用，特別是與柴電系統相結合，為超級游艇設計開辟了新的可能性。沒有傳統軸線的布置限制，設計人員在發動機室的布置和電源分配方面獲得了更大的靈活性。

然而，與所有變化一樣，這種自由也有其自身的限制。POD 需要在其轉向模塊上方有專門的“POD 室”，這可能會影響海灘俱樂部區域和船尾通道——船東享受游艇的關鍵位置。

我們對這個問題的解決方案是在不影響一般布置的情況下集成 POD 推進，我們稱之為“Free From Bulkheads”概念。通過增加船舶的干舷，包括 POD 室在內的所有技術空間都可以保持在下層甲板下方，同時允許在上面提供完整的客人體驗。

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展望未來
雖然傳統的軸系統仍然是超級游艇設計中的主要推進方法，但該行業對采用電動架構的日益關注使 POD 系統成為越來越有吸引力的選擇。它們在機動性、舒適性和設計靈活性方面的優勢往往超過了它們在最高速度方面的局限性。

成功實施 POD 的關鍵在于設計階段的早期考慮，從而實現所有系統的最佳集成。隨著技術的不斷進步和電氣效率的提高，我們可以期待看到 POD 系統在未來的超級游艇設計中發揮越來越重要的作用。

對于考慮 POD 推進的業主和設計師來說，決定最終取決于具體的項目要求和優先事項，而速度是主導因素。雖然它們可能不會在不久的將來完全取代傳統的軸線，但 POD 代表了一種引人注目的替代方案，與該行業朝著更優化、更舒適和更易縱的游艇發展軌跡非常吻合。

原創文章來源:艇好買平臺/五星之光全球游艇諜報中心/五星之光游艇駕校 加V交流a5fivestar