Marine Solutions của GE báo cáo rằng họ đã hoàn thành thành công nhiều thử nghiệm cháy trên vỏ tàu biển composite LM2500 mới của mình như một phần của Chương trình hiện đại hóa mô-đun (MMP). Các thử nghiệm cháy và các thành phần khác đã xác minh việc sử dụng vật liệu composite để giảm đáng kể trọng lượng và cải thiện hiệu suất. Ngoài ra, thiết kế gói đã tiến triển để kết hợp các cảm biến và thành phần gói được cập nhật.
Những bên tham gia MMP bao gồm GE, General Dynamics Bath Iron Works và Hải quân Hoa Kỳ; chương trình bắt đầu vào năm 2014.
“Các tàu liên tục phải đối mặt với thách thức về trọng lượng để đáp ứng nhu cầu năng lực hiện tại và tương lai cũng như giảm chi phí vòng đời”, Brien Bolsinger, Phó chủ tịch kiêm Tổng giám đốc của GE cho biết. “Đó là lý do tại sao MMP được thiết kế theo nhu cầu của khách hàng: cập nhật mô-đun tua-bin khí bằng các công nghệ mới đã được chứng minh giúp giảm trọng lượng vỏ tàu khoảng 50%, đồng thời giảm chi phí vòng đời, phát thải tiếng ồn và cải thiện tính an toàn”.
Cấu trúc composite nguyên khối mới của mô-đun hàng hải LM2500 của GE không sử dụng mối nối bu lông giữa tường và trần. Tính năng này cải thiện đáng kể việc lắp ráp và giảm tiếng ồn thông qua việc loại bỏ các kênh tiếng ồn. Việc sử dụng vật liệu composite cũng cho phép làm cho cửa mô-đun và tấm tiếp cận lớn hơn nhưng nhẹ hơn để dễ xử lý. Việc sử dụng vật liệu composite loại bỏ tình trạng rỉ sét của cửa, bản lề và tấm tiếp cận, giảm bảo trì đồng thời cải thiện tính an toàn.
Hình ảnh cho thấy vách hông composite của mô-đun tua-bin khí biển GE LM2500 mới trong quá trình thử nghiệm xác nhận khả năng chịu lực và tính toàn vẹn về cấu trúc được tiến hành tại Viện nghiên cứu Tây Nam.
Thử nghiệm cháy được tiến hành tại Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI) để xác nhận rằng thiết kế composite đáp ứng các yêu cầu về khả năng chống cháy của Hải quân Hoa Kỳ. SwRI là phòng thử nghiệm được công nhận và là cơ quan kiểm tra và đảm bảo chất lượng của bên thứ ba.
Thử nghiệm SwRI cũng cho thấy những điều sau:
• Tường composite mô-đun đã vượt qua các thử nghiệm về ngọn lửa trực tiếp và tác động nhiệt gián tiếp, thử nghiệm về mức độ độc hại của khói và khí thải.
• Tấm ốp tường và trần composite đã vượt qua các bài kiểm tra về khả năng chống cháy và tính toàn vẹn của kết cấu. Các bài kiểm tra này đo lường khả năng chịu lửa của vật liệu và khả năng chịu tải của kết cấu (bao gồm cả nhân viên cứu hỏa) trong trường hợp hỏa hoạn. Tấm ốp đã chịu nhiệt độ tăng nhanh và giữ ở mức 2000oF.
• Các thử nghiệm và phân tích các phần tường thép và tường composite chịu nhiệt độ 500oF – cùng với phân tích truyền nhiệt được hiệu chuẩn toàn bộ gói – cho thấy những cải tiến đáng kể với thiết kế tường composite GE. Các thử nghiệm này cho thấy nhiệt độ bên ngoài sẽ giảm đáng kể.
• Các thử nghiệm so sánh tấm cách âm cho thấy mức độ áp suất âm thanh truyền đi (dBA) được cải thiện.
MMP tập trung vào lớp vỏ do GE thiết kế bao quanh toàn bộ tua bin khí LM2500 (cửa vào, động cơ và ống xả) có một số chức năng quan trọng. Lớp vỏ này hạn chế việc tản nhiệt ra phòng máy và cung cấp khả năng bảo vệ nhiệt cho thủy thủ đoàn khỏi nhiệt độ >1000oF tỏa ra từ tua bin khí và ống xả. Lớp vỏ này tạo thành ranh giới âm thanh và hỏa hoạn xung quanh tua bin khí để đảm bảo an toàn cho tàu. Dựa trên thử nghiệm, lớp vỏ composite LM2500 mới sẽ làm giảm tiếng ồn tốt hơn trong khi vẫn duy trì cùng đặc tính chống cháy như lớp vỏ thép.
Mô-đun hàng hải LM2500
Được chứng nhận đầy đủ theo yêu cầu về chống sốc của Hải quân Hoa Kỳ
Việc lắp ráp vỏ bọc nguyên mẫu hiện đang được tiến hành và sẽ được thử nghiệm trong một buồng thử nghiệm tuabin khí quy mô đầy đủ để xác nhận khả năng giảm tiếng ồn và hiệu suất nhiệt được dự đoán trước đó bằng các thử nghiệm và phân tích thành phần. Vỏ bọc composite sau đó sẽ được thử nghiệm va đập xà lan theo yêu cầu của Hải quân Hoa Kỳ. Các thử nghiệm này dự kiến sẽ hoàn thành vào giữa năm 2018.
Mô-đun tua-bin khí được phát triển theo MMP sẽ có vào năm 2018 với ứng dụng đầu tiên dự kiến trên các tàu DDG-51 Flight III của Hải quân Hoa Kỳ. Vỏ composite nhẹ và các thành phần được cập nhật cũng sẽ có sẵn cho các lực lượng hải quân quốc tế vào năm 2018. Riêng GE hiện đang sản xuất một cụm cửa composite cải tiến cho một khách hàng hải quân.
Trên toàn thế giới, hơn 1,400 tua-bin khí GE đã hoạt động hơn 14 triệu giờ, phục vụ cho 35 lực lượng hải quân trên 500 tàu hải quân cho 100 chương trình tàu quân sự, từ tàu tuần tra, tàu khu trục và tàu tuần dương đến tàu hộ tống, tàu hộ tống nhỏ, tàu đổ bộ và tàu sân bay.