समुद्री प्रणोदन

समुद्री प्रणोदन वह तंत्र या प्रणाली है जिसका उपयोग पानी के माध्यम से जलयान को स्थानांतरित करने के लिए जोर उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। जबकि पैडल और पाल अभी भी कुछ छोटी नावों पर उपयोग किए जाते हैं, अधिकांश आधुनिक जहाजों को यांत्रिक प्रणालियों द्वारा संचालित किया जाता है जिसमें एक विद्युत मोटर या आंतरिक दहन इंजन होता है जो एक प्रोपेलर चला रहा है, या कम बार-बार, पंप-जेट्स में, एक प्ररित करनेवाला समुद्री इंजीनियरिंग समुद्री प्रणोदन प्रणाली की इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया से संबंधित अनुशासन है।मानव-संचालित वॉटरक्राफ्ट मानव-संचालित पैडल और ऊर, और बाद में, पाल समुद्री प्रणोदन के पहले रूप थे। रोइंग गैलिलियों, कुछ पाल से सुसज्जित, ने प्रारंभिक मानव समुद्री यात्रा और नौसैनिक युद्ध में एक महत्वपूर्ण प्रारंभिक भूमिका निभाई। समुद्री प्रणोदन का पहला उन्नत यांत्रिक साधन समुद्री भाप इंजन था, जिसे 19वीं शताब्दी के प्रारम्भ में पेश किया गया था। 20वीं शताब्दी के दौरान इसे दो स्ट्रोक डीजल इंजन, दो-स्ट्रोक या चार-स्ट्रोक डीजल इंजन, बाहरी इंजन और तेज जहाजों पर गैस टरबाइन इंजन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। परमाणु समुद्री प्रणोदन, जो 1950 के दशक में दिखाई दिया, युद्धपोतों और आइसब्रेकर को आगे बढ़ाने के लिए भाप का उत्पादन करता है; व्यावसायिक अनुप्रयोग, उस दशक के अंत में प्रयास किया गया, पकड़ने में विफल रहा। पनडुब्बियों और इलेक्ट्रिक नौकाओं पर प्रणोदन के लिए बैटरी का संकुल का उपयोग करने वाले बिजली की नाव का उपयोग किया गया है और ऊर्जा-कुशल प्रणोदन के लिए प्रस्तावित किया गया है। तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी) आंतरिक दहन इंजन में विकास उनके कम उत्सर्जन और लागत लाभ के लिए मान्यता प्राप्त कर रहा है। स्टर्लिंग इंजन, जो शांत, सुचारू रूप से चल रहे हैं, स्टर्लिंग इंजन समुद्री इंजनों के कई अनुप्रयोगों को जितना हो सके चुपचाप चलाने के लिए प्रेरित करते हैं। डीजल प्रणोदन प्रणाली थर्मल बलों से यांत्रिक ऊर्जा को परिवर्तित करने वाली सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली समुद्री प्रणोदन प्रणाली है। डीजल प्रणोदन प्रणाली मुख्य रूप से छोटी नावों और मनोरंजक जहाजों के साथ-साथ लगभग सभी प्रकार के जहाजों में उपयोग की जाती है। आंतरिक दहन इंजन या पावर टर्बाइन की तुलना में कुल दक्षता कम होने के कारण इसका डिजाइन नागरिक समुद्री अनुप्रयोग में उपयोग नहीं किया जाता है।

पूर्व-मशीनीकरण
19वीं सदी के प्रारम्भ में जहाजों में कोयले से चलने वाले भाप के इंजन के इस्तेमाल से पहले, पैडल या हवा वॉटरक्राफ्ट प्रणोदन के प्रमुख साधन थे। व्यापारी जहाज मुख्य रूप से पाल का इस्तेमाल देखो थे, लेकिन उस अवधि के दौरान जब नौसैनिक युद्ध राम को पीटने या हाथ से लड़ने के लिए बंद जहाजों पर निर्भर करता था, गैली को उनकी गतिशीलता और गति के लिए पसंद किया जाता था। प्राचीन ग्रीस की नौसेनाएं जो पेलोपोनेसियन युद्ध में लड़े थे, ट्राइरेम्स का इस्तेमाल करती थीं, जैसा कि एक्टियम की लड़ाई में प्राचीन रोम ने किया था। 16वीं शताब्दी के बाद से नौसैनिक तोपखाना का विकास गतिशीलता के आगे व्यापक वजन का तिजोरी; इसने निम्नलिखित तीन शताब्दियों में पाल-संचालित युद्धपोत के प्रभुत्व को जन्म दिया।

आधुनिक समय में, मानव प्रणोदन मुख्य रूप से छोटी नावों पर या सेलबोट्स पर सहायक प्रणोदन के रूप में पाया जाता है। मानव प्रणोदन में पुश पोल, रोइंग और पैडल सम्मिलित हैं।

पाल द्वारा प्रणोदन सामान्यतः एक सीधा मस्तूल पर फहराया जाता है, जो खड़ी रिगिंग द्वारा समर्थित होता है, और रस्सी से बने हेराफेरी द्वारा नियंत्रित होता है। उन्नीसवीं शताब्दी के अंत तक पाल वाणिज्यिक प्रणोदन का प्रमुख रूप थे, और बीसवीं शताब्दी में उन मार्गों पर अच्छी तरह से उपयोग किया जाता रहा जहां हवा का आश्वासन दिया गया था और कोयला उपलब्ध नहीं था, जैसे कि दक्षिण अमेरिकी नाइट्रेट व्यापार में। पाल अब सामान्यतः मनोरंजन और रेसिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं, हालांकि ईंधन की बचत के लिए बड़े आधुनिक जहाजों पर पतंग/शाही (सेल), टर्बोसेल, रोटरसेल, विंगसेल, विंडमिल जहाज और स्काईसेल्स की अपनी पतंग बोय-प्रणाली के अभिनव अनुप्रयोगों का उपयोग किया गया है।

यंत्रीकृत
20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, ईंधन की बढ़ती लागत ने भाप टरबाइन के लगभग समाप्त होने का कारण बना। लगभग 1960 के बाद से अधिकांश नए जहाजों को चार या दो-स्ट्रोक दोनों डीजल इंजनों के साथ बनाया गया है। भाप टर्बाइनों के साथ निर्मित अंतिम प्रमुख यात्री जहाज प्रशांत आकाश था, जिसे 1984 में लॉन्च किया गया था। इसी तरह, ईंधन दक्षता में सुधार के लिए कई भाप जहाजों को फिर से इंजन दिया गया था। एक हाई-प्रोफाइल उदाहरण 1968 में निर्मित महारानी एलिजाबेथ 2 था, जिसमें 1986 में उसकी भाप टर्बाइनों को डीजल बिजली प्रणोदन संयंत्र से बदल दिया गया था।

स्टीम टर्बाइन वाले अधिकांश नए-निर्मित जहाज विशेष पोत होते हैं जैसे परमाणु-संचालित जहाज, और कुछ व्यापारी जहाज (विशेष रूप से तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी) और कोयला वाहक) जहां कार्गो को बंकर ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

भाप
भाप दो प्रकार के इंजनों को शक्ति प्रदान करती है, प्रत्यागामी (एक क्रैंकशाफ्ट से जुड़े भाप ड्राइविंग पिस्टन के साथ) और टरबाइन (एक कताई शाफ्ट से रेडियल रूप से जुड़े भाप ड्राइविंग ब्लेड के साथ)। प्रत्येक से शाफ्ट शक्ति या तो सीधे प्रोपेलर, पंप जेट या अन्य तंत्र में जा सकती है, या यह किसी प्रकार के संचरण के माध्यम से जाती है; यांत्रिक, विद्युत या हाइड्रोलिक। 1800 के दशक में, समुद्री प्रणोदन के लिए भाप मुख्य शक्ति स्रोतों में से एक था। 1869 में भाप के जहाजों का एक बड़ा प्रवाह था क्योंकि समय अवधि के दौरान भाप इंजन में बड़ी प्रगति हुई थी।

पारस्परिक


प्रत्यागामी इंजन पिस्टन-इंजन वाले स्टीमशिप का विकास एक जटिल प्रक्रिया थी। प्रारम्भिक स्टीमशिप लकड़ी से, बाद में कोयले या ईंधन तेल से चलते थे। प्रारम्भिक जहाजों में स्टर्न या साइड पैडल स्टीमर का इस्तेमाल होता था, जो पेंच प्रोपेलर के लिए रास्ता देता था।

1807 में अमेरिका में रॉबर्ट फुल्टन की उत्तर नदी स्टीमबोट (जिसे अक्सर क्लेरमोंट कहा जाता है) को पहली व्यावसायिक सफलता मिली, उसके बाद यूरोप में 45 ft PS कोमेट 1812 का। स्टीम प्रोपल्शन 19वीं शताब्दी के बाकी हिस्सों में काफी आगे बढ़ा। उल्लेखनीय विकास में भाप सतह संघनित्र सम्मिलित है, जिसने जहाज के बॉयलरों में समुद्र के पानी के उपयोग को समाप्त कर दिया। यह, बॉयलर प्रौद्योगिकी में सुधार के साथ, उच्च भाप दबावों की अनुमति देता है, और इस प्रकार उच्च दक्षता वाले स्टीम इंजन # एकाधिक विस्तार इंजन (यौगिक) इंजन का उपयोग होता है। इंजन की शक्ति को प्रसारित करने के साधन के रूप में, पैडल पहियों ने अधिक कुशल स्क्रू प्रोपेलर को रास्ता दिया।

19वीं शताब्दी के अंत में एकाधिक विस्तार भाप इंजन व्यापक हो गए। इन इंजनों ने उच्च दबाव वाले सिलेंडर से कम दबाव वाले सिलेंडर में भाप को समाप्त कर दिया, जिससे दक्षता में बड़ी वृद्धि हुई।

टर्बाइन
भाप टर्बाइनों कोयला कोयले या बाद में, ईंधन तेल या परमाणु ऊर्जा द्वारा ईंधन दिया गया। सर चार्ल्स अल्गर्नन पार्सन्स द्वारा विकसित समुद्री भाप टर्बाइन शक्ति-से-भार अनुपात बढ़ाया। में इसका अनाधिकारिक रूप से प्रदर्शन कर प्रचार-प्रसार किया 100 ft 1897 में Spithead फ्लीट रिव्यू, रॉयल नेवी#क्वीन विक्टोरिया में टर्बिनिया। इसने 20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में हाई-स्पीड लाइनरों की एक पीढ़ी की सुविधा प्रदान की, और प्रत्यागामी भाप इंजन को अप्रचलित कर दिया; पहले युद्धपोतों में और बाद में व्यापारिक जहाजों में।

20 वीं शताब्दी के प्रारम्भ में, भारी ईंधन तेल अधिक सामान्य उपयोग में आया और कोयले को स्टीमशिप में पसंद के ईंधन के रूप में बदलना शुरू कर दिया। इसके महान लाभ थे सुविधा, कोयला ट्रिमर की आवश्यकता को हटाकर जनशक्ति को कम करना और स्टोकर, और ईंधन बंकरों के लिए आवश्यक कम स्थान।

परमाणु-संचालित
इन जहाजों में, परमाणु रिएक्टर टर्बाइनों को चलाने के लिए भाप बनाने के लिए पानी को गर्म करता है। जब पहली बार विकसित हुआ, डीजल तेल की बहुत कम कीमतों ने परमाणु प्रणोदन के वाणिज्यिक आकर्षण को सीमित कर दिया। इसकी ईंधन-मूल्य सुरक्षा, अधिक सुरक्षा और कम उत्सर्जन के लाभ परमाणु ऊर्जा संयंत्र की उच्च प्रारंभिक लागतों को दूर करने में असमर्थ थे। 2019 में, कुछ नौसेना और आइसब्रेकर जैसे विशेषज्ञ जहाजों को छोड़कर परमाणु प्रणोदन दुर्लभ है। बड़े विमान वाहकों में, पहले जहाज के बंकरेज के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थान का उपयोग बंकर विमानन ईंधन के बजाय किया जाता है। पनडुब्बियों में, उच्च गति पर डूबे हुए और लंबे समय तक अपेक्षाकृत शांत रहने की क्षमता स्पष्ट लाभ रखती है। कुछ नौसैनिक जहाज़ों ने भी परमाणु ऊर्जा का इस्तेमाल किया है; 2006 तक, सेवा में शेष केवल रूसी हैं कीरॉफ़-class युद्धक्रीड़ा. परमाणु समुद्री प्रणोदन के साथ एक गैर-सैन्य जहाज का एक उदाहरण है आर्कटिका-class आइसब्रेकर साथ 75000 shp. एक आइस-ब्रेकर में, आर्कटिक स्थितियों की मांग में ईंधन सुरक्षा और सुरक्षा का एक फायदा है। का व्यावसायिक प्रयोग NS सवाना 1970 के दशक में नाटकीय ईंधन मूल्य वृद्धि से पहले समाप्त हो गया। सवाना आंशिक रूप से यात्रियों के लिए और आंशिक रूप से कार्गो के लिए अक्षम डिजाइन से भी पीड़ित था।

हाल के दिनों में, वाणिज्यिक परमाणु नौवहन में कुछ नए सिरे से रुचि दिखाई दे रही है। ईंधन तेल की कीमतें अब बहुत अधिक हैं। परमाणु-संचालित मालवाहक जहाज कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन से जुड़ी लागत को कम कर सकते हैं और पारंपरिक डीजल चालित जहाजों की तुलना में उच्च क्रूज गति पर यात्रा कर सकते हैं।

डीजल
अधिकांश आधुनिक जहाजों में प्रत्यागामी डीजल इंजन का उपयोग उनके प्रमुख चालक के रूप में किया जाता है, अधिकांश अन्य प्रमुख गति तंत्रों की तुलना में उनकी परिचालन सादगी, मजबूती और ईंधन अर्थव्यवस्था के कारण। रोटेटिंग क्रैंकशाफ्ट को मध्यम और उच्च गति इंजनों के लिए रिडक्शन गियरबॉक्स के माध्यम से या डीजल-इलेक्ट्रिक जहाजों में एक अल्टरनेटर और इलेक्ट्रिक मोटर के माध्यम से धीमी गति वाले इंजनों के साथ सीधे प्रोपेलर से जोड़ा जा सकता है। क्रैंकशाफ्ट का घुमाव कैंषफ़्ट या एक बुद्धिमान डीजल इंजन पर हाइड्रोलिक पंप से जुड़ा होता है।

पारस्परिक समुद्री डीजल इंजन पहली बार 1903 में उपयोग में आया जब डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रांसमिशन रिवरटैंकर वैंडल (टैंकर) को ब्रानोबेल द्वारा सेवा में रखा गया था। डीजल इंजनों ने जल्द ही भाप टरबाइन की तुलना में अधिक दक्षता की पेशकश की, लेकिन कई वर्षों तक बिजली-से-अंतरिक्ष अनुपात कम था। टर्बोचार्जिंग के आगमन ने हालांकि अधिक शक्ति घनत्व की अनुमति देकर, उनके अपनाने में तेजी लाई।

डीजल इंजनों को आज मोटे तौर पर वर्गीकृत किया गया है अधिकांश आधुनिक बड़े व्यापारी जहाज या तो धीमी गति, दो स्ट्रोक, क्रॉसहेड इंजन या मध्यम गति, चार स्ट्रोक, ट्रंक इंजन का उपयोग करते हैं। कुछ छोटे जहाज उच्च गति वाले डीजल इंजनों का उपयोग कर सकते हैं।
 * उनका परिचालन चक्र: दो फोर [[दो स्ट्रोक इंजन]] या चार स्ट्रोक इंजन
 * उनका निर्माण: क्रॉसहेड, ट्रंक इंजन, या विरोध पिस्टन इंजन
 * उनकी गति
 * धीमी गति: कोई भी इंजन जिसकी अधिकतम परिचालन गति 300 क्रांतियों प्रति मिनट (आरपीएम) तक हो, हालांकि अधिकांश बड़े दो-स्ट्रोक धीमी गति वाले डीजल इंजन 120 आरपीएम से नीचे काम करते हैं। कुछ बहुत लंबे स्ट्रोक इंजनों की अधिकतम गति लगभग 80 rpm होती है। दुनिया में सबसे बड़े, सबसे शक्तिशाली इंजन धीमी गति, दो स्ट्रोक, क्रॉसहेड डीजल हैं।
 * मध्यम गति: 300–1000 rpm की अधिकतम परिचालन गति वाला कोई भी इंजन। कई आधुनिक चार-स्ट्रोक मध्यम गति वाले डीजल इंजनों की अधिकतम संचालन गति लगभग 500 rpm होती है।
 * उच्च गति: 1000 rpm से अधिक अधिकतम परिचालन गति वाला कोई भी इंजन।

एक नए जहाज में क्या स्थापित किया जाएगा, यह चुनने में विभिन्न प्रकार के इंजनों का आकार एक महत्वपूर्ण कारक है। धीमी गति के दो-स्ट्रोक इंजन बहुत लम्बे होते हैं, लेकिन आवश्यक पदचिह्न समान रूप से रेट किए गए चार-स्ट्रोक मध्यम गति वाले डीजल इंजनों के लिए आवश्यक पदचिह्न से छोटा होता है। चूंकि जलरेखा के ऊपर का स्थान यात्री जहाजों और घाटों (विशेष रूप से कार डेक वाले) में प्रीमियम पर है, इसलिए ये जहाज कई मध्यम गति के इंजनों का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दो-स्ट्रोक डीजल इंजनों के लिए आवश्यक इंजन की तुलना में लंबा, कम इंजन कमरा होता है। एक या एक से अधिक इंजनों की यांत्रिक विफलता की स्थिति में कई इंजन इंस्टॉलेशन भी अतिरेक देते हैं, और परिचालन स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर अधिक दक्षता की संभावना होती है।

जैसा कि आधुनिक जहाजों के प्रोपेलर सबसे धीमी गति वाले डीजल इंजनों की परिचालन गति पर सबसे कुशल हैं, इन इंजनों वाले जहाजों को आमतौर पर गियरबॉक्स की आवश्यकता नहीं होती है। आमतौर पर इस तरह के प्रणोदन सिस्टम में एक या दो प्रोपेलर शाफ्ट होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना प्रत्यक्ष ड्राइव इंजन होता है। मध्यम या उच्च गति वाले डीजल इंजनों द्वारा चलाए जाने वाले जहाजों में एक या दो (कभी-कभी अधिक) प्रोपेलर हो सकते हैं, आमतौर पर एक या अधिक इंजन प्रत्येक प्रोपेलर शाफ्ट को गियरबॉक्स के माध्यम से चलाते हैं। जहां एक से अधिक इंजन एक शाफ्ट के लिए गियर किए जाते हैं, प्रत्येक इंजन एक क्लच के माध्यम से सबसे अधिक ड्राइव करेगा, जिससे इंजनों को गियरबॉक्स से डिस्कनेक्ट करने की अनुमति नहीं दी जा सकती है जबकि अन्य चल रहे हैं। यह व्यवस्था रास्ते के दौरान, यहां तक ​​कि बंदरगाह से दूर भी रखरखाव करने देती है।

गैस टर्बाइन
1960 के दशक के बाद से निर्मित कई युद्धपोतों ने प्रणोदन के लिए गैस टर्बाइनों का उपयोग किया है, जैसा कि कुछ यात्री जहाजों में होता है, जैसे कि जेटफॉयल गैस टर्बाइन आमतौर पर अन्य प्रकार के इंजनों के संयोजन में उपयोग किए जाते हैं। अभी हाल में ही, RMS Queen Mary 2 डीजल इंजन के अलावा गैस टर्बाइन स्थापित किया है। कम बिजली (परिभ्रमण) आउटपुट पर उनकी खराब थर्मल दक्षता के कारण, जहाजों के लिए क्रूजिंग के लिए डीजल इंजन रखना साधारण बात है, उच्च गति की आवश्यकता होने पर गैस टर्बाइन आरक्षित होते हैं। हालांकि, यात्री जहाजों के मामले में गैस टर्बाइन स्थापित करने का मुख्य कारण संवेदनशील पर्यावरणीय क्षेत्रों में या बंदरगाह में उत्सर्जन में कमी की अनुमति देना रहा है। कुछ युद्धपोतों और कुछ आधुनिक क्रूज जहाजों ने भी एक संयुक्त चक्र में अपने गैस टर्बाइनों की दक्षता में सुधार के लिए भाप टर्बाइनों का उपयोग किया है, जहां गैस टरबाइन निकास से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग पानी को उबालने और भाप टरबाइन चलाने के लिए भाप बनाने के लिए किया जाता है। ऐसे संयुक्त चक्रों में, तापीय दक्षता अकेले डीजल इंजनों की तुलना में समान या थोड़ी अधिक हो सकती है; हालाँकि, इन गैस टर्बाइनों के लिए आवश्यक ईंधन का ग्रेड डीजल इंजनों की तुलना में कहीं अधिक महंगा है, इसलिए चलाने की लागत अभी भी अधिक है।

कुछ निजी याट, जैसे आगा खान के अलमशर में भी गैस टर्बाइन प्रणोदन (प्रैट और व्हिटनी ST40M) है, जो 70 समुद्री मील तक की शीर्ष गति को सक्षम बनाता है, जो कि 50 मीटर की नौका के लिए अद्वितीय है।

एलएनजी इंजन
शिपिंग कंपनियों को अंतर्राष्ट्रीय समुद्री संगठन (IMO) और MARPOL 73/78 उत्सर्जन नियमों का पालन करना आवश्यक है। दोहरी ईंधन इंजन या तो समुद्री ग्रेड डीजल, भारी ईंधन तेल, या तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी) द्वारा संचालित होते हैं। एक समुद्री एलएनजी इंजन में कई ईंधन विकल्प होते हैं, जिससे जहाजों को एक प्रकार के ईंधन पर भरोसा किए बिना पारगमन करने की अनुमति मिलती है। अध्ययनों से पता चलता है कि एलएनजी सबसे कुशल ईंधन है, हालांकि एलएनजी ईंधन स्टेशनों तक सीमित पहुंच ऐसे इंजनों के उत्पादन को सीमित करती है। एलएनजी उद्योग में सेवाएं प्रदान करने वाले वेसल्स को दोहरे ईंधन वाले इंजनों के साथ रेट्रोफिट किया गया है, और यह बेहद प्रभावी साबित हुआ है। दोहरे-ईंधन इंजनों के लाभों में ईंधन और परिचालन लचीलापन, उच्च दक्षता, कम उत्सर्जन और परिचालन लागत लाभ सम्मिलित हैं।

तरलीकृत प्राकृतिक गैस इंजन जहाजों को शक्ति प्रदान करने के लिए पर्यावरण के अनुकूल विकल्प के साथ समुद्री परिवहन उद्योग की पेशकश करते हैं। 2010 में, एसटीएक्स फिनलैंड और वाइकिंग लाइन ने पर्यावरण के अनुकूल सबसे बड़े क्रूज फेरी पर निर्माण शुरू करने के लिए एक समझौते पर हस्ताक्षर किए। एनबी 1376 का निर्माण 2013 में पूरा हो जाएगा। वाइकिंग लाइन के अनुसार, पोत एनबी 1376 मुख्य रूप से तरलीकृत प्राकृतिक गैस से ईंधन भरेगा। वेसल एनबी 1376 नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन लगभग शून्य होगा, और सल्फर ऑक्साइड उत्सर्जन अंतर्राष्ट्रीय समुद्री संगठन (आईएमओ) के मानकों से कम से कम 80% कम होगा।

कर कटौती और परिचालन लागत लाभों से कंपनी के लाभ ने इंजनों में एलएनजी ईंधन के उपयोग में धीरे-धीरे वृद्धि की है।

स्टर्लिंग
1980 के दशक के उत्तरार्ध से, स्वीडिश शिपबिल्डर कोकम का ने कई सफल स्टर्लिंग इंजन चालित पनडुब्बियों का निर्माण किया है। पनडुब्बियां संपीड़ित ऑक्सीजन को संग्रहीत करती हैं ताकि जलमग्न होने पर अधिक कुशल और स्वच्छ बाहरी ईंधन दहन की अनुमति दी जा सके, जिससे स्टर्लिंग इंजन के संचालन के लिए गर्मी प्रदान की जा सके। इंजन वर्तमान में पनडुब्बियों पर उपयोग किए जाते हैंगोटलैंड-class सबमरीन औरSödermanland-class submarine वर्ग और जापानीSōryū-class submarine पनडुब्बी। स्टर्लिंग वायु-स्वतंत्र प्रणोदन (एआईपी) की विशेषता वाली ये पहली पनडुब्बियां हैं, जो पानी के नीचे की सहनशक्ति को कुछ दिनों से लेकर कई हफ्तों तक बढ़ा देती हैं।

स्टर्लिंग इंजन का हीट सिंक आमतौर पर परिवेशी वायु तापमान होता है। मध्यम से उच्च शक्ति वाले स्टर्लिंग इंजन के मामले में, आमतौर पर इंजन से परिवेशी वायु में ऊष्मा स्थानांतरित करने के लिए एक रेडियेटर की आवश्यकता होती है। स्टर्लिंग समुद्री इंजनों को परिवेश के तापमान के पानी का उपयोग करने का लाभ मिलता है। परिवेशी वायु के बजाय समुद्री जल में कूलिंग रेडिएटर सेक्शन रखने से रेडिएटर छोटा हो जाता है। इंजन का ठंडा पानी जहाज के हीटिंग और कूलिंग उद्देश्यों के लिए प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है। स्टर्लिंग इंजन में सतह-जहाज प्रणोदन की क्षमता है, क्योंकि इंजन का बड़ा भौतिक आकार चिंता का विषय नहीं है।

हाइड्रोजन ईंधन
जबकि वर्तमान में समुद्री उद्योग में आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है, जीवाश्म ईंधन विकल्प के रूप में हाइड्रोजन भारी निवेश वाला क्षेत्र है। 2018 तक शिपिंग कंपनी मेर्सक ने 2050 तक कार्बन मुक्त होने का वादा किया है, एक लक्ष्य जो वे हाइड्रोजन ईंधन प्रौद्योगिकी में निवेश करके आंशिक रूप से प्राप्त करने की योजना बना रहे हैं। जबकि हाइड्रोजन एक आशाजनक ईंधन है, इसके कुछ नुकसान भी हैं। डीजल जैसे अन्य ईंधनों की तुलना में हाइड्रोजन कहीं अधिक ज्वलनशील है, इसलिए सावधानी बरतनी चाहिए। यह बहुत अधिक ऊर्जा सघन भी नहीं है, इसलिए मीथेन और एलएनजी के समान व्यावहारिक होने के लिए इसकी ऊर्जा घनत्व को बढ़ाने के लिए इसे भारी रूप से संकुचित करना पड़ता है। हाइड्रोजन की शक्ति या तो ईंधन सेल प्रणाली के उपयोग से निकाली जा सकती है या इसे आंतरिक दहन इंजन में जलाया जा सकता है, वर्तमान में समुद्री उद्योग में उपयोग किए जाने वाले डीजल इंजनों के समान।

बिजली
बैटरी-विद्युत प्रणोदन पहली बार 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में दिखाई दिया, जो छोटी झील की नावों को शक्ति प्रदान करता था। ये पूरी तरह से लेड एसिड बैटरी पर निर्भर थे। अपने प्रोपेलर को पावर देने के लिए इलेक्ट्रिक करंट के लिए लेड-एसिड बैटरी। इलेक्ट्रिक लॉन्च कंपनी (इलेक्ट्रिक लॉन्च कंपनी) उद्योग के नेता के रूप में विकसित हुई, बाद में प्रतिष्ठित विश्व युद्ध II पीटी नाव सहित जहाज के अन्य रूपों में विस्तार हुआ।

20वीं शताब्दी के प्रारम्भिक भाग में विद्युत प्रणोदन को पनडुब्बियों में उपयोग करने के लिए अनुकूलित किया गया था। चूंकि भारी बैटरी द्वारा विशेष रूप से संचालित पानी के नीचे प्रणोदन धीमा और सीमित सीमा और समयावधि दोनों था, इसलिए रिचार्जेबल बैटरी बैंक विकसित किए गए थे। पनडुब्बियों को मुख्य रूप से सतह पर संयुक्त डीजल-इलेक्ट्रिक सिस्टम द्वारा संचालित किया गया था, जो बहुत तेज थे और नाटकीय रूप से विस्तारित सीमा के लिए अनुमति देते थे, उनकी बैटरी सिस्टम को अभी भी सीमित उपसतह कार्रवाई और अवधि के लिए आवश्यक रूप से चार्ज करते थे। प्रायोगिक प्लंजर (1897) पनडुब्बी ने अमेरिकी नौसेना द्वारा इस प्रणाली को अपनाने का नेतृत्व किया, इसके बाद ब्रिटिश रॉयल नेवी ने।

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान पनडुब्बी की सीमा और अवधि का विस्तार करने के लिए जर्मन क्रेग्समरीन ने एक पनडुब्बी स्नोर्कल प्रणाली विकसित की, जिसने डीजल-इलेक्ट्रिक सिस्टम का उपयोग करने की अनुमति दी, जबकि पनडुब्बी पूरी तरह से जलमग्न थी। अंत में, 1952 में, USS Nautilus (SSN-571) को लॉन्च किया गया, जो दुनिया की पहली परमाणु संचालित पनडुब्बी थी, जिसने डीजल ईंधन और सीमित अवधि की बैटरी प्रणोदन दोनों के प्रतिबंधों को समाप्त कर दिया।

इलेक्ट्रिक बोट बैटरी-इलेक्ट्रिक जहाजों की सूची कई छोटी दूरी के जहाजों को शुद्ध इलेक्ट्रिक जहाजों के रूप में बनाया (या परिवर्तित) किया जाता है। इसमें बैटरी द्वारा संचालित कुछ सम्मिलित हैं जो किनारे से रिचार्ज किए जाते हैं, और कुछ किनारे से संचालित इलेक्ट्रिक बोट वायर्ड इलेक्ट्रिक बोट्स, स्ट्रॉसी फेरी कैनबी फेरी या कस्तेललेट फेरी (बैटरी नहीं) द्वारा संचालित होते हैं।

12 नवंबर, 2017 को गुआंगज़ौ शिपयार्ड इंटरनेशनल (जीएसआई) ने लॉन्च किया जो दुनिया का पहला ऑल-इलेक्ट्रिक, बैटरी संचालित अंतर्देशीय कोयला वाहक हो सकता है। 2,000 डीडब्ल्यूटी पोत प्रति चार्ज 40 समुद्री मील तक बल्क कार्गो ले जाएगा। जहाज में 2,400 किलोवाट-घंटे की लिथियम आयन बैटरी होती है, जो लगभग 30 टेस्ला मॉडल एस इलेक्ट्रिक सेडान के समान है।

डीजल-इलेक्ट्रिक
डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रांसमिशन इंजन से प्रोपेलर तक बिजली का डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रांसमिशन, प्रत्यक्ष-ड्राइव प्रणोदन की तुलना में उच्च पहली लागत पर पोत के भीतर मशीनरी के वितरण में लचीलापन प्रदान करता है। यह जहाजों के लिए एक पसंदीदा समाधान है जो सटीक स्थिति के लिए पॉड-माउंटेड प्रोपेलर को नियोजित करता है या अत्यधिक लचीले कपलिंग द्वारा सामान्य कंपन को कम करना। डीजल-इलेक्ट्रिक प्रणोदन के अलावा, बोर्ड पर अनुप्रयोगों के लिए बिजली उत्पादन प्रदान करने के लिए लचीलापन प्रदान करता है। पहला डीजल इलेक्ट्रिक जहाज रूसी टैंकर वैंडल (टैंकर) था, जिसे 1903 में लॉन्च किया गया था।

टर्बो-इलेक्ट्रिक
टर्बो-इलेक्ट्रिक ट्रांसमिशन एक टरबाइन (भाप या गैस) की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए विद्युत जनरेटर का उपयोग करता है और ड्राइवशाफ्ट को शक्ति प्रदान करने के लिए इसे वापस यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग करता है। टर्बो-इलेक्ट्रिक ट्रांसमिशन का एक फायदा यह है कि यह भारी और जटिल गियरबॉक्स की आवश्यकता के बिना धीमी गति से घूमने वाले प्रोपेलर या पहियों के साथ उच्च गति वाले टर्बाइनों के संयोजन की अनुमति देता है। यह जहाज या ट्रेन की अन्य विद्युत प्रणालियों, जैसे प्रकाश व्यवस्था, कंप्यूटर, रडार और संचार उपकरण के लिए बिजली प्रदान करने में सक्षम होने का लाभ है।

शक्ति का संचरण
शाफ्ट के घूर्णी बल को थ्रस्ट में संचारित करने के लिए, आज के व्यापारी जहाजों में प्रोपेलर का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। प्रोपेलर से विकसित थ्रस्ट को थ्रस्ट बियरिंग के माध्यम से पतवार में स्थानांतरित किया जाता है।

प्रणोदन प्रकार
समय के साथ कई प्रकार के प्रणोदन विकसित किए गए हैं। इसमे सम्मिलित है:

ओर्स
समुद्री प्रणोदन के सबसे पुराने रूपों में से एक, पैडल 5000-4500 ईसा पूर्व के समय के पाए गए हैं। पैडल का उपयोग रोइंग खेलों जैसे रोइंग, कयाकिंग, कैनोइंग में किया जाता है।

प्रोपेलर
समुद्री प्रोपेलर को स्क्रू के रूप में भी जाना जाता है। मरीन स्क्रू सिस्टम के कई रूप हैं, जिनमें ट्विन, कॉन्ट्रा-रोटेटिंग, कंट्रोलेबल-पिच और नोजल-स्टाइल स्क्रू सम्मिलित हैं। जबकि छोटे जहाजों में एक ही पेंच होता है, यहां तक ​​कि बहुत बड़े जहाजों जैसे टैंकरों, कंटेनर जहाजों और थोक वाहकों में ईंधन दक्षता के कारणों के लिए एकल पेंच हो सकते हैं। अन्य जहाजों में जुड़वां, ट्रिपल या चौगुनी पेंच हो सकते हैं। प्रोपेलर शाफ्ट के माध्यम से इंजन से पेंच तक बिजली का संचार होता है, जिसे गियरबॉक्स से जोड़ा जा सकता है। इसके बाद प्रोपेलर थ्रस्ट बनाकर जहाज को आगे बढ़ाता है। जब प्रोपेलर घूमता है तो प्रोपेलर के सामने का दबाव प्रोपेलर के पीछे के दबाव से कम होता है। दबाव अंतर से बल प्रोपेलर को आगे बढ़ाता है।

पैडल व्हील


पैडल व्हील एक बड़ा पहिया होता है, जो सामान्यतः स्टील के ढांचे से बना होता है, जिसके बाहरी किनारे पर कई पैडल ब्लेड लगे होते हैं (जिन्हें फ्लोट या बकेट कहा जाता है)। पहिए का निचला चौथाई भाग पानी के भीतर यात्रा करता है। पैडल व्हील के घूमने से आवश्यकतानुसार आगे या पीछे जोर लगता है। अधिक उन्नत पैडल व्हील डिज़ाइन में फ़ेदरिंग विधियाँ सम्मिलित हैं जो प्रत्येक पैडल ब्लेड को पानी में रहने के दौरान ऊर्ध्वाधर के करीब उन्मुख रखती हैं; इससे कार्यक्षमता बढ़ती है। पैडल व्हील के ऊपरी हिस्से को सामान्य रूप से पैडल बॉक्स में बंद कर दिया जाता है ताकि स्पलैशिंग कम हो सके।

पैडल व्हील्स को स्क्रू से हटा दिया गया है, जो प्रणोदन का अधिक कुशल रूप है। फिर भी, पैडल पहियों के स्क्रू की तुलना में दो फायदे हैं, जो उन्हें उथली नदियों और बाधित जल में जहाजों के लिए उपयुक्त बनाते हैं: पहला, वे बाधाओं और मलबे से अवरुद्ध होने की कम संभावना रखते हैं; और दूसरी बात, जब कॉन्ट्रा-घूर्णन करते हैं, तो वे पोत को अपने स्वयं के ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर घूमने की अनुमति देते हैं। दोनों प्रकार के प्रणोदन के लाभों को प्राप्त करने के लिए कुछ जहाजों में दो पैडल पहियों के अलावा एक ही पेंच था।

पंप जेट
एक पंप-जेट, हाइड्रोजेट, वॉटर जेट, या जेट ड्राइव प्रणोदन के लिए पानी का एक जेट बनाने के लिए एक वाहिनी प्रोपेलर (अक्षीय-प्रवाह पंप), केन्द्रापसारक पंप या मिश्रित प्रवाह पंप का उपयोग करता है।

इनमें स्रोत के पानी के लिए एक सेवन और इसके प्रवाह को निर्देशित करने के लिए एक नोजल सम्मिलित है, गति पैदा करता है, और ज्यादातर मामलों में, शिल्प को चलाने के लिए जोरदार वेक्टरिंग को नियोजित करता है। पम्प-जेट व्यक्तिगत वॉटरक्राफ्ट, उथली-ड्राफ्ट नदी की नावों और टारपीडो पर पाए जाते हैं।

पाल
पाल का उद्देश्य सेलबोट, बर्फ की नाव, जहाज, भूमि नौकायन या पवनचक्की पाल को चलाने के लिए पवन ऊर्जा का उपयोग करना है। आपके पाल के कोण के आधार पर यह अंतर होगा कि आपकी नाव कहाँ जा रही है और हवा कहाँ जा रही है। डैक्रॉन को इसकी मजबूत, टिकाऊ और आसानी से बनाए रखने के कारण पाल के लिए एक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता था। हालाँकि, जब इसे बुना जा रहा था तो यह कमजोरियों से ग्रस्त था। आजकल लैमिनेटेड पालों का उपयोग बुने जाने पर पालों के कमजोर होने से निपटने के लिए किया जाता है।

वोइथ-श्नाइडर साइक्लो-रोटर
वोइथ श्नाइडर प्रोपेलर्स (वीएसपी) एक व्यावहारिक सीक्लोरोटोर है जो किसी भी दिशा में तुरंत जोर देता है। प्रणोदक को घुमाने की कोई जरूरत नहीं है। वीएसपी वाले अधिकांश जहाजों को पतवार की जरूरत नहीं होती है या नहीं होती है। वीएसपी का उपयोग अक्सर टगबोट्स, ड्रिलिंग जहाजों और अन्य जलयानों में किया जाता है जिन्हें असामान्य रूप से अच्छी गतिशीलता की आवश्यकता होती है। पहली बार 1930 के दशक में तैनात, वोइथ-श्नाइडर ड्राइव विश्वसनीय और बड़े आकार में उपलब्ध हैं।

कैटरपिलर
नाव प्रणोदन का एक प्रारंभिक असामान्य साधन वाटर कैटरपिलर था। इसने नाव के तल के साथ जंजीरों पर पैडल की एक श्रृंखला को पानी के ऊपर से आगे बढ़ाया और ट्रैक किए गए वाहनों के विकास से पहले। पहला जल कैटरपिलर 1782 में जोसेफ-फिलिबर्ट डेस्ब्लैंक द्वारा विकसित किया गया था और एक भाप इंजन द्वारा चलाया गया था। संयुक्त राज्य अमेरिका में पहला जल कैटरपिलर 1839 में न्यूयॉर्क के विलियम लीवेनवर्थ द्वारा पेटेंट कराया गया था।

दोलनशील फ्लैपर्स
1997 में, ग्रेग केटरमैन ग्रेगरी एस. केटरमैन ने पैडल द्वारा संचालित फ्लैपर्स को दोलन करने की प्रणोदन विधि का पेटेंट कराया। होबार्ट ऑल्टर कंपनी प्रणोदन विधि को अपने कश्ती में मिराजड्राइव पेडल प्रणोदन प्रणाली के रूप में बाजार में उतारती है।

उछाल
पानी के नीचे के ग्लाइडर पंखों का उपयोग करके, या हाल ही में पतवार के आकार (सीएक्सप्लोरर ग्लाइडर) का उपयोग करते हुए उछाल को जोर में परिवर्तित करते हैं। उत्प्लावकता को वैकल्पिक रूप से नकारात्मक और सकारात्मक बनाया जाता है, टूथ-सॉ प्रोफाइल उत्पन्न करता है।