پروانه گام قابل کنترل چیست؟

در سیستم‌های پیشران کشتی مدرن، ملخ‌ها نقش مهمی دارند. در حالی که پروانه های گام ثابت سنتی (FPP) از نظر ساختار ساده هستند، عملکرد آنها در شرایط عملیاتی مختلف اغلب آسیب می بیند. برای دستیابی به راندمان سوخت بالاتر و قدرت مانور کشتی برتر، یک پیشرانه پیچیده‌تر توسعه داده شد: پروانه گام قابل کنترل (CPP).

1. a چیست پروانه گام قابل کنترل ?

پروانه گام قابل کنترل نوع خاصی از پیشرانه دریایی است. ویژگی اصلی آن این است که گام تیغه های پروانه را می توان در صورت نیاز در طول ناوبری کشتی تغییر داد و تنظیم کرد.

• پروانه گام ثابت (FPP): تیغه ها و توپی به طور ثابت به هم متصل هستند و گام (فاصله نظری که با یک چرخش تیغه ها رانده می شود) ثابت است. تغییرات در سرعت کشتی در درجه اول به تنظیمات سرعت موتور اصلی بستگی دارد و نمی تواند زاویه حمله پره های پروانه را تغییر دهد.
  
  
• پروانه گام قابل تنظیم (CPP): تیغه ها از طریق یک مکانیزم هیدرولیکی یا مکانیکی پیچیده بر روی هاب نصب می شوند. خدمه می توانند با تغییر زاویه تیغه ها نسبت به توپی از طریق یک سیستم کنترل در کابین خلبان، به طور مداوم زمین را تنظیم کنند، حتی به صفر یا منفی.
  
  

2. اصل کار پروانه های گام قابل تنظیم

هسته یک پروانه گام قابل تنظیم در مکانیزم تنظیم گام داخلی آن نهفته است.

درایو هیدرولیک کلید است

اکثر سیستم های CPP از درایو هیدرولیک استفاده می کنند. روغن پرفشار از طریق جعبه توزیع روغن (ODB) در سوراخ مرکزی محور پروانه به هاب تحویل داده می شود. روغن هیدرولیک پیستون را به حرکت در می آورد و حرکت پیستون از طریق مکانیزم شاتون یا پین به چرخش تیغه تبدیل می شود و در نتیجه گام تیغه تغییر می کند.

رابطه بین Pitch و Thrust

با تنظیم گام، زاویه حمله هیدرودینامیکی تیغه ها را می توان به طور مستقیم تغییر داد و در نتیجه نیروی رانش تولید شده توسط پروانه را کنترل کرد:

• دنده جلو: افزایش گام مثبت باعث افزایش رانش و افزایش سرعت کشتی می شود.
  
  
• دنده معکوس: با گام منفی تنظیم می شود، رانش معکوس می شود، و کشتی بدون نیاز به معکوس کردن موتور اصلی، معکوس می شود.
  
  
• دنده خنثی: با گام صفر تنظیم شده، رانش صفر است و موتور اصلی سرعت ثابتی را حفظ می کند.
  
  

3. مزایا و کاربردهای پروانه های گام قابل تنظیم

اگرچه پروانه‌های گام قابل تنظیم ساختار پیچیده‌تر و گران‌تر هستند، اما مزایای قابل توجه آن‌ها منجر به استفاده گسترده از آن‌ها در کشتی‌های پرکار شده است.

راندمان سوخت بالاتر

نیروی رانش مورد نیاز یک کشتی تحت سرعت ها، کشش ها و شرایط دریا متفاوت است. CPP را می توان در هر زمان تنظیم کرد تا با توان خروجی اصلی موتور و مقاومت دریانوردی مطابقت داشته باشد و اطمینان حاصل شود که موتور اصلی همیشه در اقتصادی ترین سرعت و محدوده بار کار می کند و راندمان کلی سوخت را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

مانور پذیری برتر کشتی

این یکی از مهمترین مزایای CPP است. کنترل رانش سریع و دقیق را به ویژه در پورت ها، آبراه های باریک یا در حین عملیات موقعیت یابی پویا (DP) فراهم می کند:

• معکوس کردن سریع: یک تغییر ساده در گام، امکان انتقال از سرعت کامل به جلو به سرعت کامل معکوس را بدون انتظار برای کاهش یا معکوس کردن دور اصلی موتور فراهم می کند.
  
  
• کنترل دقیق سرعت پایین: با حفظ سرعت بالای موتور اصلی برای تامین نیروی کمکی کافی (مانند ژنراتورها و پمپ ها)، کنترل دقیق سرعت از طریق تنظیم دقیق گام پروانه به دست می آید.
  
  

طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی

با توجه به این مزایا، پروانه‌های گام قابل تنظیم معمولاً در شناورهایی با نیازهای مانور یا کارایی بالا، مانند یدک‌کش‌ها، کشتی‌های مسافربری رورو، کشتی‌های تحقیقاتی، کشتی‌های دریایی و کشتی‌هایی که از پیشرانه توربین‌های گازی استفاده می‌کنند، استفاده می‌شوند.

این پروانه گام قابل کنترل نقطه عطف مهمی در توسعه فناوری نیروی محرکه دریایی است. با اجازه دادن به تنظیم دینامیکی گام تیغه پروانه، با موفقیت خواسته های متناقض را برای کارایی و مانورپذیری در شرایط عملیاتی مختلف برطرف می کند.