Controllable Pitch Propeller Manufacturers

در سیستم های قدرت دریایی، پروانه گام کنترل پذیر (CPP، که می تواند پروانه گام را تنظیم کند) یک وسیله کلیدی است که می تواند به صورت دینامیکی گام تیغه را تنظیم کند. همچنین اغلب به عنوان یک ملخ قابل کنترل نیز شناخته می شود که گاهی اوقات به عنوان پروانه متغیر یا پروانه گام متغیر نیز شناخته می شود. محدودیت‌های تثبیت زمین ثابت پروانه برد ثابت (FPP) را می‌شکند و زاویه تیغه را در زمان واقعی از طریق دستگاه‌های مکانیکی یا هیدرولیکی تغییر می‌دهد، در نتیجه به طور انعطاف‌پذیری با شرایط ناوبری مختلف کشتی سازگار می‌شود. این یکی از فناوری‌های اصلی برای کشتی‌های مدرن برای بهبود بهره‌وری و جابجایی انرژی است. برای همه انواع کشتی ها، استفاده از این پروانه قایق گام متغیر، مرزهای عملکرد ناوبری را تا حد زیادی گسترش داده است.

1. اصول و ساختار اصلی CPP
هسته اصلی پروانه گام قابل کنترل (یعنی پایه گام متغیر) "گام قابل تنظیم" است: تیغه های پروانه و توپی از طریق یک ساختار مکانیکی خاص به هم متصل می شوند. پس از اینکه دستورالعمل ها توسط پل صادر شد، سیستم سروو هیدرولیک یا دستگاه الکتریکی تیغه ها را به چرخش و تغییر زاویه شیب (یعنی گام) هدایت می کند. این فرآیند می تواند بدون تغییر دور موتور به شتاب، کاهش سرعت، معکوس شدن کشتی و غیره دست یابد. به عنوان مثال، هنگامی که گام تیغه از گام مثبت به گام منفی تنظیم می‌شود، جهت رانش پروانه برعکس می‌شود و کشتی می‌تواند به سرعت سرعت خود را کاهش دهد یا معکوس کند و کارایی واکنش اضطراری را تا حد زیادی بهبود بخشد.
از دیدگاه ساختاری، سیستم CPP معمولاً شامل چهار بخش است: تیغه‌ها، توپی‌ها، مکانیسم‌های تنظیم فاصله و سیستم‌های کنترل: تیغه‌ها هسته اصلی تولید نیروی رانش هستند. هاب ها دارای ساختارهای مکانیکی تنظیم فاصله هستند. مکانیسم های تنظیم فاصله (سیلندرهای هیدرولیک، شفت های انتقال و غیره) مسئول انجام تنظیم گام هستند. سیستم کنترل دستورالعمل های ناوبری را دریافت می کند و زاویه تیغه را به دقت کنترل می کند تا از سرعت و ثبات پاسخ اطمینان حاصل کند. به عنوان یک پروانه متغیر معمولی، دقت طراحی ساختاری آن به طور مستقیم قابلیت اطمینان تنظیم فاصله را تعیین می کند.

2. مزایای اصلی CPP
در مقایسه با پروانه برد ثابت، مزایای پروانه قابل کنترل (یعنی پایه گام متغیر) در سازگاری سناریوهای متعدد منعکس می شود:
راندمان بالا و صرفه جویی در انرژی: پارامترهای گام بهینه کشتی در سرعت های مختلف (مانند کروز سرعت کم، سرعت بالا) یا بارها (مانند بار کامل، بدون بار) متفاوت است. CPP می تواند گام را در زمان واقعی تنظیم کند، به طوری که پروانه همیشه در محدوده کاری کارآمد قرار داشته باشد و مصرف سوخت را کاهش دهد - طبق داده های صنعت، استفاده از این پروانه قایق متغیر در کشتی های باری اقیانوس می تواند مصرف سوخت را 5 تا 15 درصد کاهش دهد.
کنترل انعطاف پذیر: معکوس بدون تغییر فرمان موتور به دست می آید و زمان پاسخ تنظیم گام تنها چند ثانیه طول می کشد که بسیار سریعتر از روش تغییر دور موتور پروانه های برد ثابت است. مخصوصاً برای کشتی هایی که نیاز به شروع و توقف و اسکله مکرر دارند (مانند یدک کش های بندری و قایق های رولت مسافربری) مناسب است.
سازگاری با شرایط کاری پیچیده: در شرایط سخت دریا (مانند باد و امواج، تغییرات ناگهانی در جریان آب)، CPP می تواند با تنظیم دقیق زمین، دست اندازهای کشتی را کاهش دهد. برای کشتی‌های چند منظوره (مانند کشتی‌های مهندسی که می‌توانند بار و یدک‌کش را حمل کنند)، همچنین می‌توانند نیازهای عملیاتی مختلف را از طریق تغییر مسیر برآورده کنند.

3. فن آوری های کلیدی و استانداردهای صنعتی CPP
مشکلات فنی CPP (به عنوان مثال گام متغیر) بر دقت تنظیم فاصله، قابلیت اطمینان ساختاری و یکپارچگی سیستم تمرکز دارد:
دقت تنظیم فاصله باید در ± 0.1 درجه کنترل شود، در غیر این صورت باعث نوسانات رانش و افزایش مصرف انرژی می شود که بستگی به هماهنگی بین سنسورهای با دقت بالا و سیستم های کنترل سروو دارد.
ساختار اتصال بین هاب و تیغه باید بارهای هیدرودینامیکی عظیم را تحمل کند. این مواد عمدتاً از آلیاژهای با استحکام بالا (مانند برنز نیکل-آلومینیوم) ساخته شده‌اند و تحت آزمایش‌های سختی استحکام خستگی قرار گرفته‌اند.
این سیستم باید با میزبان کشتی و سیستم ناوبری مرتبط شود تا به تطابق هوشمند «سرعت-پیچ-قدرت» دست یابد. برخی از CPP های سطح بالا به سیستم مدیریت بهره وری انرژی کشتی (SEEMP) متصل شده اند
در حال حاضر، ملخ گام قابل کنترل (پروانه متغیر) باید با مشخصات انجمن های طبقه بندی بین المللی (مانند CCS، LR، ABS)، شامل گواهی مواد، تست عملکرد، ایمنی و طراحی اضافی و غیره مطابقت داشته باشد تا از پایداری در شرایط عملیاتی شدید اطمینان حاصل شود.

4. کاربرد صنعت و عملکرد سازمانی
به عنوان یک مهم پروانه قایق گام متغیر ، CPP به طور گسترده در کشتی هایی با نیازهای بالا برای جابجایی و کارایی استفاده می شود:
کشتی‌های تجاری در سراسر اقیانوس (کشتی‌های کانتینری، تانکر): از طریق تنظیم زمین، با کاهش هزینه‌های حمل و نقل در مسافت‌های طولانی، با الزامات سرعت بخش‌های مختلف پرواز سازگار می‌شوند.
کشتی‌های عملیاتی بندر و کشتیرانی (قایق‌های یدک‌کش، کشتی‌های خلبان): برای رسیدن به پهلوگیری دقیق، به عملکرد معکوس سریع تکیه کنید.
کشتی‌های ویژه (یخ‌شکن، کشتی‌های مهندسی دریایی): پایداری عملیات را از طریق تنظیم دقیق زمین در شرایط پیچیده دریا حفظ کنید.
به عنوان مثال شرکت Zhenjiang Jinye Propeller Ltd. به عنوان شرکتی با قابلیت‌های تحقیق و توسعه و تولید CPP (پایگاه متغیر گام)، محصول ملخ قابل کنترل آن با بهینه‌سازی مکانیزم تنظیم فاصله هیدرولیکی و طراحی سطح تیغه که برای محدوده قدرت موتور اصلی 20 اسب بخار تا 020 اسب بخار قدرت است، به دقت تنظیم فاصله 0.05± دست می‌یابد. این محصول نه تنها گواهینامه های CCS، KR و سایر انجمن های طبقه بندی را دریافت می کند، بلکه راه حل های سفارشی برای بسیاری از شرکت های حمل و نقل داخلی و خارجی، مانند سیستم پروانه قایق متغیر طراحی شده برای یدک کش های بندری، ارائه می دهد. زمان پاسخ‌دهی معکوس به 3 ثانیه کاهش می‌یابد که به طور قابل‌توجهی راندمان عملیات پورت را بهبود می‌بخشد.​.