В морской движительной технике гребной винт изменяемого шага представляет собой тип гребного винта с лопастями, которые можно вращать вокруг своей длинной оси для изменения шага лопастей . Реверсивные гребные винты — те, у которых шаг может быть установлен на отрицательные значения — также могут создавать обратную тягу для торможения или движения назад без необходимости изменения направления вращения вала.
Гребной винт регулируемого шага (ВРШ) может быть эффективен для всего диапазона скоростей вращения и условий нагрузки, поскольку его шаг будет меняться для поглощения максимальной мощности, которую способен производить двигатель. При полной загрузке судну потребуется больше двигательной мощности, чем при пустом. Изменяя шаг лопастей винта до оптимального, можно добиться более высокой эффективности и тем самым сэкономить топливо. Судно с VPP может быстрее ускоряться с места и гораздо эффективнее замедляться, что делает остановку более быстрой и безопасной. CPP также может улучшить маневренность судна, направляя более сильный поток воды на руль направления. [1]
Однако гребной винт фиксированного шага (FPP) дешевле и надежнее, чем CPP. Кроме того, FPP обычно более эффективен, чем CPP, для одной конкретной скорости вращения и условия нагрузки. Соответственно, суда, которые обычно работают со стандартной скоростью (например, крупные сухогрузы, танкеры и контейнеровозы ), будут иметь FPP, оптимизированный для этой скорости. С другой стороны, лодка с узким каналом будет иметь FPP по двум причинам: скорость ограничена 4 милями в час (для защиты берега канала) и гребной винт должен быть надежным (при столкновении с подводными препятствиями).
Суда со средне- или высокоскоростными дизельными или бензиновыми двигателями используют редуктор для снижения выходной частоты вращения двигателя до оптимальной скорости гребного винта, хотя большие низкооборотные дизели, крейсерские обороты которых находятся в диапазоне от 80 до 120 об/мин, обычно имеют прямой привод с прямым приводом. - реверсивные двигатели. В то время как судну, оснащенному FPP, для реверса требуется либо реверсивный механизм, либо реверсивный двигатель, судну CPP это может не потребоваться. На большом корабле CPP требует гидравлической системы для управления положением лопастей. По сравнению с FPP, CPP более эффективен при движении назад, поскольку передние кромки лопастей остаются такими же и при движении назад, так что форма гидродинамического поперечного сечения оптимальна для движения вперед и удовлетворительна для операций назад.
В середине 1970-х годов верфь Uljanik в Югославии произвела четыре VLCC с CPP - танкер и три рудово-нефтевоза - каждый из которых был оснащен двумя дизельными двигателями B&W мощностью 20 000 л.с., непосредственно приводящими в движение гребные винты Kamewa с изменяемым шагом. Из-за высокой стоимости строительства ни одно из этих судов за время своего существования так и не принесло прибыли. Для этих судов более подходящими были бы фиксированные гребные винты изменяемого шага. [2]
Винты регулируемого шага обычно встречаются на портовых или океанских буксирах, земснарядах , круизных лайнерах , паромах , грузовых судах и крупных рыболовных судах. До разработки CPP на некоторых судах в зависимости от задачи чередовались гребные винты «скоростного колеса» и «силового колеса». [ нужна цитата ] Текущие конструкции ВЭС могут выдерживать максимальную мощность 44 000 кВт (60 000 л.с.).
Парусная лодка или моторный парусник , путешествуя под парусом, выиграет от снижения сопротивления, и, как и авиационный гребной винт, морской VPP может быть «оперен», чтобы обеспечить наименьшее сопротивление воды при движении без использования энергии. VPP особенно полезен при парусном спорте (т. е. при плавании как под парусом, так и под парусом), поскольку VPP можно уточнить, чтобы включить в него ветровую составляющую. Если бы винт оставался в «нормальном» положении, это было бы слишком хорошо, и двигатель не принес бы никакой полезной пользы; но за счет утолщения винта двигатель обеспечивает полезную тягу, что приводит к более высокой скорости и снижению расхода топлива из-за сопротивления парусного компонента.