В морских пропульсиях винт с изменяемым шагом — это тип винта с лопастями, которые могут вращаться вокруг своей длинной оси для изменения шага лопасти . Реверсивные винты — те, где шаг может быть установлен на отрицательные значения — также могут создавать обратную тягу для торможения или движения назад без необходимости изменения направления вращения вала.
Винт с регулируемым шагом (ВРШ) может быть эффективным для всего диапазона скоростей вращения и условий нагрузки, поскольку его шаг будет изменяться для поглощения максимальной мощности, которую способен вырабатывать двигатель. При полной загрузке судну потребуется больше мощности тяги, чем при пустом судне. Изменяя лопасти винта до оптимального шага, можно получить более высокую эффективность, тем самым экономя топливо. Судно с ВРШ может быстрее разгоняться с места и может замедляться гораздо эффективнее, делая остановку более быстрой и безопасной. ВРШ также может улучшить маневренность судна, направляя более сильный поток воды на руль. [1]
Однако винт фиксированного шага (FPP) и дешевле, и надежнее, чем CPP. Кроме того, FPP обычно эффективнее CPP для одной определенной скорости вращения и нагрузки. Соответственно, суда, которые обычно работают на стандартной скорости (например, большие балкеры, танкеры и контейнеровозы ), будут иметь FPP, оптимизированный для этой скорости. С другой стороны, канальное узкое судно будет иметь FPP по двум причинам: скорость ограничена 4 милями в час (для защиты берега канала), а винт должен быть надежным (при столкновении с подводными препятствиями).
Суда со средне- или высокоскоростными дизельными или бензиновыми двигателями используют редуктор для снижения выходной скорости двигателя до оптимальной скорости винта, хотя большие низкоскоростные дизели, чьи крейсерские обороты находятся в диапазоне от 80 до 120, обычно имеют прямой привод с двигателями с прямым реверсом. В то время как судну, оборудованному FPP, для реверса требуется либо реверсивный редуктор, либо реверсивный двигатель, судно с CPP может этого не требовать. На большом судне CPP требует гидравлической системы для управления положением лопастей. По сравнению с FPP, CPP более эффективен при реверсе, поскольку передние кромки лопастей остаются таковыми и при реверсе, так что гидродинамическая форма поперечного сечения оптимальна для движения вперед и удовлетворительна для реверса.
В середине 1970-х годов верфь Uljanik в Югославии построила четыре судна VLCC с ВРШ — танкер и три рудовоза/нефтевоза — каждое из которых приводилось в действие двумя дизельными двигателями B & W мощностью 20 000 л. с., напрямую приводящими в действие винты переменного шага Kamewa. Из-за высокой стоимости строительства ни одно из этих судов не принесло прибыли за весь срок службы. Для этих судов более подходящими были бы винты с фиксированным изменяемым шагом. [2]
Винты с регулируемым шагом обычно встречаются на портовых или океанских буксирах, земснарядах , круизных лайнерах , паромах , грузовых судах и более крупных рыболовных судах. До разработки ВРШ некоторые суда чередовали винты «скоростного колеса» и «мощного колеса» в зависимости от задачи. [ требуется цитата ] Современные конструкции ВРШ могут выдерживать максимальную выходную мощность 44000 кВт (60000 л.с.).
Парусная лодка или моторный парусник при плавании только под парусом выиграют от уменьшения сопротивления, и, как и авиационный пропеллер, морской VPP может быть «флюгерным», чтобы обеспечить наименьшее сопротивление воды при плавании без использования мощности. VPP особенно полезен при плавании под мотором (т. е. плавании как под двигателем, так и под парусом), поскольку VPP может быть грубее для включения ветровой составляющей. Если бы винт оставался в «нормальном» положении, он был бы слишком мелким, и двигатель вносил бы мало полезного вклада; но за счет грубления винта двигатель обеспечивает полезную тягу, что приводит к более высокой скорости, но при этом снижается расход топлива из-за сопротивления парусного компонента.