Введение

Пропеллер с лопастями, которые могут вращаться для регулирования шага во время работы. В морском движении пропеллер с переменным шагом – это тип пропеллера с лопастями, которые могут вращаться вокруг своей продольной оси для изменения шага лопастей. Обратимые пропеллеры – те, у которых шаг может быть установлен в отрицательные значения, – также способны создавать обратный ход для торможения или движения назад без необходимости изменения направления вращения вала. Пропеллер с регулируемым шагом (CPP) может быть эффективен во всем диапазоне скоростей вращения и условий нагрузки, поскольку его шаг изменяется для поглощения максимальной мощности, которую способен выдавать двигатель. Когда судно полностью загружено, ему требуется больше тяги, чем когда оно пустое. Регулируя лопасти пропеллера до оптимального угла, можно добиться более высокой эффективности и, следовательно, сэкономить топливо. Судно с CPP может быстрее разгоняться с места и эффективнее замедляться, что делает остановку более быстрой и безопасной. CPP также может улучшить маневренность судна, направляя более сильный поток воды на руль. Однако пропеллер с фиксированным шагом (FPP) дешевле и надежнее, чем CPP. Кроме того, FPP обычно более эффективен, чем CPP, для конкретной скорости вращения и условий нагрузки. Соответственно, суда, которые обычно работают с постоянной скоростью (например, крупные сухогрузы, танкеры и контейнеровозы), оснащаются FPP, оптимизированным для этой скорости. С другой стороны, у канального судна будет FPP по двум причинам: скорость ограничена 4 милями в час (для защиты берегов канала), и пропеллер должен быть прочным (при столкновении с подводными препятствиями). Суда со средне- или высокоскоростными дизельными или бензиновыми двигателями используют редуктор для снижения выходной скорости двигателя до оптимальной скорости пропеллера, хотя большие низкооборотные дизельные двигатели, с крейсерскими оборотами в диапазоне 80–120 об/мин, обычно имеют прямой привод с двигателями прямого/обратного хода. Судно с FPP требует либо реверсивного механизма, либо реверсивного двигателя для движения задним ходом, в то время как судно с CPP может обходиться без них. На большом судне для управления CPP требуется гидравлическая система для регулирования положения лопастей. По сравнению с FPP, CPP более эффективен при движении задним ходом, поскольку передние кромки лопастей остаются таковыми и в обратном направлении, обеспечивая оптимальную гидродинамическую форму для движения вперед и достаточную для движения назад. В середине 1970-х годов верфь "Ульянник" в Югославии построила четыре судна с CPP – танкер и три рудовоз/нефтевоза, каждое из которых оснащалось двумя дизельными двигателями B & W мощностью 20 000 л.с., напрямую приводящими в движение пропеллеры Kamewa с переменным шагом. Из-за высокой стоимости строительства ни одно из этих судов не принесло прибыли за время эксплуатации. Для этих судов более подходящими были бы пропеллеры с фиксированным шагом. Пропеллеры с регулируемым шагом обычно используются на гаванях или океанских буксирах, земснарядах, круизных судах, паромах, грузовых судах и крупных рыболовных судах. До разработки CPP некоторые суда чередовали использование "скоростного" и "мощного" пропеллеров в зависимости от задачи. Современные конструкции CPP выдерживают максимальную мощность 44 000 кВт (60 000 л.с.).

Парусные лодки

Парусник или моторный парусник, идущий только под парусами, получит выгоду от сниженного сопротивления, и, подобно авиационному винту, морской VPP может быть "переведен в угол нулевого шага" (feathered) для обеспечения минимального сопротивления воде при движении без использования двигателя. VPP особенно полезен при моторном парусном ходе (т.е. при движении как под двигателем, так и под парусами), поскольку VPP можно установить с более крупным шагом, чтобы учесть вклад ветра. Если бы винт оставался в "нормальном" положении, он был бы слишком мелким, и двигатель не давал бы существенного прироста; но, установив винт с более крупным шагом, двигатель обеспечивает полезную тягу, что приводит к увеличению скорости и снижению расхода топлива благодаря сопротивлению, создаваемому парусами.