ใบพัด Pitch ที่ควบคุมได้คืออะไร?

ในระบบขับเคลื่อนเรือสมัยใหม่ ใบพัดมีบทบาทสำคัญใน แม้ว่าใบพัดพิทช์คงที่ (FPP) แบบดั้งเดิมจะมีโครงสร้างที่เรียบง่าย แต่ประสิทธิภาพการทำงานภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันมักจะลดลง เพื่อให้บรรลุถึงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่สูงขึ้นและความคล่องตัวของเรือที่เหนือกว่า อุปกรณ์ขับเคลื่อนที่ซับซ้อนมากขึ้นจึงได้รับการพัฒนา: ใบพัด Pitch ที่ควบคุมได้ (ซีพีพี)

1. ก. คืออะไร ใบพัด Pitch ที่ควบคุมได้ ?

ใบพัดพิทช์ที่ควบคุมได้คืออุปกรณ์ขับเคลื่อนทางทะเลชนิดพิเศษ ลักษณะสำคัญของมันคือสามารถเปลี่ยนและปรับระยะห่างของใบพัดได้ตามต้องการระหว่างการเดินเรือ

• ใบพัดพิทช์คงที่ (FPP): ใบพัดและดุมเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา และระยะพิทช์ (ระยะทางตามทฤษฎีที่ขับเคลื่อนโดยการหมุนใบพัดหนึ่งครั้ง) จะคงที่ การเปลี่ยนแปลงความเร็วของเรือขึ้นอยู่กับการปรับความเร็วของเครื่องยนต์หลัก และไม่สามารถเปลี่ยนมุมการโจมตีของใบพัดได้
  
  
• ใบพัดปรับระดับได้ (CPP): ใบมีดติดตั้งอยู่บนดุมโดยใช้กลไกไฮดรอลิกหรือกลไกที่ซับซ้อน ลูกเรือสามารถปรับระดับเสียงได้อย่างต่อเนื่องโดยการเปลี่ยนมุมของใบพัดที่สัมพันธ์กับดุมล้อผ่านระบบควบคุมในห้องนักบิน แม้จะลดระดับเสียงลงเป็นศูนย์หรือเป็นลบก็ตาม
  
  

2. หลักการทำงานของใบพัดปรับระดับได้

แกนกลางของใบพัดระดับพิตช์แบบปรับได้นั้นอยู่ในกลไกการปรับพิตช์ภายใน

ระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิกคือกุญแจสำคัญ

ระบบ CPP ส่วนใหญ่ใช้ระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก น้ำมันแรงดันสูงจะถูกส่งไปยังดุมผ่าน Oil Distribution Box (ODB) ในรูตรงกลางของเพลาใบพัด น้ำมันไฮดรอลิกขับเคลื่อนลูกสูบ และการเคลื่อนที่ของลูกสูบจะถูกแปลงเป็นการหมุนของใบมีดโดยใช้ก้านสูบหรือกลไกพิน ซึ่งจะเปลี่ยนระยะพิทช์ของใบมีด

ความสัมพันธ์ระหว่างระดับเสียงและแรงขับ

การปรับมุมของใบพัดสามารถเปลี่ยนมุมอุทกพลศาสตร์ได้โดยตรง จึงช่วยควบคุมแรงขับที่เกิดจากใบพัด:

• เกียร์เดินหน้า: การเพิ่มระดับเสียงที่เป็นบวกจะเพิ่มแรงขับและเพิ่มความเร็วของเรือ
  
  
• เกียร์ถอยหลัง: ปรับไปที่ระยะพิทช์เชิงลบ แรงขับถอยหลัง และเรือถอยหลังโดยไม่ต้องถอยหลังเครื่องยนต์หลัก
  
  
• เกียร์ว่าง: ปรับเป็นศูนย์ แรงขับเป็นศูนย์ และเครื่องยนต์หลักจะรักษาความเร็วให้คงที่
  
  

3. ข้อดีและการใช้งานของใบพัดปรับระดับได้

แม้ว่าใบพัดพิทช์แบบปรับได้จะมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีราคาแพงกว่า แต่ข้อได้เปรียบที่สำคัญของใบพัดเหล่านี้ได้นำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในเรือที่มีความต้องการสูง

ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่สูงขึ้น

แรงขับที่เรือต้องการจะแตกต่างกันไปตามความเร็ว กระแสลม และสภาพทะเลที่แตกต่างกัน CPP สามารถปรับเปลี่ยนได้ตลอดเวลาเพื่อให้ตรงกับกำลังของเครื่องยนต์หลักและแรงต้านทานในการเดินเรือ ทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องยนต์หลักจะทำงานด้วยความเร็วและช่วงโหลดที่ประหยัดที่สุดอยู่เสมอ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงโดยรวมได้อย่างมาก

ความคล่องตัวของเรือที่เหนือกว่า

นี่คือหนึ่งในข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของ CPP ให้การควบคุมแรงขับที่รวดเร็วและแม่นยำ โดยเฉพาะในท่าเรือ ทางน้ำแคบ หรือระหว่างการดำเนินการกำหนดตำแหน่งแบบไดนามิก (DP):

• การย้อนกลับอย่างรวดเร็ว: การเปลี่ยนแปลงระยะพิทช์ง่ายๆ ช่วยให้สามารถเปลี่ยนจากความเร็วเดินหน้าเต็มที่ไปเป็นความเร็วถอยหลังเต็มที่โดยไม่ต้องรอให้ความเร็วของเครื่องยนต์หลักลดลงหรือถอยหลัง
  
  
• การควบคุมความเร็วต่ำที่แม่นยำ: ในขณะที่รักษาความเร็วของเครื่องยนต์หลักให้สูงเพื่อให้มีกำลังเสริมเพียงพอ (เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและปั๊ม) การควบคุมความเร็วที่แม่นยำสามารถทำได้โดยการปรับระยะห่างของใบพัดอย่างละเอียด
  
  

แอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย

เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ ใบพัดแบบปรับระยะพิทช์ได้จึงมักใช้ในเรือที่มีความคล่องตัวหรือความต้องการด้านประสิทธิภาพสูง เช่น เรือลากจูง เรือโดยสาร ro-ro เรือวิจัย เรือรบ และเรือที่ใช้ระบบขับเคลื่อนกังหันแก๊ส

ที่ ใบพัด Pitch ที่ควบคุมได้ เป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีการขับเคลื่อนทางทะเล ด้วยการอนุญาตให้ปรับระยะพิทช์ของใบพัดแบบไดนามิก จะช่วยแก้ไขความต้องการที่ขัดแย้งกันในด้านประสิทธิภาพและความคล่องตัวภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน