Variable-pitch propeller (marine) (original) (raw)

dbo:abstract

Verstellpropeller sind Propeller, bei denen der Einstellwinkel der Propellerblätter variabel ist, wodurch der Anstellwinkel der Blätter an verschiedene Betriebssituationen angepasst werden kann. Verstellpropeller kommen als Luftschrauben und als Schiffspropeller zum Einsatz. (de)
Una hélice de paso variable es un tipo de hélice cuyas palas pueden girar alrededor de su eje largo para cambiar su ángulo de ataque. Si dicho ángulo se puede situar en valores negativos, la hélice puede crear una inversión de empuje para el frenado o marcha atrás sin necesidad de cambiar la dirección de rotación del eje. (es)
En propulsion marine, une hélice à pas variable est un type d'hélice dont il est possible de tourner les pales autour de leur axe longitudinal afin de modifier le pas des pales. Les hélices réversibles (celles dont le pas peut prendre des valeurs négatives) peuvent également créer une poussée inverse afin de freiner ou de reculer sans devoir changer le sens de rotation de l'arbre. Une hélice à pas variable peut être efficace à toute vitesse de rotation et à toute condition de charge, puisqu'on peut varier son pas afin d'absorber la puissance maximale que le moteur est capable de produire. Un navire complètement chargé aura besoin de plus de puissance de propulsion qu'un navire vide. En faisant varier les pales de l'hélice jusqu'au pas optimal, on peut augmenter l'efficacité, économisant ainsi du carburant. Un navire équipé d'une hélice à pas variable peut accélérer plus rapidement à partir de l'arrêt et peut décélérer beaucoup plus rapidement, ce qui rend l'arrêt plus rapide et plus sûr. Une hélice à pas variable peut également améliorer la manœuvrabilité du navire en envoyant un flux d'eau plus fort sur le gouvernail. (fr)
In marine propulsion, a variable-pitch propeller is a type of propeller with blades that can be rotated around their long axis to change the blade pitch. Reversible propellers—those where the pitch can be set to negative values—can also create reverse thrust for braking or going backwards without the need to change the direction of shaft revolution. A controllable pitch propeller (CPP) can be efficient for the full range of rotational speeds and load conditions, since its pitch will be varied to absorb the maximum power that the engine is capable of producing. When fully loaded, a vessel will need more propulsion power than when empty. By varying the propeller blades to the optimal pitch, higher efficiency can be obtained, thus saving fuel. A vessel with a VPP can accelerate faster from a standstill and can decelerate much more effectively, making stopping quicker and safer. A CPP can also improve vessel maneuverability by directing a stronger flow of water onto the rudder. However, a fixed variable-pitch propeller (FVPP) is both cheaper and more robust than a CPP. Also, an FVPP is typically more efficient than a CPP for a single specific rotational speed and load condition. Accordingly, vessels that normally operate at a standard speed (such as large bulk carriers, tankers and container ships) will have an FVPP optimized for that speed. At the other extreme, a canal narrowboat will have a FVPP for two reasons: speed is limited to 4 mph (to protect the canal bank), and the propeller needs to be robust (when encountering underwater obstacles). Vessels with medium or high speed diesel or gasoline engines use a reduction gear to reduce the engine output speed to an optimal propeller speed—although the large low speed diesels, whose cruising RPM is in the 80 to 120 range, are usually direct drive with direct-reversing engines. While an FVPP-equipped vessel needs either a reversing gear or a reversible engine to reverse, a CPP vessel may not. On a large ship the CPP requires a hydraulic system to control the position of the blades. Compared to an FPP, a CPP is more efficient in reverse as the blades' leading edges remain as such in reverse also, so that the hydrodynamic cross-sectional shape is optimal for forward propulsion and satisfactory for reverse operations. In the mid-1970s, Uljanik Shipyard in Yugoslavia produced four VLCCs with CPPs – a tanker and three ore/oil carriers – each powered by two 20,000 bhp B & W diesel engines directly driving Kamewa variable-pitch propellers. Due to the high construction cost none of these vessels ever returned a profit over their lifetimes. For these vessels, fixed variable-pitch propellers would have been more appropriate. Controllable-pitch propellers are usually found on harbour or ocean-going tugs, dredgers, cruise ships, ferries, cargo vessels and larger fishing vessels. Prior to the development of CPPs, some vessels would alternate between "speed wheel" and "power wheel" propellers depending on the task. Current VPP designs can tolerate a maximum output of 44000 kW (60,000 hp). (en)
Un'elica a passo variabile è un'elica le cui pale possono essere ruotate attorno al proprio asse longitudinale in modo da cambiarne il passo. Quando questa operazione consente anche di ottenere un passo negativo e quindi un moto a marcia indietro si parla di elica a pale orientabili. Un'elica fatta in questo modo ha un angolo di calettamento delle pale variabile. Poiché per passo di un'elica si intende la distanza compiuta nel mezzo (aria, acqua, terra) ad una rotazione completa dell'elica stessa, parlare di elica a passo variabile è impreciso, ma la variazione dell'angolo di calettamento comporta comunque una variazione del passo. Per questo si usa parlare di elica a passo variabile invece di dire "a calettamento variabile". La regolazione del passo avviene solitamente per mezzo di un circuito idraulico, ragion per cui il mozzo risulta di maggior diametro rispetto a quello di un'elica a passo fisso di pari diametro, la quale avrà di conseguenza un rendimento maggiore a parità di diametro, oltre a un costo di realizzazione inferiore. Un'elica a passo variabile, d'altro canto, permette di regolare il passo in funzione della velocità desiderata, risultando quindi più efficiente per velocità diverse da quella di progetto e permettendo di ottenere delle migliori accelerazioni e una migliore manovrabilità. Un'elica a passo variabile permette inoltre di invertire il moto della nave (adottando un passo negativo) senza impiegare motori reversibili, difatti tali eliche sono montate su navi la cui propulsione è affidata a motori diesel a 4 tempi. Ragion per cui le navi che operano per la grande maggioranza del tempo a una velocità costante (come Navi petroliere o portarinfuse) impiegano eliche a passo fisso, mentre navi che hanno un range di velocità operative maggiore o che devono garantire maggiore manovrabilità (come, rimorchiatori o navi ro-ro) utilizzano solitamente eliche a passo variabile. Due eliche con pale a scimitarra di un Lockheed C-130 Hercules, poste in bandiera, con in evidenza alla base delle pale la parte mobile Sugli aerei, la funzione principale dell'elica a passo variabile è quella di mantenere il suo numero di giri costante, adeguando il passo e di conseguenza l'angolo di incidenza delle pale sia al variare della velocità, che al variare della densità dell'aria (per esempio per effetto dell'altitudine), che al variare della coppia motrice applicata all'elica. Questo consente di mantenere un rendimento dell'elica ottimale entro una vasta gamma di condizioni operative. Il passo minimo è tale da consentire il raggiungimento dei giri massimi col velivolo a punto fisso; il passo massimo deve essere tale da consentire di mantenere un numero di giri moderato anche alla velocità massima. Nei velivoli di aviazione generale e commerciale, il meccanismo di variazione del passo è operato da un circuito idraulico che sfrutta la pressione dell'olio motore, mentre nei velivoli ultraleggeri, che raramente hanno motori col circuito dell'olio predisposto per questo scopo, l'azionamento avviene mediante un motore elettrico passo-passo comandato elettronicamente, sfruttando il segnale dei giri motore. Nei velivoli monomotori a pistoni, le forze aerodinamiche e centrifughe tendono a portare l'elica naturalmente al passo minimo, mentre il circuito dell'olio in pressione, regolato da una valvola e un regolatore centrifugo, aziona uno stantuffo contenuto nel mozzo dell'elica che tramite delle forcelle muove dei perni sulle radici delle pale, facendole ruotare verso il passo massimo; l'equilibrio tra le due forze determina il passo utilizzato. Il pilota, tramite la leva del passo dell'elica, modifica la taratura del regolatore idraulico per mantenere il regime desiderato. Se una causa esterna (una variazione di potenza, velocità ecc.) tende a far deviare la velocità di rotazione dell'elica dal valore impostato, il regolatore centrifugo caricherà (eccesso di giri) o scaricherà (difetto di giri) il circuito dell'olio. Per consentire all'olio del circuito del passo di circolare e uniformare la sua temperatura col resto dell'olio motore, il meccanismo di variazione del passo va provato ciclando alcune volte tra il passo minimo (giri massimi, leva avanti) e il passo massimo (giri minimi, leva indietro) durante la prova motore; così facendo si verifica anche la sua funzionalità. Nei plurimotori a pistoni, le forze che agiscono sull'elica sono di verso invertito, questo per consentire all'elica di portarsi naturalmente a passo bandiera (pale parallele al flusso d'aria) in caso di avaria al motore, riducendo la resistenza del motore inoperativo e facilitando il volo "asimmetrico" col motore rimasto funzionante. Appositi accorgimenti corredano il loro funzionamento, come dei perni di bloccaggio per impedire alle eliche di andare in bandiera quando si fermano i motori dopo l'atterraggio (il consenso al passo bandiera si ha solo portando la leva dell'elica tutta indietro), e degli accumulatori a gas per consentire il ritorno al passo minimo quando si deve riavviare il motore in volo. Nei velivoli turboelica si ha un controllo del passo dell'elica ancor più avanzato. Oltre alle normali funzioni fin qui viste, se si porta la manetta indietro, sotto la tacca del minimo, si bypassa il normale comando dell'elica, la quale dapprima riduce il passo fino a zero (diventa un freno aerodinamico) per poi assumere valori negativi, accompagnato da un aumento della potenza: questo funzionamento in "reverse" serve per rallentare l'aereo in atterraggio dopo il contatto con la pista, e in alcuni casi permette anche la manovra in retromarcia senza l'utilizzo di trattorini per il traino. Il passo variabile si può trovare sia nei modelli ad elica che, anche se più raramente, in quelli a ventola intubata (ducted fan); come già visto, nel caso dei velivoli turboelica l'angolo di incidenza delle pale varia da 0° a 90°, posizione quest'ultima detta "in bandiera" perché minimizza la resistenza all'aria a motore spento o in avaria, spesso le pale possono ruotare anche oltre i 90° in modo da generare una spinta inversa, ottenendo lo stesso effetto degli inversori di spinta utilizzati con i motori a reazione. L’invenzione e lo sviluppo dell’elica a passo variabile si devono all’ingegnere italiano Corradino D’Ascanio. (it)
가변피치프로펠러(영어: Controllable pitched propeller 또는 Variable pitch propeller)는 날개의 피치를 자유롭게 변화시켜 원하는 위치에 기계적으로 고정할 수 있는 프로펠러를 말한다. 주기의 회전을 일정방향, 일정속도로 고정한 채로 선교에서 전진, 정지, 회전을 자유롭게 조작할 수 있다. 가변피치 프로펠러는 예인선이나 트롤선과 같이 프로펠러 하중변화가 큰 선박이나 가스터빈과 같이 역회전이 불가능한 선박에 적당하다. (ko)
Een verstelbare schroef is een speciaal type schroef waarbij de schroefbladen om hun lengte-as kunnen draaien om daarmee de spoed te veranderen. Bij een vaste schroef wordt de snelheid van het schip geregeld door het toerental aan te passen. Om achteruit te varen wordt de draairichting van de motor omgedraaid met een omkeerinrichting. Bij een verstelbare schroef wordt dit bereikt door de spoed te veranderen door de schroefbladen rond hun as te draaien. De schroef en motor kunnen daardoor met een constant toerental blijven draaien. De verstelbare schroef heeft vooral voordelen voor schepen die onder wisselende belasting draaien en veel moeten manoeuvreren. Een vaste schroef wordt ontworpen om bij een bepaald toerental de maximale efficiëntie te leveren. De bladhoek wordt gekozen om bij een bepaalde aanstroomsnelheid en toerental optimaal te zijn. Als nu de belasting stijgt — bijvoorbeeld doordat een sleepboot een sleep heeft — dan daalt de vaart van het schip bij gelijkblijvend toerental. De aanstroomhoek verandert daardoor, waardoor deze niet meer overeenkomt met de bladhoek en de efficiëntie daalt. Door nu de bladhoek aan te passen kan een grotere efficiëntie bereikt worden. Een ander voordeel is dat de draairichting van de motor — waarbij deze eerst gestopt moet worden — niet veranderd hoeft te worden en er dus sneller gereageerd kan worden. Voor schepen die lange tijd met een vaste snelheid en belasting varen is de efficiëntie van een vaste schroef hoger, wat de reden is dat veel tankers en containerschepen een vaste schroef hebben. Ook zijn verstelbare schroeven nog niet geschikt voor de hoge vermogens van dit soort schepen. De eerste verstelbare schroef werd in 1934 door geplaatst op het passagiersschip Etzel dat nog steeds vaart met deze schroef. (nl)
Uma hélice de passo variável ou hélice de passo controlável é um tipo de hélice com pás que podem ser giradas em torno de seu eixo para alterar seu ângulo. Hélices reversíveis— aquelas cujo passo pode ser ajustado para valores negativos— podem também criar empuxo reverso para frenagem ou ir para trás sem a necessidade de alterar a direção de giro do eixo. (pt)
Гвинт з керованим кроком або гвинт із змінним кроком це різновид пропелерів, що має лопаті, які можуть обертатися довкола своєї поздовжньої осі аби змінювати крок гвинта. Реверсивні пропелери—можуть змінювати крок гвинта до негативних значень—і можуть створювати реверсивну тягу для гальмування або руху назад, не потребуючи для того змінювати напрямок обертання валу. (uk)
Винт регулируемого шага, винт переменного шага, винт изменяемого шага (ВРШ, ВИШ) — винтовой движитель, угол установки лопастей которого не задан при производстве, а может изменяться непосредственно в процессе эксплуатации. При этом лопасти винта вращаются вокруг своей длинной стороны. Подвидом ВРШ являются реверсивные гребные винты, в которых шаг может быть установлен на отрицательные значения. Такие винты могут создавать обратную тягу для торможения или движения назад без необходимости изменения направления вращения вала. ВРШ состоит из ступицы, лопастей и механизма, осуществляющего поворот и фиксацию лопастей. Данный тип винтов сложнее, тяжелее и дороже винтов фиксированного шага, однако он широко используется в кораблестроении и авиации. Изменяемый шаг винта позволяет поддерживать эффективность движителя близкой к оптимальной вне зависимости от скорости движения носителя в потоке. Также он позволяет реализовать реверс движителя без изменения направления его вращения — за счёт поворота лопастей в нужном направлении (так, чтобы упор движителя был направлен против движения объекта). Винт регулируемого шага может быть эффективным для всего диапазона скоростей вращения и условий нагрузки, поскольку его шаг будет изменяться для поглощения максимальной мощности, которую способен давать двигатель. Изменяя лопасти гребного винта до оптимального шага, можно получить более высокий КПД, тем самым экономя топливо. Судно с ВРШ может быстрее ускоряться с места и намного эффективнее тормозить, что делает остановку более быстрой и безопасной. ВРШ может также улучшить маневренность судна, направляя на руль более сильный поток воды. Главными недостатками ВРШ по сравнению с винтом фиксированного шага (ВФШ) является большая сложность конструкции и стоимость, а также меньшая надёжность. Кроме того, ВФШ обычно более эффективен, чем ВРШ, при одной конкретной скорости вращения и условиях нагрузки. Соответственно, суда, которые обычно работают со стандартной скоростью (например, большие балкеры, танкеры и контейнеровозы) обычно имеют ВФШ, оптимизированный для этой скорости. Использование гребного винта регулируемого шага на судне в ледовых условиях не эффективно в связи с большой вероятностью поломки такого винта о лёд. (ru)

rdfs:label

Verstellpropeller (de)
Hélice de paso variable (es)
Elica a passo variabile (it)
Hélice à pas variable (marine) (fr)
가변피치프로펠러 (ko)
Verstelbare schroef (nl)
Hélice de passo variável (pt)
Variable-pitch propeller (marine) (en)
Винт регулируемого шага (ru)
Гвинт з керованим кроком (uk)

is dbo:wikiPageRedirects of