Fabricantes de Hélices de Paso Fijo (FPP)

En los sistemas de energía marina, la hélice de tono fijo FPP (FPP o hélice de rango fijo) es un dispositivo de propulsión con tono de cuchilla constante, que está en marcado contraste con la hélice de tono controlable (CPP) que puede ajustar dinámicamente el tono. Su característica central es que las cuchillas y el cubo están rígidamente conectados, y los parámetros de tono se han determinado durante el diseño y la fabricación y no se pueden cambiar durante la navegación. Esta característica estructural la hace insustituible en escenarios específicos y se convierte en una parte importante del sistema de propulsión del barco.

La estructura del Hélice de tono fijo FPP es relativamente simple, se compone principalmente de dos partes: la cuchilla y el cubo: la cuchilla está fundida o soldada con el cubo en un ángulo fijo, y toda la hélice se instala en el eje severo del barco como un componente rígido. Su lógica de trabajo se basa completamente en los cambios en la velocidad del motor para ajustar el empuje: cuando el motor se acelera, la velocidad de la hélice aumenta y la interacción entre las cuchillas y el flujo de agua genera un mayor empuje, lo que impulsa el barco para acelerar; Por el contrario, reducir la velocidad del motor reduce el empuje y logra la desaceleración. A diferencia del complejo mecanismo de ajuste de distancia de CPP, FPP no requiere asistencia de servo sistemas o sistemas de control hidráulicos, y la simplificación de la estructura mecánica le brinda una ventaja natural en términos de conveniencia de mantenimiento y costo de fabricación. Pero por esta razón, sus parámetros de tono solo pueden coincidir con una condición de trabajo específica de la nave (como la velocidad diseñada y el estado de carga completa), y al desviarse de esta condición de trabajo, la eficiencia de propulsión disminuirá.

Las ventajas de la hélice de tono fijo FPP se derivan de la simplicidad de su estructura, que se reflejan específicamente en los siguientes aspectos: costo controlable, eliminando componentes complejos, como el mecanismo de ajuste de distancia y el sistema de control, y el costo de fabricación es 30% -50% más bajo que el de CPP de la misma especificación, que es especialmente adecuada para las necesidades de presupuesto de pequeños y medianos naves; La alta confiabilidad, las cuchillas y los cubos de las ruedas rígidamente conectados reducen los puntos de falla mecánica, son más estables en la operación continua a largo plazo, tienen una baja dependencia del mantenimiento y son adecuados para escenarios con condiciones limitadas de viaje o mantenimiento; Transmisión de energía directa, sin mecanismo de ajuste de distancia, y bajo las condiciones de diseño, la eficiencia de la transmisión de potencia es ligeramente mayor que la de CPP, que es adecuada para barcos con requisitos para potencia continua. Según estas características, los escenarios de aplicación típicos de FPP incluyen barcos pequeños, como barcos de carga interiores, barcos de pesca, yates, etc. Este tipo de barco tiene una sola condición de trabajo de navegación (principalmente un crucero de baja velocidad) y es muy sensible al costo; Los barcos de ruta fijos, como barcos de pasajeros de corta distancia, transbordadores, etc., tienen pequeños cambios en la velocidad y la carga, y pueden combinarse con sus principales condiciones de trabajo a través del diseño de tono optimizado; Las unidades de energía auxiliares, las hélices de empuje lateral de algunos barcos grandes (como los cargueros oceánicos), solo requieren funciones simples hacia adelante e inversa, y no se requiere ajuste de distancia complejo.

El rendimiento de la hélice de tono fijo FPP depende en gran medida del diseño preliminar, y el núcleo radica en el grado de coincidencia del tono y las condiciones de trabajo del barco: durante el diseño, el valor de tono óptimo debe determinarse a través de la simulación de dinámica de fluidos basada en el desplazamiento de carga completa del barco, la potencia principal del motor, la velocidad de diseño y otros parámetros. - Si el tono es demasiado grande, hará que el motor esté "sobrecargado" y será difícil alcanzar la velocidad de diseño; Si el campo es demasiado pequeño, el barco "no puede correr" y desperdiciar energía; El número y la forma de las cuchillas también son el foco de optimización. Los barcos de carga pesada de baja velocidad (como los barcos de pesca) usan principalmente 3-4 cuchillas con una relación de ratio de espesor ancha para aumentar el empuje, mientras que los barcos de alta velocidad (como los yates) tienden a tener una cuchilla estrecha con una cuchilla estrecha para reducir la resistencia y el ruido del agua; La selección de materiales requiere resistencia y resistencia a la corrosión, se usa comúnmente hierro fundido FPP o acero ordinario, mientras que en cantidades medianas y grandes, los materiales de aleación como el bronce de aluminio de níquel y el bronce manganeso se usan principalmente para hacer frente a la erosión de agua de mar a largo plazo.

En aplicaciones prácticas, FPP ocupa una posición dominante en el mercado de barcos pequeños y medianos debido a su ventaja de rentabilidad. Tomando Zhenjiang Jinye Propeller Co., Ltd. Como ejemplo, su línea de productos FPP cubre el rango de adaptación de 200 caballos de fuerza a 10,000 caballos de fuerza. A través del cálculo preciso de tono y la optimización de la superficie de la cuchilla, puede cumplir con las condiciones de trabajo de diferentes barcos, por ejemplo, el FPP de 3 cuchillas diseñado para barcos de carga interior tiene una eficiencia de propulsión de más del 85% en el rango de velocidad de 5-10 nudos, y el precio de un solo conjunto de productos es solo el 60% del mismo CPP de potencia. Sin embargo, las limitaciones de FPP también son más obvias: mala adaptabilidad en las condiciones de trabajo. Cuando la carga del barco (como la carga sin carga/completa) o la velocidad cambia enormemente, la eficiencia de propulsión disminuirá significativamente y el consumo de combustible aumentará; La flexibilidad de manejo es insuficiente, y la reversión debe depender de la reversión del motor, y el tiempo de respuesta es de hasta 10-20 segundos, que es mucho más lento que CPP, y no es adecuado para escenarios donde el inicio y el frenado de emergencia frecuentes (como los articulados en el puerto).

Aunque CPP tiene más ventajas en la versatilidad, la hélice de tono fijo FPP todavía es insustituible en áreas específicas debido a sus ventajas de costo y confiabilidad. Las tendencias de la industria muestran que los dos no son completamente competitivos, sino que se complementan entre sí de acuerdo con el tipo de barco: FPP es la opción preferida para barcos pequeños y condiciones de trabajo fijas; CPP se usa más para grandes barcos oceánicos y barcos multipropósito. Al mismo tiempo, con el avance de la tecnología de materiales, FPP está mejorando gradualmente la eficiencia en condiciones de operación no diseñadas a través de aleaciones de alta resistencia y diseño de cuchillas biónicas (como imitar superficies de aletas de ballenas), consolidando aún más su posición de mercado.