Chân vịt có cấu tạo như chiếc quạt máy có tác dụng đẩy tàu bằng cách sử dụng năng lượng được truyền từ động cơ chính của tàu. Năng lượng chuyển đổi thành chuyển động xoay của cánh quạt tạo áp lực vào nước, kết quả làm cho tàu dịch chuyển và tiến về phía trước.
Tàu vận hành theo nguyên lý Bernouli và định luật III Newton. Một số áp lực khác được tạo từ phía trước và phía sau cánh quạt, làm tăng tốc độ dòng nước phía sau bao gồm chuyển động xoay trục khuỷu của động cơ chính, trục trung gian, ổ đỡ trục, trục đuôi có ống bao và cuối cùng là cánh quạt.
Chất liệu và cấu tạo của chân vịt Chân vịt được làm từ vật liệu chống ăn mòn nên có thể hoạt động trực tiếp trong nước, vốn là dung dịch ăn mòn cao. Nguyên liệu dùng cho thiết kế chân vịt là hợp kim nhôm và thép không gỉ. Một số thành phần phổ biến khác là hợp kim của niken, đồng và nhôm, giúp giảm trọng lượng đến 10-15% và đột bền cao hơn.
Chân vịt được gia công bằng phương pháp hàn, hoặc dập khuôn. Cánh quạt được rèn có độ bền cao và tốt hơn so với hàn. Chân vịt tàu biển xoay trong nước theo hiệu ứng chong chóng.
Các loại chân vịt Chân vịt được phân loại dựa trên một số yếu tố cơ bản, một số loại được trình bày dưới đây:
A) Phân loại dựa vào số lượng cánh quạt Chân vịt có thể thay đổi từ ba, bốn, thậm chí là năm cánh. Tuy nhiên, hầu hết ngày nay mọi người sử dụng loại ba đến bốn cánh.
Chân vịt ba cánh
Loại ba cánh có những đặc điểm sau – Chi phí chế tạo rẻ hơn các loại khác – Thường được làm bằng hợp kim nhôm – Có được hiệu suất cao – Tăng tốc tốt hơn các loại khác – Ít hiệu quả khi sử lý tốc độ chậm
Chân vịt bốn cánh
Loại bốn cánh có những đặc điểm sau – Chi phí chế tạo cao hơn loại ba cánh – Thường làm từ hợp kim thép chống gỉ – Mạnh hơn và độ bền cao hơn – Xử lý tốc độ chậm tốt và tăng tốc – Kiểm soát năng lượng khi biển động – Cung cấp giải pháp tiết kiệm năng lượng cao hơn so với các loại khác
Chân vịt năm cánh
Loại năm cánh có những đặc điểm sau – Chi phí chế tạo cao nhất – Rung động nhỏ nhất trong mọi trường hợp – Kiểm soát năng lượng tốt khi biển động
B) Phân loại bằng góc xoay lá cánh quạt Góc xoay của lá cánh quạt có thể định nghĩa như dung tích nước nó chuyển qua trong mỗi vòng quay 360 độ. Phân loại bước chân vịt như sau.
Chân vịt định bước Chân vịt định bước có góc nghiên cánh chân vịt cố định giống như cánh quạt và không thay đổi được trong suốt quá trình hoạt động.
Bước chân vịt cố định mạnh mẽ và đáng tin cậy mà không cần kết hợp hệ thống cơ khí hay thủy lực nào như là chân vịt biến bước (CPP). Quá trình sản xuất lắp ráp và vận hành tốn ít chi phí hơn chân vịt biến bước (CPP) nhưng khả năng cơ động thì không tốt bằng.
Chân vịt biến bước Loại chân vịt biến bước có thể thay đổi bước bằng cách xoay cánh quạt theo trục thẳng đứng bằng hệ thống cơ khí và thủy lực. Điều đó giúp cho việc lái động cơ đẩy không đổi mà vẫn tích hợp cơ chế đổi chiều cho bước có thể phù hợp với điều kiện vận hành theo yêu cầu. Khả năng cơ động được cải thiện và hiệu quả của động cơ cũng được tăng cường.
Hạn chế bao gồm khả năng ô nhiễm dầu ống thủy lực dùng trong việc kiểm soát bước có thể rỏ rỉ ra ngoài. Đó là một hệ thống phức tạp và đắt đỏ trong cả khâu lắp ráp và vận hành. Tuy nhiên, chân vịt biến bước có thể bị tắc ở một công đoạn và làm giảm khả năng cơ động của máy.
(Theo Marine Insight)
