En la propulsión marina , una hélice de paso variable es un tipo de hélice con palas que pueden girar alrededor de su eje mayor para cambiar el paso de las palas . Las hélices reversibles , aquellas en las que el paso se puede ajustar a valores negativos, también pueden crear un empuje inverso para frenar o retroceder sin necesidad de cambiar la dirección de revolución del eje.
Una hélice de paso controlable (CPP) puede ser eficiente para toda la gama de velocidades de rotación y condiciones de carga, ya que su paso variará para absorber la potencia máxima que el motor es capaz de producir. Cuando un barco está completamente cargado, necesitará más potencia de propulsión que cuando está vacío. Al variar las palas de la hélice hasta el paso óptimo, se puede obtener una mayor eficiencia, ahorrando así combustible. Una embarcación con un VPP puede acelerar más rápido desde parado y desacelerar de manera mucho más efectiva, lo que hace que detenerse sea más rápido y seguro. Un CPP también puede mejorar la maniobrabilidad de la embarcación al dirigir un flujo de agua más fuerte hacia el timón. [1]
Sin embargo, una hélice de paso fijo (FPP) es más barata y más robusta que una CPP. Además, un FPP suele ser más eficiente que un CPP para una única velocidad de rotación y condición de carga específicas. En consecuencia, los buques que normalmente operan a una velocidad estándar (como grandes graneleros, petroleros y portacontenedores ) tendrán un FPP optimizado para esa velocidad. En el otro extremo, una embarcación angosta del canal tendrá un FPP por dos razones: la velocidad está limitada a 4 mph (para proteger la orilla del canal) y la hélice debe ser robusta (cuando encuentre obstáculos submarinos).
Las embarcaciones con motores diésel o de gasolina de velocidad media o alta utilizan un engranaje reductor para reducir la velocidad de salida del motor a una velocidad óptima de la hélice, aunque los motores diésel grandes de baja velocidad, cuyas RPM de crucero están en el rango de 80 a 120, suelen ser de transmisión directa con transmisión directa. -motores de marcha atrás. Mientras que una embarcación equipada con FPP necesita un engranaje de marcha atrás o un motor reversible para dar marcha atrás, una embarcación con CPP puede no hacerlo. En un barco grande, el CPP requiere un sistema hidráulico para controlar la posición de las palas. En comparación con un FPP, un CPP es más eficiente en reversa ya que los bordes de ataque de las palas permanecen como tales también en reversa, de modo que la forma hidrodinámica de la sección transversal es óptima para la propulsión hacia adelante y satisfactoria para operaciones en reversa.
A mediados de la década de 1970, el astillero Uljanik en Yugoslavia produjo cuatro VLCC con CPP (un petrolero y tres transportadores de mineral/petróleo), cada uno de ellos propulsado por dos motores diésel en blanco y negro de 20.000 CV que impulsaban directamente hélices de paso variable Kamewa. Debido al alto costo de construcción, ninguno de estos buques generó ganancias durante su vida útil. Para estos buques, habrían sido más apropiadas hélices fijas de paso variable. [2]
Las hélices de paso controlable se encuentran generalmente en remolcadores, dragas , cruceros , transbordadores , buques de carga y buques pesqueros más grandes portuarios o de alta mar. Antes del desarrollo de los CPP, algunos buques alternaban entre hélices de "rueda rápida" y "rueda motriz" según la tarea. [ cita necesaria ] Los diseños actuales de VPP pueden tolerar una potencia máxima de 44000 kW (60,000 hp).
Un velero o un velero a motor cuando viaja solo a vela se beneficiará de una resistencia reducida y, al igual que una hélice aeronáutica, un VPP marino puede estar "emplumado" para brindar la menor resistencia al agua cuando navega sin usar energía. Un VPP es particularmente útil cuando se navega a motor (es decir, se viaja tanto a motor como a vela), ya que el VPP puede ampliarse para incorporar el componente de viento. Si la hélice permaneciera en la posición "normal", sería demasiado fina y el motor proporcionaría poca contribución útil; pero al hacer más gruesa la hélice, el motor proporciona un empuje útil, lo que da como resultado una mayor velocidad pero un menor consumo de combustible debido a la resistencia del componente de navegación.