船舶推進において、可変ピッチプロペラは、ブレードを長軸を中心に回転させてブレードピッチを変更できるプロペラの一種です。可逆プロペラ（ピッチを負の値に設定できるプロペラ）は、軸の回転方向を変えることなく、ブレーキや後進のための逆推力を生成することもできます。
可変ピッチプロペラ（CPP）は、エンジンが発生できる最大出力を吸収するためにピッチを変化させるため、回転速度と負荷条件のあらゆる範囲において効率性を発揮します。満載状態では、船舶は空荷時よりも多くの推進力を必要とします。プロペラブレードを最適なピッチに変化させることで、より高い効率が得られ、燃料を節約できます。可変ピッチプロペラを搭載した船舶は、停止状態からより速く加速し、より効果的に減速できるため、より迅速かつ安全に停止できます。また、CPPは舵に強い水流を導くことで、船舶の操縦性を向上させることもできます。[1]
しかし、固定ピッチプロペラ（FPP）はCPPよりも安価で堅牢です。また、特定の回転速度と負荷条件では、FPPは通常CPPよりも効率的です。したがって、通常標準速度で運航する船舶（大型ばら積み貨物船、タンカー、コンテナ船など）は、その速度に合わせて最適化されたFPPを搭載します。一方、運河ナローボートには、速度が時速4マイルに制限されていること（運河の堤防を保護するため）、そしてプロペラが水中の障害物に遭遇したときに堅牢である必要があるという2つの理由から、FPPが搭載されます
中速または高速のディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンを搭載した船舶では、減速機を使用してエンジン出力を最適なプロペラ回転数まで減速しますが、巡航回転数が 80 ～ 120 の範囲にある大型の低速ディーゼルエンジンは通常、直結逆転エンジンで直接駆動されます。FPP を装備した船舶が後進するには逆転機か可逆エンジンが必要ですが、CPP 船舶では必要ありません。大型船の CPP には、ブレードの位置を制御する油圧システムが必要です。FPP と比較すると、CPP は後進時にブレードの前縁がそのまま残るため、後進時に効率が高く、流体力学的断面形状は前進推進に最適で、後進操作にも適しています。
1970年代半ば、ユーゴスラビアのウリャニク造船所は、CPPを搭載した4隻の超大型原油タンカー（タンカー1隻と鉱石/石油運搬船3隻）を建造しました。各船は20,000bhpのB&Wディーゼルエンジン2基を搭載し、カメワ可変ピッチプロペラを直接駆動していました。建造費が高額だったため、これらの船舶はいずれも生涯にわたって利益を上げることはありませんでした。これらの船舶には、固定可変ピッチプロペラの方が適していたでしょう。[2]
可変ピッチプロペラは通常、港湾または外洋航行のタグボート、浚渫船、クルーズ船、フェリー、貨物船、大型漁船に搭載されています。CPPが開発される前は、一部の船舶では、作業内容に応じて「スピードホイール」プロペラと「パワーホイール」プロペラを交互に使用していました。 [要出典] 現在のVPP設計は、最大出力44000kW（6万馬力）に耐えることができます
帆船
帆船やモーターセーラーは、帆走のみで航行する場合、抵抗が減少することで恩恵を受けます。航空機のプロペラと同様に、船舶用VPPは、動力を使用せずに航行する際に水抵抗を最小限に抑えるために「フェザリング」することができます。VPPは、風の要素を取り入れるためにVPPを粗くすることができるため、モーターセーリング（つまり、動力と帆の両方で航行する）の際に特に役立ちます。プロペラが「通常」の設定のままだと細すぎてエンジンの貢献はほとんど期待できませんが、プロペラを粗くすることでエンジンは有効な推力を提供し、結果として速度は向上しますが、帆走部品の抵抗により燃料消費量は削減されます。
参照
参考文献
- ^ Kasten, Michael. 「Controllable Pitch Propellers」. www.kastenmarine.com . 2018年3月23日時点のオリジナルからのアーカイブ。2018年4月4日閲覧
- ^ 「可変ピッチプロペラ - はじめてのJUGEM！」。はじめてのJUGEM！。2018年6月14日時点のオリジナルからアーカイブ。 2018年4月4日閲覧。
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