Mechanizm CPP

Co tworzy ten typ

Śruba nastawna (CPP) pozwala skrzydłom obracać się wokół własnej osi, gdy wał kręci się dalej w ustalonym kierunku i zwykle ze stałą albo wąsko ograniczoną prędkością. Napór i kierunek zmienia się samym kątem skoku, a nie zatrzymywaniem czy odwracaniem wału. To zasadnicza różnica wobec śruby stałej (FPP), przy której napór wsteczny oznacza nawrót silnika albo, przy przekładni redukcyjnej, włączenie sprzęgła nawrotnego. Ponieważ wał nigdy nie musi się zatrzymać, jednostka z CPP przechodzi z całej naprzód na całą wstecz szybciej niż większość układów z FPP, a stała prędkość wału utrzymuje prądnicę wałową na stabilnej częstotliwości niezależnie od żądanego naporu. To połączenie sprawia, że CPP jest rozwiązaniem domyślnym na holownikach, promach, jednostkach zaopatrzenia morskiego i jednostkach z klasą DP, i dlatego masowce oraz zbiornikowce chodzące tygodniami z jedną równą prędkością podróżną rzadko sobie nią głowę zawracają.

Główne elementy

• Piasta i nośnik skrzydeł: mieści mechanizm wodzikowy albo krzyżakowy zamieniający ruch osiowy drążka pchającego na obrót każdego skrzydła.
• Pojedyncze skrzydła: przykręcone do kołnierza nośnika, co pozwala zdjąć i naprawić jedno skrzydło bez dokowania jednostki, inaczej niż przy odlewanej FPP.
• Drążek pchający i drążony wał śrubowy: wał jest przewiercony, by pomieścić drążek przesuwający wodzik do przodu albo do tyłu przy zmianie skoku.
• Skrzynia rozdziału oleju (skrzynia OD): osadzona na dziobowym końcu wału albo wewnątrz przekładni, przenosi olej hydrauliczny z nieruchomego orurowania do otworu obracającego się wału przez uszczelnienia obrotowe.
• Agregat hydrauliczny (HPU): pompy, zbiornik oleju, filtry i zawory proporcjonalne dostarczające i dozujące ciśnienie oleju napędzające tłok serwomechanizmu.
• Układ sprzężenia zwrotnego skoku: drążek nadążny albo przetwornik elektroniczny meldujący rzeczywisty kąt skrzydeł do układu sterowania i wskaźnika na mostku.

Dobór i wymiarowanie

Średnicę, stosunek powierzchni skrzydeł i znamionowy zakres skoku dobiera się do krzywej mocy i RPM silnika, pola strumienia nadążającego kadłuba oraz profilu pracy jednostki. Zakres skoku biegnie w większości rozwiązań CPP mniej więcej od -5 stopni wstecz do +25 albo +30 stopni naprzód, choć dokładne wartości zmieniają się z wytwórcą. Stosunek powierzchni skrzydeł podnosi się na jednostkach spędzających dużo czasu przy małej prędkości i dużym naporze, jak holowniki i jednostki do obsługi kotwic, by utrzymać kawitację w ryzach przy uciągu na palu. Czas odpowiedzi hydrauliki liczy się bardziej na jednostkach z klasą DP, gdzie skok musi nadążać za żądaniem naporu ze sterownika DP w zadanym oknie czasu; wolna odpowiedź instalacji olejowej ujawnia się wprost jako błąd utrzymania pozycji.

Przepisy i klasa

Towarzystwa klasyfikacyjne wymagają uznania typu dla odlewu piasty, materiału skrzydeł i hydraulicznego układu sterowania, a wał śrubowy podlega według przepisów każdej klasy okresowemu przeglądowi, albo w stałych odstępach, albo w systemie ciągłego przeglądu maszynowego, gdy wał jest już dość długo w służbie, by się do niego kwalifikować. Pobieranie próbek oleju z piasty i skrzyni OD należy do zwykłego zakresu tych przeglądów, bo zawartość wody w próbce jest najwcześniejszym dowodem psującego się uszczelnienia obrotowego. Jednostki ze znakiem DP niosą dodatkowe wymagania nadmiarowości napędu odnoszące się do tego, jak traktuje się postać awarii CPP, bo utrata regulacji skoku na jednym pędniku potrafi przekreślić cały plan zdolności DP.