FPP Fixed Pitch Propeller Manufacturers

Nei sistemi di alimentazione marini, l'elica a passo fisso FPP (FPP, o elica a raggio fisso) è un dispositivo di propulsione con passo delle pale costante, che è in netto contrasto con l'elica a passo fisso (CPP) che può regolare dinamicamente il passo. La sua caratteristica principale è che le pale e il mozzo sono rigidamente collegati e i parametri del passo sono stati determinati durante la progettazione e la produzione e non possono essere modificati durante la navigazione. Questa caratteristica strutturale lo rende insostituibile in scenari specifici e diventa una parte importante del sistema di propulsione della nave.​

La struttura del Elica a passo fisso FPP è relativamente semplice, composto principalmente da due parti: la pala e il mozzo: la pala è fusa o saldata con il mozzo ad angolo fisso e l'intera elica è installata sull'albero di poppa della nave come componente rigido. La sua logica di funzionamento si basa interamente sui cambiamenti della velocità del motore per regolare la spinta: quando il motore accelera, la velocità dell'elica aumenta e l'interazione tra le pale e il flusso d'acqua genera una maggiore spinta, che spinge la nave ad accelerare; al contrario, riducendo la velocità del motore si riduce la spinta e si ottiene la decelerazione. A differenza del complesso meccanismo di regolazione della distanza del CPP, l’FPP non richiede l’assistenza di servosistemi idraulici o sistemi di controllo e la semplificazione della struttura meccanica gli conferisce un vantaggio naturale in termini di comodità di manutenzione e costi di produzione. Ma per questo motivo, i suoi parametri di inclinazione possono corrispondere solo a una specifica condizione di lavoro della nave (come la velocità progettata e lo stato di pieno carico) e quando si devia da questa condizione di lavoro, l'efficienza di propulsione diminuirà.​

I vantaggi dell'elica a passo fisso FPP derivano dalla semplicità della sua struttura, che si riflettono specificamente nei seguenti aspetti: costo controllabile, eliminando componenti complessi come il meccanismo di regolazione della distanza e il sistema di controllo, e il costo di produzione è inferiore del 30% -50% rispetto a quello del CPP della stessa specifica, che è particolarmente adatto alle esigenze di budget delle navi di piccole e medie dimensioni; elevata affidabilità, pale e mozzi delle ruote collegati rigidamente riducono i punti di guasto meccanico, sono più stabili nel funzionamento continuo a lungo termine, hanno una bassa dipendenza dalla manutenzione e sono adatti a scenari con condizioni di viaggio o manutenzione limitate; trasmissione diretta di potenza, nessun meccanismo di regolazione della distanza e, nelle condizioni di progettazione, l'efficienza di trasmissione di potenza è leggermente superiore a quella del CPP, che è adatta per navi con requisiti di produzione di potenza continua. Sulla base di queste caratteristiche, gli scenari applicativi tipici del FPP includono navi di piccole dimensioni, come navi da carico interne, pescherecci, yacht, ecc. Questo tipo di nave ha un'unica condizione di lavoro di navigazione (prevalentemente crociera a bassa velocità) ed è altamente sensibile ai costi; le navi a rotta fissa, come le navi passeggeri a breve distanza, i traghetti, ecc., presentano piccole variazioni di velocità e carico e possono essere adattate alle loro principali condizioni di lavoro attraverso una progettazione ottimizzata del passo; le unità di potenza ausiliarie, le eliche a spinta laterale di alcune grandi navi (come le navi da carico oceaniche), richiedono solo semplici funzioni di marcia avanti e retromarcia e non sono necessarie complesse regolazioni della distanza.​

Le prestazioni dell'elica a passo fisso FPP dipendono fortemente dalla progettazione preliminare e il nucleo risiede nel grado di adattamento del passo e delle condizioni di lavoro della nave: durante la progettazione, il valore del passo ottimale deve essere determinato attraverso la simulazione fluidodinamica basata sullo spostamento a pieno carico della nave, sulla potenza del motore principale, sulla velocità di progetto e su altri parametri. - Se il passo è troppo grande, il motore sarà "sovraccarico" e sarà difficile raggiungere la velocità di progetto; se il passo è troppo piccolo, la nave "non riuscirà a navigare" e sprecherà energia; anche il numero e la forma delle pale sono al centro dell'ottimizzazione. Le navi a bassa velocità per carichi pesanti (come i pescherecci) utilizzano principalmente 3-4 pale con un rapporto di rapporto di spessore ampio per aumentare la spinta, mentre le navi ad alta velocità (come gli yacht) tendono ad avere una pala stretta con una pala stretta per ridurre la resistenza all'acqua e il rumore; la selezione del materiale richiede sia robustezza che resistenza alla corrosione, vengono comunemente utilizzati ghisa FPP di piccole dimensioni o acciaio ordinario, mentre in quantità medie e grandi, materiali in lega come bronzo al nichel-alluminio e bronzo al manganese vengono utilizzati principalmente per far fronte all'erosione dell'acqua di mare a lungo termine.​

Nelle applicazioni pratiche, la FPP occupa una posizione dominante nel mercato delle navi di piccole e medie dimensioni grazie al suo vantaggio in termini di rapporto costo-efficacia. Prendendo come esempio Zhenjiang Jinye Propeller Co., Ltd., la sua linea di prodotti FPP copre la gamma di adattamento da host da 200 a 10.000 cavalli. Attraverso un accurato calcolo del passo e l'ottimizzazione della superficie delle pale, può soddisfare le condizioni di lavoro di diverse navi: ad esempio, l'FPP a 3 pale progettato per le navi da carico interne ha un'efficienza di propulsione superiore all'85% nell'intervallo di velocità di 5-10 nodi e il prezzo di un singolo set di prodotti è solo il 60% della stessa potenza CPP. Tuttavia, i limiti del FPP sono anche più evidenti: scarsa adattabilità alle condizioni di lavoro. Quando il carico della nave (come a vuoto/pieno carico) o la velocità cambiano notevolmente, l'efficienza di propulsione diminuirà in modo significativo e il consumo di carburante aumenterà; la flessibilità di manovra è insufficiente e la retromarcia deve fare affidamento sull'inversione del motore e il tempo di risposta è di 10-20 secondi, che è molto più lento del CPP e non è adatto a scenari in cui avvii e arresti frequenti o frenate di emergenza (come i rimorchiatori in porto).​

Sebbene il CPP presenti maggiori vantaggi in termini di versatilità, l'elica a passo fisso FPP è ancora insostituibile in aree specifiche grazie ai suoi vantaggi in termini di costi e affidabilità. Le tendenze del settore mostrano che i due non sono completamente competitivi, ma si completano a vicenda a seconda del tipo di nave: FPP è la scelta preferita per navi di piccole dimensioni e condizioni di lavoro fisse; Il CPP è più utilizzato per le grandi navi d'alto mare e per le navi multiuso. Allo stesso tempo, con il progresso della tecnologia dei materiali, FPP sta gradualmente migliorando l'efficienza in condizioni operative non progettate attraverso leghe ad alta resistenza e design delle pale bioniche (come l'imitazione delle superfici delle pinne di balena), consolidando ulteriormente la sua posizione di mercato.