Hélice Voith Schneider - Voith Schneider Propeller
El Voith Schneider Propeller (VSP) es un sistema de propulsión marina especializado (MPS) fabricado por Voith Group basado en un diseño de ciclorotor . Es muy maniobrable, pudiendo cambiar la dirección de su empuje casi instantáneamente. Es muy utilizado en remolcadores y transbordadores .
Operación
Desde una placa circular, que gira alrededor de un eje vertical, una matriz circular de palas verticales (en forma de hidroalas ) sobresale del fondo del barco. Cada hoja puede rotar por sí misma alrededor de un eje vertical. El engranaje interno cambia el ángulo de ataque de las palas en sincronía con la rotación de la placa, de modo que cada pala puede proporcionar empuje en cualquier dirección, muy similar al colectivo y cíclico de los controles de vuelo de un helicóptero .
A diferencia del propulsor azimutal (donde una hélice convencional se gira sobre el eje vertical para dirigir su empuje, lo que permite que una embarcación gobierne sin el uso de un timón), la propulsión Voith-Schneider simplemente requiere cambiar el patrón de orientación de las palas verticales. En una situación marítima, esto proporciona un accionamiento que puede dirigirse en cualquier dirección y, por lo tanto, elimina la necesidad de un timón . Es muy eficiente y proporciona un cambio de dirección casi instantáneo . Estos accionamientos se están volviendo cada vez más comunes en barcos de trabajo, como botes de bomberos y remolcadores, donde se necesita una maniobrabilidad extrema.
Los propulsores de azimut (y las boquillas Kort ) tienen ventajas y desventajas en comparación con los impulsores cicloidales . El propulsor de azimut es menos eficiente y más lento de maniobrar, pero es probable que sea más barato a corto plazo. Los costes del ciclo de vida favorecen la solución de Voith, algo que se refleja en el valor residual de un tractor de agua Voith. La elección se realiza sobre la base de los requisitos de desempeño percibidos. En lugar de una boquilla Kort, los VSP a menudo están equipados con una "placa de empuje" o "protección de la hélice" que actúa como una boquilla a baja velocidad, protege el VSP contra la conexión a tierra y proporciona otra ubicación de bloqueo durante el dique seco.
Una firma acústica baja favorece el uso del dispositivo en dragaminas al minimizar la cavitación (generalmente producida en las puntas de las hélices axiales) ya que el rotor no necesita girar tan rápido para un empuje dado. La firma de sonido subacuático del buque de posicionamiento dinámico MV North Sea Giant (IMO: 9524073, MMSI: 248039000) fue medida por el Centro Internacional de Tecnología de Islas (ICIT) mientras se instalaba un monopilote de cimentación para el dispositivo de energía mareomotriz Voith en Fall of Warness , Orkney (Ref Beharie y Side, 2011).
Los VSP se ofrecen con un rango de potencia de entrada de 160 kW a 3900 kW
- Funcionamiento de una hélice Voith Schneider
Fuerzas de elevación impartidas al VSP desde el cuerpo de agua
Camino de una cuchilla en el agua
Historia
La hélice Voith Schneider fue originalmente un diseño para una turbina hidroeléctrica . Su inventor austriaco, Ernst Schneider, tuvo la oportunidad de encontrarse en un tren con un empleado de la filial de Voith en St. Pölten . esto llevó a que la turbina fuera investigada por los ingenieros de Voith, quienes descubrieron que aunque no era más eficiente que otras turbinas de agua, el diseño de Schneider funcionaba bien como bomba al invertir el flujo a través del dispositivo. Al cambiar la orientación de las palas verticales, se podría hacer que funcione como una hélice y un timón combinados .
En 1928 se instaló un prototipo en un lanzamiento de motor de 60 hp llamado Torqueo (latín: giro ) y se llevaron a cabo pruebas en el lago de Constanza . Varios dragaminas alemanes ( barcos R ) fueron equipados con VSP; el primero de ellos fue el R8, construido en 1929 por Lürssen . En 1931, los VSP se estaban instalando en nuevos buques en el lago de Constanza gestionados por los ferrocarriles estatales alemanes . El primer barco de este tipo que utilizó la hélice Voith Schneider fue el barco de excursión Kempten . Dos dragaminas alemanes de la clase M del tipo 1935, M-1 y M-2, fueron equipados con VSP.
El primer barco británico en utilizar hélices Voith Schneider fue el ferry MV Lymington de la Isla de Wight de dos extremos , botado en 1938. A finales de la década de 1930 se habían instalado unos 80 barcos con VSP, incluido el portaaviones alemán Graf Zeppelin de 1938 incompleto ( dos unidades auxiliares en la proa), y el buque de tendido de cables submarinos japonés Toyo-maru (también 1938).
Los tres buques ( John Burns , Ernest Bevin y James Newman ) que utiliza actualmente el Woolwich Ferry cuentan con sistemas de propulsión Voith-Schneider. Fueron construidos en 1963 por Caledon Shipbuilding & Engineering Company de Dundee y cuentan con un VSP en la proa y un segundo en la popa para una maniobrabilidad notable. Los Tay Ferries Scotscraig y Abercraig, que fueron construidos por Caledon en la década de 1950, también utilizaron VSP.
La Marina de los EE. UU. Construyó doce cazadores de minas costeros de clase Osprey equipados con VSP en la década de 1990. Estos buques han sido desmantelados, seis fueron vendidos a armadas extranjeras. y seis se vendieron con "fines de desmantelamiento únicamente". La Armada francesa opera dieciséis remolcadores del tipo RPC12 , que pueden proporcionar un tirón de bolardo de 12 toneladas gracias a dos hélices Voith Schneider.
El mismo dispositivo, montado en un eje horizontal en lugar de vertical, se ha utilizado para proporcionar sustentación y propulsión en algunos aviones experimentales, conocidos como " cyclogyros ". Ninguno de ellos tuvo mucho éxito. También se ha propuesto más recientemente como una alternativa a los rotores para aplicaciones de drones.
Ver también
Referencias
- Brown, R. Allen (1988). Lymington: el sonido del éxito . Publicaciones de Allan T Condie. ISBN 978-0-907742-62-3.
- Jürgens, Birgit (2002). La fascinación de la hélice Voith-Schneider . Hamburgo: Koehler. ISBN 3-7822-0859-5.
enlaces externos
- Sitio web de Voith Turbo Marine
- Popular Mechanics "Sea Going Eggbeaters" , marzo de 1950, págs. 102-103.
- "Descarga de la aplicación para PC iVSP"
- Jürgens, Dirk (2006). "Aplicaciones actuales y nuevos desarrollos de la hélice de Voith Schneider" (PDF) . Voith.