Контрпропеллер

Контрпропеллер — направляющее устройство в виде профилированных лопастей, неподвижно устанавливаемое непосредственно за гребным винтом или перед ним (контрвинт) для уменьшения закручивания воды винтом путем придания последней вращательного движения в противоположном направлении. Используется для повышения КПД гребного винта. В английском языке для контропропеллеров также используется торговое название «плавники обтекателя гребного винта» (англ. Propeller boss cap fins, сокр. PBCF). Сам принцип контрпропеллеров был известен уже в начале XX века.

Гребной винт на котором установлен обтекатель с контрпропеллером (маленькие лопасти на обтекателе).

Контрпропеллеры типа PBCF были разработаны как совместный проект японской транспортной компании Mitsui O.S.K. Lines, исследовательской лаборатории по пропульсивным системам West Japan Fluid Engineering Laboratory Co. и предприятия-изготовителя гребных винтов Mikado Propeller Co. С 1987 года они получили мировое признание и по состоянию на январь 2020 года заявлено об их установке на более чем 3500 судов по всему миру.

Принцип работы

Сущность этого устройства и его действия заключается в следующем: позади или впереди гребного винта устраиваются неподвижные (относительно гребного винта, то есть контрпропеллер вращается вместе с гребным винтом) направляющие винтовые лопасти соответствующего диаметра, сечения и шага. Отбрасываемый винтом поток воды вместо спирального движения, на поддержание которого требуется расход мощности машины, выпрямляется и идет в направлении, параллельном движению судна, тем самым увеличивая полезное действие гребного винта, за счёт того, что выпрямляемый поток как бы помогает раскручивать основной гребной винт. Таким образом увеличивается крутящий момент и тяга основного гребного винта, повышается общая эффективность работы гребного винта, что необходимо учитывать при проектировании судна.

Положительные эффекты

Обтекатель с контрпропеллером на пароме в Аляске

Производители контрпропеллеров заявляют о том, что обширный опыт их использования показывает, что их применение позволяет увеличить КПД гребных винтов судна на 4—5 %. В литературе также имеются примеры того, что контрпропеллеры установленные на гребные винты германских миноносцев дали увеличение их КПД на 12 %, а иногда встречаются утверждения и о 15 % увеличении КПД судов.

Из-за этого, в настоящее время контрпропеллеры позиционируются как энергосберегающие устройства. Увеличивая КПД гребных винтов они таким образом уменьшают потребление топлива силовой установкой судна. По некоторым оценкам это позволяет сократить ежегодные выбросы СО₂ от одного большого контейнеровоза на 9000 тонн.

Также контрпропеллеры снижают подводный шум в определенном диапазоне частот и уменьшают вибрации двигательной установки судна. Это, с одной стороны, используется в военно-морской сфере для уменьшения шумности кораблей (например подводные лодки проекта 677, где контрпропеллер установлен на обтекателе), а с другой стороны, как средство сохранения естественной среды морских обитателей за счёт снижения посторонних шумов создаваемых судами.

Кроме того есть данные, что контрпропеллер замедляет разрушение частей гребного винта от кавитационной коррозии.