Voith-Schneider

Lodní šroub Voith Schneider
Dvojitý lodní šroub Voith Schneider na trupu remorkéru.

Lodní šroub Voith Schneider, také známý jako cykloidní pohon je specializovaný druh námořního pohonného systému. Vyniká vysokou manévrovatelností, jelikož je možné změnit úhel tahu prakticky okamžitě. Nejčastěji je proto využíván na remorkérech a přívozech. Šroub si v roce 1925 nechal patentovat Ernst Schneider a prototyp zkonstruoval roku 1928.

Na kruhové desce, která je umístěna z vnější spodní strany lodi, rotující okolo vertikální osy, jsou po obvodu umístěny lopatky (které mají tvar křídla z křídlového člunu), které mohou samy nezávisle rotovat okolo své vlastní vertikální osy. Vnitřní převod pohonu mění úhel náběhu každé lopatky podle aktuálního umístění na obvodu kruhové desky, takže každá lopatka dodává tah v jakémkoliv požadovaném směru (na velmi podobném principu, jaký je použit pro řízení vrtulníku).

Oproti Z-pohonu (u kterého je řízení prováděno natáčením konvenčního lodního šroubu podle osy stejné jako u kormidla) je změna směru tahu s pohonem Voith-Schneider pouze otázkou změny kolektivního náběhu lopatek. V praktickém užití to znamená, že tento pohon nevyžaduje užití kormidla, právě kvůli možnosti okamžité změny tahu. Tento druh pohonu se stává stále běžnějším u pracovních lodí jako jsou remorkéry, hasičské lodě a přívozy u kterých je extrémní manévrovatelnost potřeba.

Z-pohony (a pohony vybavené Kortovou tryskou) mají výhody i nevýhody oproti pohonu Voith-Schneider. Z-pohon je méně efektivní a méně manévrovatelný, ale je levnější na pořízení. Provozní náklady jsou ale nižší pro pohon Voith-Schneider, což je mimo jiné i to co se odráží ve zvýšené ceně tohoto pohonu. Výběr je také ovlivněn předpokládaným požadovaným výkonem. Také lopatky vystupující zespodu lodi omezují její použití v mělkých vodách.

Nižší akustická stopa tohoto pohonu je důvodem jeho použití na minolovkách.

  • Pohyb lopatek

  • Znázornění sil tahu při použití pohonu Voith-Schneider

  • Znázornění cesty lopatky ve vodě

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Voith Schneider Propeller na anglické Wikipedii.

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

VSPforces.jpg

Forces exercées par le VSP sur l'eau
VSPsurtug.jpg

VSP monté sous le remorqueur
VSPreal.jpg

Voith Schneider Propeller
VSPcycloide.jpg

Blade trajectory in water
Voith schneider animation.gif
Autor: Christopher Johnson, Licence: CC BY 3.0

Voith Schneider Propeller animation, showing a top-down schematic view of a six-bladed Voith Schneider propeller. The approximate force on the water of each blade is shown by a blue arrow. The net force on the water is vertically upwards, indicating that the propeller itself is moving vertically downwards relative to the water.

The file was made with Pov-Ray version 3.6, with the source file: 

#include "colors.inc"          
#include "shapes.inc"
#macro airfoil()
union
{polygon
{
120,
<2.032241, -0.015403>, <2.033186, 0.002328>, <2.029376, 0.019655>, <2.020798, 0.036480>, 
<2.007448, 0.052705>, <1.989329, 0.068240>, <1.966455, 0.082997>, <1.938845, 0.096893>,
 <1.906529, 0.109851>, <1.869547, 0.121803>, <1.827947, 0.132683>, <1.781785, 0.142438>, 
<1.731128, 0.151018>, <1.676052, 0.158386>1.413433, 0.175281>, <1.337759, 0.176334>, <1.258339, 0.176146>, 
<1.175324, 0.174747>, <1.088878, 0.172180>, <0.999175, 0.168497>, <0.906403, 0.163761>, 
<0.810764, 0.158046>, <0.712472, 0.151432>, <0.611756, 0.144010>, <0.508857, 0.135880>, 
<0.404031, 0.127146>, <0.297549, 0.117920>, <0.189695, 0.108317>, <0.080768, 0.098457>, 
<-0.028922, 0.088460>, <-0.139048, 0.078448>, <-0.249273, 0.068540>, <-0.359249, 0.058851>, 
<-0.468615, 0.049493>, <-0.577002, 0.040570>, <-0.684035, 0.032176>, <-0.789332, 0.024397>, 
<-0.892507, 0.017305>, <-0.993173, 0.010960>, <-1.090945, 0.005405>, <-1.185441, 0.000670>, 
<-1.276287, -0.003234>, <-1.363118, -0.006310>, <-1.445582, -0.008582>, <-1.523342, -0.010087>, 
<-1.596081, -0.010879>, <-1.663504, -0.011030>, <-1.725337, -0.010622>, <-1.781336, -0.009751>, 
<-1.831284, -0.008524>, <-1.874995, -0.007055>, <-1.912315, -0.005464>, <-1.943121, -0.003875>, 
<-1.967325, -0.002414>, <-1.984873, -0.001203>, <-1.995742, -0.000362>, <-1.999942, -0.000005>, 
<-1.997516, -0.000238>, <-1.988536, -0.001154>, <-1.973103, -0.002838>, <-1.951344, -0.005359>, 
<-1.923410, -0.008775>, <-1.889478, -0.013125>, <-1.849740, -0.018435>, <-1.804411, -0.024716>,
 <-1.753718, -0.031961>, <-1.697903, -0.040152>, <-1.637220, -0.049252>, <-1.571931, -0.059213>, 
<-1.502307, -0.069974>, <-1.428623, -0.081463>, <-1.351159, -0.093597>, <-1.270198, -0.106283>, 
<-1.186023, -0.119424>, <-1.098920, -0.132912>, <-1.009171, -0.146639>, <-0.917059, -0.160490>, 
<-0.822862, -0.174350>, <-0.726857, -0.188103>, <-0.629318, -0.201632>, <-0.530513, -0.214825>, 
<-0.430707, -0.227568>, <-0.330162, -0.239755>, <-0.229131, -0.251282>, <-0.127866, -0.262051>, 
<-0.026614, -0.271972>, <0.074387, -0.280959>, <0.174900, -0.288935>, <0.274696, -0.295831>, 
<0.373550, -0.301584>, <0.471242, -0.306142>, <0.567561, -0.309462>, <0.662297, -0.311507>,
 <0.755248, -0.312252>, <0.846218, -0.311679>, <0.935015, -0.309781>, <1.021455, -0.306557>, 
<1.105359, -0.302018>, <1.186554, -0.296182>, <1.264873, -0.289076>, <1.340155, -0.280734>, 
<1.412246, -0.271199>, <1.480999, -0.260522>, <1.546271, -0.248760>, <1.607929, -0.235976>, 
<1.665845, -0.222243>, <1.719898, -0.207635>, <1.769974, -0.192235>, <1.815967, -0.176129>, 
<1.857778, -0.159408>, <1.895313, -0.142167>, <1.928490, -0.124504>, <1.957230, -0.106520>, 
<1.981465, -0.088317>, <2.001133, -0.069999>, <2.016181, -0.051671>, <2.026563, -0.033437>
    pigment {rgb <0,0,0>}
	translate <-.5,.1,0>
}
disc
{
	<0,0,.001>,<0,0,1>,.1
	pigment{rgb <1,1,1>}
}
}

#end
#macro arrow()
polygon
{
	8,
	<-.5,-.5>,<.5,-.5>,<.5,2>,<1.2,2>,<0,3.2>,<-1.2,2>,<-.5,2>,<-.5,-.5>
	pigment {rgb <0,0,1> transmit 0.5}
}
#end 
#macro prop_element(ang,xofs,yofs,rad)
union
{
object
{
	airfoil()
	rotate z*90
	rotate z*-ang
	rotate z*180*atan2(sin(ang*pi/180.0)-yofs,cos(ang*pi/180.0)-xofs)/pi
	translate x*rad
}
object
{
	arrow()
	//scale <cos(ang*pi/180),cos(ang*pi/180),1>
	scale <.5+cos(ang*pi/180),.5+cos(ang*pi/180),1>
	scale .6
	translate z*.3
	rotate z*-ang
	translate x*rad
}
polygon
{
4,
<.4,0>,<-.4,0>,<-.1,rad>,<.1,rad>
 pigment {rgb <.6,.6,.6>}
translate z*-.1
	rotate z*90
}
	rotate z*ang
}
#end
#macro prop(xofs,yofs)
union
{
#declare ang=0;
#while (ang<360)
prop_element(ang+clock*6,xofs,yofs,5)
#declare ang=ang+60;
#end
disc
{
	<0,0,.002>,<0,0,1>,.6
	pigment{rgb <1,1,1>}
}
disc
{
	<0,0,.001>,<0,0,1>,1
	pigment{rgb <.6,.6,.6>}
}
}
#end

camera

{

   	orthographic
	location <0,0,10>
	right <15,0,0>
	up <0,15,0>
	look_at <0,0,0>


}  

light_source

{

	<0,0,40>

	White *2

	shadowless

}   
background {rgb <1,1,1>}

prop(.85,0)

Pov-Ray was executed with the command 

povray +KFF10 +KI0 +KF9 +A0.1 +W240 +H240 -GA vs.pov
The coordinates defining the shape of the blades are generated from a Joukowsky profile