KHÁI NIỆM ĐỘ TRƯỢT CHÂN VỊT VÀ CÁCH TÍNH ĐỘ TRƯỢT

Vấn đề đặt ra là nếu chân vịt không trượt trong môi trường nước thì tàu có thể di chuyển được không, câu  trả lời là không vì không có một số độ trượt thì chân vịt hoàn toàn không thể di chuyển, đẩy tàu về phía trước.

Để hiểu tại sao, hãy sao lưu và định nghĩa thuật ngữ “góc tấn - angle of attack ”. Một cách để hiểu góc tấn là nghĩ về cánh máy bay. Nếu cánh đó là một cánh máy bay đối xứng di chuyển trong không khí theo chiều ngang – góc tấn bằng 0 – thì không khí sẽ đi qua đối xứng bên trên và bên dưới cánh, dẫn đến áp suất bên trên và bên dưới cánh bằng nhau. Không có lực nâng nào được tạo ra để mang trọng lượng của máy bay. Nếu chúng ta thêm một số góc tấn bằng cách nghiêng cạnh trước của cánh lên, lực nâng sẽ được tạo ra. Sẽ có áp suất âm phía trên cánh và áp suất dương phía dưới cánh. Bạn có thể trải nghiệm hiệu ứng tương tự bằng cách đưa tay ra ngoài cửa sổ của một chiếc ô tô đang di chuyển. Nếu bạn ngửa tay lên, bạn sẽ cảm thấy lực nâng.

Chức năng của chân vịt tàu thủy giống như cánh máy bay. Nếu cánh chân vịt không có góc tấn thì sẽ không có hiện tượng trượt, nhưng cũng không có áp suất dương hoặc âm xung quanh các cánh. Cánh chân vịt với một số góc tấn tạo ra áp suất âm (thấp hơn hoặc kéo) lên một bên của cánh chân vịt và áp suất dương (cao hơn hoặc đẩy) lên phía bên kia của cánh chân vịt. Sự chênh lệch áp suất tạo ra lực nâng vuông góc với bề mặt cánh, lực này vừa nâng tàu vừa đẩy tàu về phía trước. 

Giá trị tính toán của độ trượt sẽ thay đổi khi điều kiện thời tiết bên ngoài thay đổi như sóng, gió và đặc biệt là do dòng chảy, ở đây muốn nói là các dòng hải lưu. Điều kiện vỏ tàu cũng ảnh hưởng đến độ trượt chân vịt, vỏ tàu bám nhiều hà sẽ làm tăng độ trượt so với vỏ tàu sạch.

 

Khái niệm độ trượt của chân vịt

Về mặt lý thuyết, một con tàu không bao giờ được trượt âm, nhưng điều này có thể xảy ra trong một hoặc nhiều điều kiện sau như tàu xuôi sóng, xuôi gió và xuôi dòng chảy.

Cách tính độ trượt chân vịt (Propeller Slip)

Độ trượt biểu kiến trung bình (tính cho 1 ngày) = Quãng đường chân vịt chạy trong 1 ngày - Quãng đường tàu chạy trong ngày (theo thông số từ GPS của tàu) / Quãng đường chân vịt chạy trong 1 ngày                                                   
Quãng đường chân vịt chạy (tính bằng hải lý) = Bước chân vịt (Propeller pitch) (m) x Tổng số vòng quay của động cơ trong ngày/ 1852.
Độ trượt chân vịt tính toán trong khoảng từ 5% đến 25% là điển hình và có thể chấp nhận được. Nếu độ trượt lớn hơn 25%, có thể có vấn đề với chân vịt, động cơ hoặc tình trạng vỏ tàu.
Ví dụ: - Trong giai đoạn 24 giờ của một con tàu, trục chân vịt được quan sát thấy quay 108 RPM. Bước của chân vịt là 3,8 m. Tốc độ tàu quan sát được trên GPS (so mặt đất) là 12.25 knts. Tính độ trượt chân vịt trong khoảng thời gian này. ( Một hải lý bằng 1852 m.)
Độ trượt (phần trăm) = Khoảng cách động cơ - khoảng cách tàu/ Khoảng cách động cơ X 100%.
Khoảng cách động cơ = Pitch X RPM X 60 X 24 / 1852.
= (3,8 X 108 X 60 X 24)/1852 = 319.102 knts
Khoảng cách tàu = 24 X 12.5 = 300 knts
Do đó độ trượt = (319,102 -300)/ 319,102  x 100 = + 5,986 %

 

Tác giả: Thầy giáo, Máy trưởng Đỗ Minh Phong - Bộ môn Máy khai thác, khoa Máy tàu biển.