Aplicação típica da fibra de carbono: campo marinho do navio

O polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) é um material que pode ser usado em vários tipos de navios, desde pequenas embarcações, como iates até grandes embarcações, como fragatas, e a aplicação de CFRP pode ajudar a reduzir o peso, melhorar a eficiência de combustível e aumentar a durabilidade. Portanto, CFRP é amplamente utilizado no campo dos navios. Este artigo apresenta principalmente os exemplos típicos de aplicação de hélices CFRP.

Tradicionalmente, as ligas de cobre têm sido o material principal para hélices de navios (parafuso). Usando CFRP para substituir o material das pás da hélice do navio, o peso leve, o baixo consumo de combustível e a redução da vibração podem ser alcançados. Além disso, hélices CFRP são instalados em navios da Mitsubishi Chemical Logistics Co., Ltd., permitindo o transporte ambientalmente amigável.

Comparado com materiais metálicos tradicionais, as principais vantagens de usar CFRP em hélices de navios são incorporadas nos seguintes aspectos:

CFRP é mais leve e mais forte do que as ligas de cobre tradicionais, ajudando a aumentar o diâmetro da hélice para o mesmo peso;

A lâmina da hélice CFRP tem uma base dura e uma ponta macia, que pode efetivamente reduzir a possibilidade de flutuações repentinas (início súbito, navegação tempestuosa);

CFRP pode melhorar o desempenho da propulsão suprimindo ondas de vácuo (cavitação) geradas durante a navegação.

As propriedades mecânicas do CFRP variam dependendo da orientação das fibras de carbono, e sua liberdade de projeto é significativamente maior do que a de materiais metálicos, como ligas de cobre. Portanto, partidas repentinas e sobrecargas durante o tempo tempestuoso podem ser reduzidas se as lâminas forem moldadas para corresponder ao fluxo.

Além disso, compósitos de fibra de carbono têm cerca de um quinto da gravidade específica das ligas de cobre, tornando-os uma hélice muito leve com as mesmas propriedades. Não só a instalação é mais fácil, mas a carga no rolamento pode ser reduzida diminuindo o momento de inércia. Além disso, materiais leves podem aumentar o diâmetro da hélice e melhorar a eficiência da propulsão.

As hélices de navios CFRP também têm um bom efeito na melhoria da tripulação' s qualidade de equitação: porque a fibra de carbono é mais leve do que as ligas de cobre tradicionais e tem altas características de absorção de vibração, tem o efeito de reduzir a vibração e o ruído no navio; através da redução da vibração, pode eficazmente ser suprimido o ruído e reduzido o esforço da vibração torsional; um ambiente de vida mais confortável e menos estresse sobre a tripulação devido a menos vibração e ruído.

De acordo com a experiência prática, pode-se constatar que com o uso de hélices CFRP, o ruído nos principais locais do navio, como sala de jantar, casa do leme e sala de máquinas foi reduzido, especialmente na messe, o ruído sempre foi um dos principais fatores que afetam a qualidade dos marítimos, como é difícil ouvir TV durante as refeições, mas pode ser ouvido claramente agora.