A szénszál tipikus alkalmazása: tengeri hajómező

A szénszállal megerősített polimer (CFRP) olyan anyag, amely különböző típusú hajókban használható, a kis hajóktól, például jachtoktól a nagy hajókig, például fregattokig, és a CFRP alkalmazása segíthet csökkenteni a súlyt, javíthatja az üzemanyag-hatékonyságot és növelheti a tartósságot. Ezért a CFRP-t széles körben használják a hajók területén. Ez a tanulmány elsősorban a CFRP propellerek tipikus alkalmazási példáit mutatja be.

Hagyományosan a rézötvözetek voltak a hajócsavarok (csavarok) mainstream anyagai. A CFRP használatával a hajó propeller lapátjainak anyagát kicserélheti, könnyű súly, alacsony üzemanyag-fogyasztás és rázkódáscsökkentés érhető el. Ezenkívül a CFRP légcsavarokat a Mitsubishi Chemical Logistics Co., Ltd. hajóira szerelik fel, lehetővé téve a környezetbarát szállítást.

A hagyományos fémanyagokhoz képest a CFRP hajócsavarokban való használatának fő előnyei a következő szempontokból állnak:

A CFRP könnyebb és erősebb, mint a hagyományos rézötvözetek, ami segít növelni a légcsavar átmérőjét azonos súly esetén;

A CFRP légcsavarlapát kemény talppal és puha hegygel rendelkezik, ami hatékonyan csökkentheti a hirtelen ingadozások (hirtelen indítás, viharos vitorlázás) lehetőségét;

A CFRP javíthatja a meghajtási teljesítményt azáltal, hogy elnyomja a navigáció során keletkező vákuumhullámokat (kavitációt).

A CFRP mechanikai tulajdonságai a szénszálak tájolásától függően változnak, és tervezési szabadsága lényegesen nagyobb, mint a fémanyagok, például a rézötvözeteké. Ezért a viharos időben a hirtelen indítások és túlterhelések csökkenthetők, ha a pengék az áramláshoz igazodnak.

Ezenkívül a szénszálas kompozitok körülbelül egyötödével rendelkeznek a rézötvözetek fajsúlyához képest, így nagyon könnyű, azonos tulajdonságokkal rendelkező propellerré válnak. Nemcsak a telepítés könnyebb, hanem a csapágy terhelése is csökkenthető a tehetetlenség pillanatának csökkentésével. Ezenkívül a könnyű anyagok növelhetik a légcsavar átmérőjét és javíthatják a meghajtás hatékonyságát.

A CFRP hajócsavarok jó hatással vannak a legénység vezetési minőségének javítására is: mivel a szénszál könnyebb, mint a hagyományos rézötvözetek, és magas rezgéselnyelő tulajdonságokkal rendelkezik, csökkenti a rezgést és a zajt a hajón; a rázkódáscsökkentés révén hatékonyan elnyomható Zaj és csökkenthető a torziós vibrációs feszültség; kényelmesebb lakókörnyezet és kevesebb stressz a legénységre a kevesebb rezgés és zaj miatt.

A gyakorlati tapasztalatok szerint megállapítható, hogy a CFRP légcsavarok használatával csökkent a zaj a hajó fő helyein, például az étkezőben, a kormányállásban és a gépházban, különösen a rendházban, a zaj mindig is a tengerészek minőségét befolyásoló egyik kulcsfontosságú tényező volt, mint például az étkezés közbeni tv-készülék hallása , de most már tisztán hallható.