应用案例

Case study

海洋/船舶

碳纤维复合材料(CFRP)可应用于从游艇等小型船到护卫舰等大型船的各类船只,
有助于实现轻量化、提高燃油效率、提升耐久性。
下面介绍CFRP螺旋桨的应用案例。

菱翠上搭载的CFRP叶片

螺旋桨
借助CFRP螺旋桨提高燃油效率及乘坐舒适性

以往,船舶用螺旋桨(screw)的主流材料为铜合金。
通过将螺旋桨叶片的材料替换为碳纤维复合材料(CFRP),实现了轻量化、高燃油效率、减振。此外,将CFRP螺旋桨搭载在三菱化学株式会社拥有的船舶上,实现了环保运输。

船舶运输时的燃料消耗减少4% (三菱化学物流调查)

  • 碳纤维复合材料(CFRP)比以往的铜合金更轻、强度更高,有助于螺旋桨重量的大直径化
  • 由于将叶片设计成根部坚硬、前端柔软,从而能够减少无法应对突发情况(突然启动、暴风雨天航行)的情形
  • 通过减少航行时真空波(空化)的发生,提高推进性能

碳纤维复合材料(CFRP)随着碳纤维的方向不同性能具有各向异性,与铜合金等金属材料相比,设计自由度更高。因此,如果将叶片的形状设计成与水流相匹配,可以降低突然启动时和恶劣天气时的过载。除此之外,还可以减少给螺旋桨和船体带来损坏的真空波(空化)。
碳纤维复合材料(CFRP)的比重约为铜合金的五分之一,因此当具有相同性能时,碳纤维复合材料螺旋桨的重量可变得非常轻。不仅安装更加容易,通过降低惯性力矩,还可以减轻轴承的负担。另外,通过使用轻量材料,还可以实现螺旋桨的大直径化,提高推进效率。

菱翠上搭载的CFRP叶片

改善乘务员的乘坐舒适度

  • 振动衰减性(与以往的铜合金相比,碳纤维具有快速平复振动的特征)
  • 通过振动衰减性,减少鸣音、降低扭转应力
  • 由于振动、噪音少,乘坐环境舒适,船员的压力也会降低

碳纤维复合材料(CFRP)比以往的铜合金材料更轻,而且吸收振动的特性更高,因此具有降低船内振动和噪音的效果。
事实上,在餐厅、驾驶室、机舱等船内的主要场所,噪音均得到了减少。特别是在餐厅,至今为止在用餐时很难听到电视声音等,噪音是给船员带来压力的一个因素,但现在能够听清电视声音,令人十分高兴。

CFRP螺旋桨

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