Điều gì ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hoạt động của một chiếc tàu?
Giống như lốp (vỏ) xe là thứ duy nhất kết nối trực tiếp một chiếc xe với mặt đường, là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất cũng như quá trình hoạt động của xe thì chân vịt cũng đóng một vai trò quan trọng tương tự trên tàu thuyền, vì nó chuyển đổi công suất của động cơ thành lực đẩy giúp tàu di chuyển trên nước. Có vô số các loại chân vịt khác nhau từ chất liệu cho tới hình dáng và thiết kế. Chọn chân vịt phù hợp với tàu thuyền và mục đích sử dụng sẽ giúp tối ưu hiệu suất hoạt động, tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ động cơ.
Chất liệu
Thông thường chân vịt thường được làm hai loại chất liệu chính là nhôm (Aluminum) hoặc thép không gỉ (Stainless steel). Tất nhiên là ưu nhược điểm của chúng cũng khác nhau tùy vào mục đích và điều kiện sử dụng khác nhau. Vì sở hữu khối lượng nhẹ hơn thép, nên chân vịt nhôm hầu hết đều được trang bị trên những động cơ nhỏ dưới 125 mã lực.
Nhưng đổi lại do đặc tính vật lý không bền bằng thép nên thông thường chân vịt nhôm sẽ được làm dày hơn đáng kể để ngăn chúng bị uốn cong ở tốc độ RPM (tua máy) cao của những động cơ lớn hơn. Điều này sẽ dẫn đến lực cản trong nước nhiều hơn, ít nhiều cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và tốc độ tối đa của thuyền. Nhưng nếu bạn không thường xuyên có thú vui chạy “hết ga hết số” chiếc thuyền của mình thì sẽ không thực sự nhận thấy được sự khác biệt rõ rệt cho lắm.
Tuy nhiên với giá thành cao hơn so với nhôm nhưng đổi lại được độ bền “vô đối”, một chiếc chân vịt bằng thép chắc chắn sẽ làm bạn an tâm hơn ở vùng nước nông, hay xuất hiện các vật thể “lạ” dưới nước như bèo, chai và gỗ như sông Sài Gòn. Sẽ không còn chỗ cho sự lo lắng mà chỉ còn lại những giây phút bạn tận hưởng niềm vui trên tàu. Đặc biệt khi đa số các động cơ tàu thuyền hiện nay đều trên 200 mã lực, một chiếc chân vịt bằng thép rõ ràng vẫn là một lựa chọn tối ưu hơn.
Số lượng cánh quạt trên chân vịt
Kế đến phải nhắc đến số lượng cánh trên bộ phận đẩy này. Mọi người sẽ hay mắc phải suy nghĩ cứ nhiều cánh sẽ tạo ra được lực đẩy nhiều hơn giúp chiếc thuyền đi nhanh hơn. Vâng, điều này hoàn toàn đúng với những chiếc thuyền có tải trọng lớn. Với những chiếc chân vịt có 4 cánh hoặc nhiều hơn, chúng sẽ giúp tạo ra nhiều đẩy hơn ở tốc độ thấp, từ đó giúp chiếc thuyền của bạn tăng tốc tốt hơn và duy trì được tốc độ ổn định ở RPM thấp.
Đặc biệt khi bạn đang trong một chuyến hành trình đường dài, việc duy trì được tốc độ hành trình một cách ổn định sẽ giúp bạn tiết kiệm được kha khá nhiên liệu. Đó là chưa kể đến việc chân vịt nhiều cánh sẽ “cắt” nước nhiều hơn, tạo ra lực đẩy ổn định hơn ở những vùng nước động và nhiều sóng như biển.
Nhưng không phải cái gì nhiều quá cũng là tốt. Đối những chiếc thuyền nhỏ hơn như speedboat, weekender hay những chiếc thuyền máy ngoài thì việc trang bị cánh quạt chân vịt 4 cánh sẽ không có ý nghĩa gì mấy. Bởi căn bản những chiếc thuyền này không quá nặng để cần tới lực đẩy nhiều ban đầu và mục đích sinh ra của chúng là tốc độ. Vì thế nên việc trang bị chân vịt nhiều cánh sẽ khiến RPM của chúng bị giảm đáng kể, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ tối đa. Ngược lại chân vịt 3 cánh với trọng lượng nhẹ và độ cắt nước ít sẽ giúp chiếc thuyền đạt được tốc độ cao một cách nhanh chóng nhờ tốc độ quay nhanh hơn.
Trên lý thuyết, thuyền nhỏ với chân vịt nhỏ và ít cánh sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn vì lực cản – lực cắt nước ít hơn so với chân vịt lớn và nhiều cánh. Còn thực tế còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như thói quen chạy, các yếu tố tự nhiên,.v.v..
Chân vịt đồng trục – Contra rotating propeller.
Một cách bố trí chân vịt đặc biệt khác thường thấy ở các động cơ hiện đại là hai cánh quạt đồng trục quay ngược chiều nhau, hay còn gọi là Contra-rotating propeller. Để dễ hiểu hơn về tác dụng của chúng ta cần ôn lại một chút kiến thức vật lý và hình dung như sau: Khi một cánh quạt quay quá nhanh sẽ tạo ra một lực xoắn nhất định theo chiều quay của chúng và tác dụng lên chính trục xoay của nó, gây rung lắc và tạo một số tiếng ồn nhất định.
Để giải quyết vấn đề này, một cánh quạt khác được lắp vào cùng trục và xoay ngược chiều với cánh quạt trước. Vì theo vật lý, hai lực cân bằng và ngược chiều nhau sẽ triệt tiêu lẫn nhau, từ đó việc lắp thêm một cánh quạt quay ngược trên trục sẽ giúp triệu tiêu lực xoắn cả hai tạo ra, giảm độ rung và độ ồn cho động cơ. Ngoài ra cánh quạt thứ hai sẽ tận dụng lại năng lượng đã bị phân tán của cánh quạt trước bằng cách quay ngược chiều và hút lại, điều này tạo nên một lực đẩy mạnh hơn, hiệu suất tốt hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn. Và quan trọng hơn cả là nó giúp tăng độ ổn định, giúp việc điều khiển ở tốc độ thấp và điều hướng dễ dàng hơn.
Tóm gọn lại, với bất kỳ loại chân vịt nào cũng sẽ đều có ưu và nhược điểm riêng của từng loại. Tùy theo mục đích – điều kiện sử dụng, cùng với đó các yếu tố kỹ thuật và yếu tố môi trường sẽ là cho bạn biết bạn cần sử dụng loại chân vịt nào. Và cũng đừng quá lo lắng về việc đấy, bởi đa số các nhà sản xuất động cơ, các hãng đóng tàu đã nghiên cứu tất cả các yếu tố nêu trên để trang bị loại chân vịt phù hợp nhất cho chiếc tàu của mình.