Η Αρχή της Προπέλας

Εάν το σκάφος θέλει να ασκηθεί στο νερό, χρειάζεται να παρέχει εξωτερική δύναμη για να το σπρώξει, ώστε να μπορέσει να ξεπεράσει την αντίσταση κατά την άσκηση. Στο παρελθόν, υπήρχαν πολλοί τρόποι παροχής ώθησης, οι οποίοι μπορούν να χωριστούν χονδρικά σε τέσσερις κατηγορίες. Το ένα είναι το ανθρώπινο δυναμικό, όπως τα κουπιά, οι φράχτες και τα χαστούκια. Το δεύτερο είναι η δύναμη των ζώων, όπως το τράβηγμα των ινών. Το τρίτο είναι η αιολική ενέργεια, όπως τα πανιά. και το τέταρτο είναι η μηχανική ισχύς, όπως τροχοί κουπιών, έλικες κ.λπ.

Με τη συνεχή ανάπτυξη της ανθρώπινης επιστήμης και τεχνολογίας, οι έλικες ξεχωρίζουν ανάμεσα σε πολλές συσκευές πρόωσης. Το 1752, οι φυσικοί ανέφεραν ότι η προπέλα ήταν ανώτερη από διάφορες προπέλες που υπήρχαν πριν από αυτήν. Ειδικά μετά την εμφάνιση των ατμομηχανών υψηλής ταχύτητας, οι έλικες αντικατέστησαν πολλές άλλες προπέλες και σταδιακά κέρδισαν δημοτικότητα.

Η αρχή της προπέλας είναι σχετικά απλή. Το κουπί βασίζεται στην κίνηση του νερού για να κάνει τη ροή του νερού να παράγει ταχύτητα αντίθετη από την κατεύθυνση ώσης και η ροή του νερού θα δώσει στην προπέλα μια δύναμη αντίδρασης, δηλαδή ώθηση. Το θεώρημα ορμής της μηχανικής ρευστών μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει ότι όταν το νερό ρέει μέσω του δίσκου της έλικας, η ροή του νερού θα επιταχυνθεί λόγω της δράσης των πτερυγίων. Με αυτόν τον τρόπο αλλάζει η ορμή της ροής του νερού. Λόγω του θεωρήματος της ορμής, η ορμή του ρευστού που αλλάζει μέσα σε μια ορισμένη χρονική περίοδο είναι ίδια με τη δύναμη που δέχεται και η δύναμη αντίδρασης που αλλάζει τη δύναμη που δέχεται το εσωτερικό ρευστό είναι απλώς η ώθηση της προπέλας.