Σκάφος κουπιών με μοτέρ συρτής (Ιστορία των θαλάσσιων έλικες)

Οι έλικες θαλάσσης, με λιγότερο τεχνικό τρόπο, είναι ισοδύναμες με τα ελαστικά αυτοκινήτων. Η μετατροπή της ισχύος του κινητήρα σε κινητήρια δύναμη του σκάφους είναι επίσης η πιο χρησιμοποιούμενη συσκευή πρόωσης στο σκάφος.

Η ιστορία των ελίκων

Το 1776, ο Βρετανός μάγος James Watt εφηύρε την ατμομηχανή, η οποία όχι μόνο προώθησε σε μεγάλο βαθμό την πρώτη βιομηχανική επανάσταση στην ανθρώπινη ιστορία, αλλά δημιούργησε επίσης ένα προηγούμενο για τη μηχανική δύναμη ως θαλάσσια δύναμη. Έθεσε επίσης τις τεχνικές βάσεις για να γίνει η Βρετανία θαλάσσιος ηγεμόνας. Δεδομένου ότι η προπέλα εκείνη την εποχή δεν είχε ακόμη γεννηθεί, οι μηχανικοί που περιορίζονταν στη φαντασία εφηύραν τον τροχό κουπιών σύμφωνα με την αρχή της προπέλας. Είναι ένα σκάφος με κουπιά τοποθετημένα και στις δύο πλευρές του σκάφους. Επειδή μέρος του τροχού είναι εκτεθειμένο στο νερό, ονομάζεται ατμόπλοιο με κουπιά. Αλλά τα ατμόπλοια με κουπιά έχουν επίσης πολλά μειονεκτήματα, όπως εξαιρετικά κακή λειτουργικότητα, χαμηλή απόδοση μετάδοσης και ούτω καθεξής όταν αγκυροβολούν στην αποβάθρα.

Το 1836, ο Βρετανός «Αρχιμήδης» χρησιμοποίησε μια βιδωτή προπέλα, δηλαδή ένα μακρύ κομμάτι ξύλου φτιαγμένο σαν βίδα. Στην αρχή της δοκιμής, το σκάφος κινήθηκε προς τα εμπρός με ταχύτητα 4 κόμβων. Αργότερα, επειδή το σκάφος συνάντησε ένα εμπόδιο στο νερό, η βίδα έσπασε και ένα μικρό τμήμα της βίδας παρέμεινε, αλλά η ταχύτητα του σκάφους αυξήθηκε στους 13 κόμβους. Αυτό το μικρό ατύχημα ενέπνευσε τους μηχανικούς να μετατρέψουν τη μακριά βίδα σε μια κοντή βίδα και στη συνέχεια να μετατρέψουν τη κοντή βίδα σε σχήμα λεπίδας και η προπέλα εφευρέθηκε βήμα προς βήμα μέσω πειραμάτων. Φυσικά, υπάρχουν πολλά ιντερμέδια. Για παράδειγμα, η στεγανοποίηση του άξονα της υποβρύχιας προπέλας, η υποβρύχια δόνηση και άλλα ζητήματα. Με την πρόοδο της ανθρώπινης τεχνολογίας λίγο-λίγο, η προπέλα χρησιμοποιείται ευρέως από τα ναυπηγεία σε όλο τον κόσμο λόγω των μεγάλων πλεονεκτημάτων της.

Γνωρίστε τις κύριες παραμέτρους της προπέλας

1. Βήμα P:

Δηλαδή την απόσταση που περιστρέφεται η προπέλα κατά μία περιστροφή στην αξονική διεύθυνση. Ισοδυναμεί με την απόσταση που η βίδα περιστρέφεται μια φορά μέσα στο ξύλο και κινείται μέσα στο ξύλο. Αλλά αυτό είναι θεωρητικό, και στην πράξη, τα πτερύγια της προπέλας γλιστρούν όταν βρίσκονται στο νερό, με αποτέλεσμα τη μειωμένη απόδοση. Εδώ εμπλέκεται και το θέμα της ολίσθησης.

Όσο μεγαλύτερο είναι το βήμα του πτερυγίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία κλίσης του πτερυγίου σε σχέση με την επιφάνεια της έλικας. Αλλά σε σχέση με μια ορισμένη ταχύτητα, υπάρχει μια βέλτιστη γωνία βήματος. Τα πτερύγια μιας προπέλας σταθερού βήματος δεν μπορούν να στρίψουν. Επομένως, είναι πιο αποτελεσματικό στην ταχύτητα σχεδιασμού. Οι έλικες ελεγχόμενου βήματος είναι διαφορετικοί. Οι λεπίδες του μπορούν να στρίψουν, επομένως το βήμα μπορεί επίσης να ρυθμιστεί. Επομένως, για πλοία με απαιτήσεις μεταβλητής ταχύτητας, η χρήση ελίκων μεταβλητού βήματος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση και να εξοικονομήσει καύσιμο.

2. Διάμετρος έλικας D:

Δηλαδή τη διάμετρο του πιο εξωτερικού δακτυλίου της λεπίδας. Στη διαδικασία σχεδιασμού της προπέλας, είναι πάντα επιθυμητό να χρησιμοποιείται η μεγαλύτερη δυνατή διάμετρος για τη βελτίωση της δύναμης μετάδοσης της προπέλας. Ωστόσο, στα σκάφη αναψυχής, λόγω του περιορισμού του βυθίσματος και της θέσης τοποθέτησης, η πολύ μεγάλη προπέλα δεν μπορεί να προστατευτεί από τη γάστρα και είναι εύκολη στην αφή, επομένως είναι κατάλληλη.

3. Exp. αναλογία EAR:

Πρώτα από όλα, πρέπει να γνωρίζουμε ότι η περιοχή του δίσκου αναφέρεται στην περιοχή του επιπέδου όπου η διάμετρος της προπέλας είναι, δηλαδή S=π(D/2)². Και αν το άθροισμα της περιοχής που καταλαμβάνουν όλα τα πτερύγια της προπέλας στο επίπεδο είναι S2, τότε EAR=S2/S. Επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η εκ. αναλογία εμβαδού, τόσο πληρέστερη είναι η λεπίδα και τόσο ελαφρύτερο είναι το φορτίο ανά μονάδα επιφάνειας στη λεπίδα, γεγονός που συμβάλλει περισσότερο στην αποφυγή δημιουργίας σπηλαίωσης. Ωστόσο, η αύξηση της εκ. ο λόγος επιφάνειας θα μειώσει την απόδοση της προπέλας. Επομένως, υπό την προϋπόθεση της αντιστάθμισης της εμφάνισης σπηλαίωσης, η εκ. Η αναλογία επιφάνειας πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη για να βελτιωθεί η απόδοση της προπέλας. Οι περισσότερες προπέλες έχουν εκ. αναλογία επιφάνειας μικρότερη από 1, αλλά ορισμένες από τις προπέλες ταχυπλόων σκαφών έχουν εκπτ. αναλογία επιφάνειας μεγαλύτερη από 1.

Τύποι ελίκων που χρησιμοποιούνται συνήθως στα γιοτ

Προπέλα σταθερού βήματος:

μια προπέλα σταθερού βήματος. Λόγω της απλής δομής του, χρησιμοποιείται πιο συχνά σε μικρού και μεσαίου μεγέθους γιοτ. Υπάρχουν τρεις έως τέσσερις λεπίδες. Πλεονεκτήματα: απλή δομή, ανθεκτική, απλή συντήρηση. Μειονεκτήματα: Το βήμα δεν είναι μεταβλητό, επομένως η απόδοση είναι η υψηλότερη μόνο σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα. Ως εκ τούτου, τα πτερύγια της προπέλας έχουν γενικά μεγάλη διάμετρο και χαμηλή ταχύτητα περιστροφής για βελτίωση της απόδοσης. Φυσικά, οι πτυσσόμενες προπέλες που χρησιμοποιούνται στα ιστιοφόρα έχουν και έλικες σταθερού βήματος.

Προπέλα ελεγχόμενου βήματος:

Προπέλα με ρυθμιζόμενο βήμα. Μπορεί να αλλάξει ανάλογα με την ταχύτητα και να διατηρήσει υψηλή απόδοση μετάδοσης. Μέγιστη εξοικονόμηση καυσίμου. Αλλά οι ελλείψεις του είναι επίσης προφανείς, η δομή είναι πολύπλοκη, το κόστος είναι ακριβό και η συντήρηση είναι άβολη. Γενικά χρησιμοποιείται σε μεγάλα γιοτ.

Αντιπεριστρεφόμενοι έλικες:

δύο έλικες με αντίθετες κατευθύνσεις είναι εγκατεστημένες στον ίδιο άξονα. Όπως το VOLVO, το περιστρεφόμενο κουπί της ZF. Με την αντίθετα περιστρεφόμενη έλικα, η περιστρεφόμενη ροή νερού που δημιουργείται από την μπροστινή έλικα απορροφάται από την πίσω έλικα και ταυτόχρονα λαμβάνεται μέρος της περιστρεφόμενης ενέργειας, γεγονός που βελτιώνει περαιτέρω την απόδοση της πρόωσης. Μειονεκτήματα: Ταυτόχρονα, η δομή είναι πολύπλοκη, και λόγω του περιορισμού της ώσης στα υλικά, χρησιμοποιείται λιγότερο σε μεγάλα πλοία.

Φυσικά, υπάρχουν και άλλοι τύποι προπέλες, αλλά η εφαρμογή είναι σχετικά λιγότερο συχνή.