Dacă viteza primelor vapoare nu a depășit 4-6 noduri, atunci în 15-20 de ani s-ar putea dezvolta o viteză de aproximativ 12 noduri. Parcul de navigație cu apus de soare a fost o concluzie dinainte, care a contribuit la apariția unui propulsor de tip fundamental nou.
Primele încercări de a utiliza un șurub cu elice au avut loc în secolul al XVIII-lea. Cu toate acestea, potrivit istoricilor, noua elice sa crezut abia in 1836, cand au fost echipate cu barca sa de catre englezul Francis P. Smith. Inventatorul a fost ajutat de "Maiestatea Sa cazul"; o poveste despre asta, unii cercetători atribuie domeniului anecdotelor istorice.
Șurubul lui Smith cu două spire din spirală era din lemn. Odată ce în timpul următorului test al botului din canal nava a răcnit și. A adăugat viteza. Sa dovedit că atunci când ați lovit un obiect înfundat, șurubul a pierdut jumătate din spirală. Mai târziu, Smith a fabricat șuruburi spiralate cu un singur șurub.
Șurubul lui Smith a fost testat când botul a trecut aproximativ 400 mile cu o viteză medie de 8 noduri. În același timp, o parte a zborului a avut loc în condiții de furtună, cu care era dificil să facă față avioanele cu roți.
Fig. 5. Capătul din spate al lui Princeton cu șurub Erickson
Amiralitatea engleză, după ce a estimat șurubul lui Smith, în același an 1836 ia încredințat inventatorului să construiască un vas cu șurub mare. Deci a apărut deplasarea "Archimedes" de 237 de tone, care este considerată a fi primul vapor cu șurub. Două motoare cu aburi, cu o capacitate de 45 de litri, au funcționat pe un șurub cu diametrul de 2,1 m. a. Pe teste, "Archimedes" a dezvoltat o viteză de 9, 8 noduri.
Decizia inițială a fost aceea de a compara eficiența roților și elicelor cu șurub. "Archimedes" a fost conectat prin cabluri, alimentat la pupa, cu vaporul de roată "William Gunston". Masinile au dat o mișcare și "William Gunston". a târât primul-născut al construcțiilor navale. Cu toate acestea, a fost prea devreme pentru a se grăbi cu concluziile.
Un eveniment important în istoria de propulsie a navei a fost inventarea unui Swede Ion Eriksonom- în 1836 elice, în care a fost utilizat principiul rotoarelor. Spre deosebire de roțile convenționale, dintre care rotație se extinde de-a lungul axei vasului, roata Erickson au o axă de rotație care se extinde de-a lungul vasului, și crearea unui flux axial al maselor de apă aruncate. Propulsorul a constat din două roți, dispuse unul în spatele celuilalt și rotindu-se în direcții opuse. În viitor, Erickson a simplificat propulsia, limitată la o singură roată.
Fig. 6. Testele pentru remorcherele "Rattler" și "Alecto"
În anul 1839, Erickson sa dus în Statele Unite și a construit prima turbină americană cu aburi "Princeton", cu o deplasare de 700 de tone, cu un șurub de propria sa design (Figura 5). Pe teste, nava a dezvoltat 14 noduri - viteza pentru acele vremuri fără precedent.
Când a tras metoda de mai sus, Princeton a remorcat vaporul cu roți de mare viteză.
Propulsorul nu avea lipsă de adversari. Nu au vrut să recunoască rezultatele obținute de Princeton, referindu-se la faptul că deplasarea navelor în comparație, conturul lor și puterea mașinilor nu erau la fel. În cele din urmă, totuși, punctele deasupra "și" au fost stabilite atunci când Admiralitatea Engleză a organizat teste comparative de două special construite în 1843. rafinării identice cu abur și ulei, cu un volum de 894 tone cu un motor cu abur cu o capacitate de 200 de litri. a. - șurub "Rattler" și roată "Alecto".
În primul rând, ambele nave au fost testate sub pânze și au prezentat practic aceeași viteză, ceea ce a servit ca o confirmare a asemănării lor geometrice. Apoi, fregatele au fost supuse unui test de tragere. După ce mașinile au dezvoltat puterea completă, "Rattler" a început să tracteze "Alecto" la o viteză mai mare de 2 noduri (Figura 6). Acest test nu a fost limitat. Navele au fost testate în diferite moduri, ale căror rezultate sunt rezumate în Tabelul. 1. Scepticii au fost dezorientați; "Clarificarea relației" dintre roată și elicele sa încheiat.
Tabelul 1 Viteza comparată a navelor în moduri
Propulsorul a fost recunoscut pentru avantajele sale, principala fiind designul simplu, mărimea mică și eficiența relativ ridicată. Pe măsură ce perfecțiunea șurubului a dobândit o formă stabilă, cu mici abateri persistente până în prezent.
Fig. 7. Schema de creare a unei reazemuri în timpul funcționării unei elice
Propulsorul constă dintr-un butuc cu lame pe el (figura 7). Lucrarea elicei se bazează pe forța hidrodinamică creată de diferența de presiune pe laturile lamelor. Orice secțiune concentrică a lamei este un element al aripii rulmentului. De aceea, pe măsură ce șurubul se rotește, aceleași forțe apar pe fiecare element de lamă ca pe aripă.
Curgerea în jurul părții convexe a lamei (supt lateral), ușor presat și accelerând astfel mișcarea sa. Curgă în jurul plat partea (uneori ușor concavă) a lamei (partea de rapel) se confruntă cu un obstacol, frânat și încetinește viteza. În conformitate cu legea lui Bernoulli, pe partea de aspirație a picăturilor de presiune de curgere a lamei și există o zonă subpresiune. În același timp, pe partea de pompare a lamei, dimpotrivă, presiunea crește și o zonă
presiune. Datorită diferenței de presiune pe laturile lamei, se formează o forță hidrodinamică. Teorie și investigații experimentale au stabilit că cea mai mare parte a forțelor hidrodinamice - 70-75% - este creat de vid pe partea de aspirație a lamelor elicei și doar 30-25% - din cauza presiunii pe partea de presurizare a lamelor.
Fig. 8. Un jet rotativ sub formă de șurub, turnat de o elice
Proiecția forței hidrodinamice pe axa șurubului este opritorul cu șurub. Această forță este percepută de către lamele, care prin intermediul butucului și arborelui elicei le transmit navei.
Deoarece lamele au o suprafață elicoidală, cu rotirea șurubului, apa nu este doar aruncată înapoi, ci și răsucite spre rotația lamelor (Figura 8). Între timp, sarcina propulsorului este doar să arunce apă, să nu o rotească, creând un impuls reactiv - forța tracțiunii. Pe răsucirea fluxului și depășirea rezistenței de rotație a elicei în apă, se consumă o parte semnificativă din puterea furnizată de el.
Prin urmare, eficiența șurubului, egală cu raportul puterii consumate pentru crearea forței de propulsie (putere utilă), la toată puterea consumată pentru rotirea șurubului, va fi întotdeauna mai mică decât unitatea.
Eficiența elicelor variază în intervalul de 0,5-0,7. Limita superioară este considerată foarte ridicată și se poate obține pe elici cu diametru mic cu diametru mic. Pentru elici de mare viteză cu diametru mic, eficiența rar depășește 0,5-0,95. Dar acest lucru este în zilele noastre; În perioada analizată, elicele au fost alese de obicei în conformitate cu un prototip sau cu o metodă experimentală și au avut o eficiență mult mai scăzută.
Dacă pe nave elicea a fost recunoscută relativ repede, atunci în flota comercială răspândirea ei a fost întârziată. aburitoare Paddle sunt adesea inferioare cu viteza șurubului, și construit în Anglia, în 1866, prin ordin al sultanul turc Abdul Azis, apetitul pentru navele de mare viteză, iahtul „Maharussa“ deplasarea de 3185 de tone, cu o capacitate de motor cu aburi de 6400 litri. a. și roțile laterale cu un diametru de 8,5 m în acel moment a fost cea mai rapidă nava cu aburi și a dezvoltat la viteză maximă 18,5 noduri.
Pe liniile transatlantice până în 1875. vaporii pe roți încă mai înotau. Ultimul dintre aceștia a fost "Scotia" - proprietarul "Panglicii albastre a Atlanticului" în 1862-1867.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: