متحرک همزمان با ظهور انواع جدیدی از کشتی ها و کشتی ها بهبود یافته است.

دست و پا زدن

با ظهور اولین قایق های کوچک ، این مرد متوجه شد که به وسیله ای نیاز دارد که کشتی او را تحت فشار قرار دهد. در ابتدا ، اینها پارو بودند ، که با غوطه ور کردن آنها در آب و حرکت دادن آنها ، اثر مطلوبی را ایجاد کردند - قایق حرکت کرد. نیاز به سرعت ، کشتی سازان باستان را مجبور به افزایش تعداد پاروها و پاروزنان کرد. یک نمونه بارز کشتی قایقرانی یک گالی است که طول آن تا 12 متر می رسد ، هر یک از 96 پاروها از شش بردبان یا زیر بشکه تا شش پاروزن حمل می کنند.

کوکت

پارچه های غلتکی ، جفتی و دو پارویی وجود دارد. از آنها در قایق ها ، لنج ها و سایر امکانات شناور به عنوان آخرین چاره برای حرکت استفاده می شود. در حین پارو زدن ، قسمت میانی پارو به داخل سوراخ - قلاب کوچک وارد می شود ، جایی که ثابت شده و تأکید ایجاد می کند.

رانندگان فعال

سفر دریایی

ما می دانیم که برای هزاران سال ملوانان نوع دیگری از پیشرانه را می شناسند - بادبان. این دستگاه همچنین یک نوع پیشرانه باستانی و محبوب است که قدرت باد را مهار می کند. در اصل ، دو نوع بادبان وجود دارد: مستقیم - ذوزنقه ای ، متقارن نسبت به دکل و مورب - مثلثی یا ذوزنقه ای ، که به یک طرف دکل متصل شده اند.

تسلیحات در صورت مستقیم بودن بادبانهای اصلی آن (پوست ، پاركینتینا) مستقیم نامیده می شود.

کشتی هایی که بادبان های مایل دارند ، کشتی هایی هستند که قایق های مورب اصلی ترین آنها هستند (شونر ، ایولا ، کچ و غیره).

قایق های بادبانی اغلب مجهز به بادبان های مثلثی هستند که به آنها بادبان "برمودا" می گویند.

قایق بادبانی با بادبانهای برمودا

تجهیزات قایقرانی مختلط نیز وجود دارد که از انواع بادبان های ذکر شده در بالا استفاده می کند.

دکل مخلوط

نوع دیگری از بادبان هایی که در زمان ما رواج یافته اند را می توان بادبادک دانست. در واقع ، این نیز بادبان است ، اما به شکل کمی متفاوت. در شرکت حمل و نقل " پروژه های بلوگا»این نوع پیشرانه در حال حاضر باعث صرفه جویی در هزینه سوخت آنها برای کشتی های تجاری می شود.

کشتی باری شرکت "Beluga Projects"

آنها مجبور به بازدید مداوم از مناطق اقیانوس با شرایط طوفان پیشرفته در جستجوی باد ، آنها اغلب در طوفان ها و طوفان های شدید قرار می گیرند. با گذشت زمان ، نقص های فنی نقش داشتند و افزایش بیشتر اندازه کشتی های تجاری دیگر توسط کشتی های قایقرانی پشتیبانی نمی شد - آنها به حداکثر خود رسیدند. جای آنها با کشتی های تکنیکی پیشرفته دیگری که مطابق با شرایط آن زمان بودند ، جای گرفتند و به کشتی های موزه تبدیل شدند.

موتور جت

چرخ دست و پا زدن

پارو بخار ، ونکوور ، کانادا

در اولین کشتی های بخار ، کشتی سازان شروع به استفاده از چرخ پارو به عنوان اصلی ترین پیشرانه کردند. اما این شاید ناراحت کننده ترین مورد از بین تمام محرک ها باشد. به دلیل اشکالات بی شمار چرخ پارو ، که خراب مکرر بود ، و بازده پایین به دلیل "پرش از آب" هنگام غلتیدن ، چرخ های دست و پا زدن عملکردهای خود را با بدخواهی انجام دادند و در میان انواع دیگر پیشرانه ها ، آخرین مکان را به خود اختصاص دادند.

ظاهر پروانه

ایده خلق کامل و متحرک جهانی، مثل همیشه ، چیز جدیدی نبود ، فقط لازم بود که در زمان مناسب در مکان مناسب قرار بگیرید. معلوم شد چنین شخصی ایزامبارد برونل است که به نظر من ، کشتی سازان تا امروز مدیون او هستند. او از طریق نظرات بی شماری از افراد مشکوک ، با مطالعه دقیق کار اختراع دانشمند یونان باستان ، ارشمیدس ، یک پروانه خلق کرد که کار آن را در کشتی نشان داد " اس اس انگلیس بزرگ».

از آن به بعد این متحرک بیشترین توزیع را دریافت کرد. ساخته شده از مواد مختلفبا تغییر تعداد و زاویه شیب تیغه ها ، ملخ بهبود یافته و در بین سایر ملخ ها موقعیت پیشرو را بدست آورد.

بنابراین ، محرک وسیله ای است که توان را از یک موتور (منبع انرژی) به کار حرکت ترجمه کشتی یا کشتی تبدیل می کند.

طبقه بندی موتورهای کشتی ها و کشتی ها

تمیز دادن متحرک فعال: بادبان هایی که به دلیل عمل مستقیم نیروی ایجاد شده توسط منبع انرژی - حرکت باد ، حرکت کشتی را تضمین می کنند و جت، با پرتاب انبوه آب در جهت مخالف حرکت کشتی ، یک نیروی محرکه ایجاد می کند.

دومی به تقسیم می شوند لوب (چرخ دار ، پیچ دار ، پره ای ، پره ای) و جریان آب (جت آب و رطوبت پذیری)).

رانندگان ون

معمول پیچ پروانه شامل یک توپی است که تیغه های آن روی آن قرار گرفته است. عملکرد آن بر اساس نیروی هیدرودینامیکی ایجاد شده توسط اختلاف فشار در کناره های تیغه ها است. هر قسمت متحدالمرکز تیغه ها عنصری از بال هواپیما است. بنابراین ، هنگام چرخش ملخ ، همان نیروها روی هر عنصر ایجاد می شوند.

اصل پروانه

جریانی که در اطراف طرف محدب تیغه (سمت مکش) جریان دارد کمی فشرده شده و در نتیجه حرکت آن تسریع می شود. جریانی که در اطراف طرف مقعر تیغه جریان دارد (سمت تزریق) ، در مسیر خود با مانعی روبرو می شود ، تا حدودی کند می شود. مطابق با قانون برنولی ، در سمت مکش تیغه ، فشار جریان افت می کند و یک منطقه نادر ایجاد می شود. در همان زمان ، از طرف دیگر ، یک منطقه با افزایش فشار در سمت تخلیه تیغه ظاهر می شود. در نتیجه اختلاف فشار در کناره های تیغه ، یک نیروی هیدرودینامیکی ایجاد می شود. در نتیجه تحقیقات طولانی مدت مشخص شد که قسمت اصلی نیروی هیدرودینامیکی حدود 70 درصد به دلیل وجود خلا در سمت مکش پره های روتور و فقط 30 درصد به دلیل فشار وارد شده به سمت تزریق تیغه ها ایجاد می شود. فرافکنی نیروی هیدرودینامیکی به محور پروانه توقف ملخ است. این نیرو توسط تیغه ها قابل درک است ، که از طریق توپی و شاخک پروانه ، آن را به کشتی یا کشتی منتقل می کنند.

از آنجا که پره ها دارای یک سطح مارپیچ هستند ، هنگام چرخش ملخ ، آب نه تنها به عقب پرتاب می شود ، بلکه در جهت چرخش پره ها نیز پیچ خورده است. در همین حال ، وظیفه متحرک فقط پرتاب آب بدون چرخاندن آن و ایجاد یک واکنش واکنشی است - نیروی رانش. بخش قابل توجهی از توان تأمین شده از موتور صرف چرخاندن جریان و غلبه بر مقاومت چرخش پروانه در آب می شود. بنابراین ، بازده پروانه ، برابر با نسبت توان مصرف شده برای ایجاد رانش پروانه (توان خالص) ، به کل توان مصرف شده برای چرخش پروانه ، همیشه کمتر از یک خواهد بود.

بهره وری پروانه ها در محدوده 0.5 - 0.7 نوسان دارد. حد بالا در پروانه های با قطر بزرگ با سرعت کم بسیار زیاد در نظر گرفته می شود. برای ملخ های پر سرعت قطر کوچک ، کارایی به ندرت از 0.5 می رسد.

پیچ پروانه همیشه با موتور مطابقت دارد ، در غیر این صورت از دست دادن بی معنی قدرت رخ می دهد. علاوه بر این ، موتورهای غیر برگشت پذیر وجود دارد که قادر به تغییر جهت چرخش شافت نیستند. در چنین مواردی ، وجود دارد پروانه پیچ متغیر... در توپی آن مکانیزمی وجود دارد که تیغه ها را در یک زاویه مشخص چرخانده و آنها را در این موقعیت نگه می دارد. چرخش پره ها به شما این امکان را می دهد که با یک سرعت چرخش ثابت شاخک پروانه و بالعکس ، تلاش کششی را تغییر دهید ، در سرعت های مختلف چرخش شافت ، یک تلاش کششی ثابت را حفظ کنید و همچنین به طور کلی جهت توقف (معکوس) را با یک جهت ثابت چرخش شاخ پروانه تغییر دهید.

برای انتقال نیرو زیاد ، اغلب از تأسیسات دو و سه شافت استفاده می شود و در بعضی از کشتی های بزرگ ، به عنوان مثال ناوهای هواپیمابر ، آنها به چهار پروانه واقع در تقارن مجهز هستند. بعضی اوقات از نازل های راهنما استفاده می شود که با سرعت ملایم پایین باعث افزایش توقف تا شش درصد می شود.

الف) - یک پروانه با تیغه های ثابت ؛ ب) - پیچ پیچ قابل تنظیم ؛ ج) - پروانه در نازل ؛ د) - پروانه های ضد چرخش کواکسیال ؛

azipod

ستون فرمان

برای افزایش قدرت مانور برخی از کشتی ها ، ملخ های جهانی ، به اصطلاح سکان های فعال ، " azipod" نوع ستون فرمان " azipod»شامل یک ملخ کوچک با موتور الکتریکی مخصوص به خود می باشد. با چرخش به دور محور خود ، پیچ تأكیدی ایجاد می كند و در نتیجه گشتاور موثر بر روی فرمان را افزایش می دهد.

نوع پروانه "Azipod"

متأسفانه ، هزینه بالای ساخت وسعت محدود می شود محرک پسندیدن " azipod"، اما آنها پول هزینه شده را توجیه می کنند. از آنها در یخ شکن ها ، کشتی های تفریحی مدرن ، سکوهای حفاری نفت و انواع دیگر کشتی ها استفاده می شود.

پروانه باله

پروانه باله

برای حفظ ثبات کشتی یا شناور ، کشتی سازان "خلاقیت" های خود را به تثبیت کننده های پوستی کوچکی که از دو طرف بدنه کشتی بیرون زده اند ، مجهز می کنند. از نظر شکل و شمایل ، شبیه پره های نهنگ های عظیمی هستند که برای آنها طبقه بندی مناسبی دریافت کرده اند. هر یک از آنها شکلی ساده دارند که به لطف آن امواج را کاهش می دهد بدون اینکه سرعت پیشرفت کشتی کاهش یابد. اصل کار بسیار ساده است - باله های زاویه دار همان اثری را دارند که بال هواپیما دارد - یا بدنه را بیشتر فرو می برید یا آن را بالاتر می برید. وقتی امواج سعی می کنند کشتی را به یک جهت یا جهت دیگر متمایل کنند ، تثبیت کننده های پوسته ای بدنه را در جهت مخالف رول کج می کنند. این امر باعث ثبات قایق حتی در موج های بالا می شود.

پروانه های پره ای

اصل پیشرانه پره ای

ملخ های بال در درجه اول در رانش دهنده ها استفاده می شود. آنها عملکردهای پروانه و سکان را با هم ترکیب می کنند و نمایانگر یک روتور هستند که در پایین سطح رگ در همان سطح سوار شده و به دور یک محور عمودی می چرخد \u200b\u200b، که در اطراف آن در فواصل زاویه ای برابر از 3 تا 8 تیغه عمود بر سطح آن ، به صورت بال ساخته شده است. با چرخش با روتور ، تیغه ها به طور دوره ای در اطراف محور خود می چرخند. پره ها به گونه ای چرخانده می شوند که در هر موقعیت نیرویی بر روی آن ایجاد شود که بیشترین فرافکنی را در جهت حرکت رگ داشته باشد. این امر زمانی محقق می شود که عمود بر شرط وترهای تیغه ها در یک نقطه ، که مرکز کنترل است ، قطع شود. حرکت مرکز کنترل در امتداد محور عمود بر جهت حرکت کشتی ، مقدار و نشانه توقف را تغییر می دهد. بنابراین ، پره محرک دارای خصوصیات مشابه یک پروانه پیچ قابل تنظیم هستند. هنگامی که مرکز کنترل را آزادانه در صفحه ای موازی با صفحه خط آب حرکت می دهید ، می توانید جهت بردار توقف را در محدوده 0 تا 360 درجه تغییر دهید. یک درایو مکانیکی واقع در بدنه پروانه ها و توسط یک سیستم هیدرولیکی کنترل می شود ، باعث چرخش پره ها و حرکت مرکز کنترل می شود.

پروانه

با کارایی ، و همچنین با پیچیدگی و ویژگی های وزن و اندازه پره متحرک پایین تر از ملخ ، و بنابراین به عنوان یک راننده موثر استفاده می شود.

از آنها در کشتی هایی که نیازهای آنها برای مانور بیشتر است (طناب کشی ، کشتی های ماهیگیری ، مین جمع کن و غیره) استفاده می شود.

موتورهای جریان آب

جت آب

جت آب

جت آب متحرک (جت آب) یک پروانه پمپ آب است که در یک کانال جریان آب قرار می گیرد که از طریق آن آب با سرعت افزایش یافته در امتداد محور پروانه خارج می شود. از مزایای اصلی این ملخ ها می توان به موارد زیر اشاره کرد: محافظت خوب در برابر آسیب مکانیکی و توانایی جلوگیری از ایجاد حفره ، محافظت در برابر اجسام شناور در سطح منطقه آب ، صدای هیدرودینامیکی کمتر در مقایسه با ملخ های پروانه ، که برای زیردریایی ها بسیار مهم است. در داخل یا خارج از بدنه کشتی واقع شده است. کارایی دستگاه پیشرانه جت به شکل مجراهای آب ، محل و طرح آبگیرها بستگی دارد.

به طور معمول از آنها برای کار در آب کم عمق استفاده می شود یا به عنوان یک راننده برای بهبود قابلیت چرخش عروق استفاده می شود.

پروانه های نوع پمپ

پروانه جت پمپ

در زیردریایی ها ، نوع جدیدی از پیشرانه استفاده می شود - جت پمپ ، که به معنای پیشرانه های نوع پمپ است. دو نوع از آنها وجود دارد:

-متحرک نوع پمپ با پیچش اولیه - استاتور (پایه نازل) در جلوی روتور قرار دارد.

-متحرک هنگامی که روتور در مقابل استاتور قرار دارد ، نوع پمپ را با چرخش بعدی انجام دهید.

انواع دستگاه پیشرانه جت پمپ

1) - روتور ؛ 2) - نازل ؛ 3 - استاتور 4) - پایه نازل ؛ 5) - پایه استاتور بسته بندی ؛

کیفیت هر دو نوع متحرک یکسان است ، اما متحرک نوع پمپ با پیش چرخش دارای ویژگی های حفره ای بهتر است ، اگرچه از لحاظ ساختاری پیچیده تر است.

پیشرانه هیدروجت

در دستگاه پیشرانه هیدروژکت ، از انرژی هوای فشرده یا محصولات احتراق که از طریق نازل به خط آب می رسند ، برای تسریع جریان آب استفاده می شود. ویژگی مشخصه چنین دستگاههایی عدم وجود شافت و بدنه مکانیکی کار است. تمیز دادن:

حرارتی - جریان مستقیم (مخلوط آب و بخار در محفظه ای تشکیل می شود ، جایی که بخار یا گاز گرم تأمین می شود ، که باعث ایجاد نیروی محرکه می شود) ؛

ضربان دار (نوع پیستون با محفظه احتراق گاز آب و ضربان دار ، با یک لوله واکنش دهنده آب گاز از نوع منفجره ، و غیره) ؛

بیرون انداختن و دیگران ، با استفاده از انرژی گاز فشرده سرد ، که جریان مخلوط آب و هوا را تسریع می کند. از آنها در ساخت کشتی های مدنی استفاده می شود.

پروانه ها چگونه تولید می شوند

اکثر ملخ های بزرگ به ارتفاع یک ساختمان سه طبقه می رسند و ساخت آنها نیاز به مهارت های منحصر به فرد دارد. در زمان ایجاد بخارشوی پیچ " اس اس انگلیس بزرگ»ساخت قالب پروانه تا 10 روز طول کشید. امروزه ، به لطف در دسترس بودن فناوری رایانه ، یک دستکاری کننده خودکار این کار را طی چند ساعت انجام می دهد. شکل پروانه به کامپیوتر وارد می شود و یک مته الماسی در انتهای دستکار ماکت کامل تیغه را از بلوک های فوم بزرگ با دقت 1 میلی متر برش می دهد. سپس مخلوطی از شن و ماسه و سیمان در مدل نهایی قرار می گیرد تا تصویری دقیق بدست آورد. بعد از خنک شدن بتن ، به شکلی متشکل از دو نیمه ، آنها بهم متصل می شوند و فلز مذاب تا 3000 درجه ریخته می شود. پروانه را نمی توان از هیچ چیز ساخت. ملخ باید آنقدر قوی باشد که بتواند هزاران تن فشار را تحمل کند و در آب دریا شور خورده نشود. متداول ترین مواد برای ساخت ملخ ، فولاد ، برنج و برنز است. در سال های اخیر از پلاستیک ها به همین منظور استفاده می شده است.

آلیاژ فلزات غیر آهنی برای پروانه ها ، نام " همسر" استحکام فولاد دارد اما در برابر خوردگی بسیار بهتر مقاومت می کند. کونیال می تواند بدون زنگ زدگی دهها سال در آب بماند. برای دادن دقت فوق العاده به آلیاژ ، 80٪ مس باید با 5٪ نیکل و 5٪ آلومینیوم و همچنین 10٪ فلزات دیگر تکمیل شود. بازسازی در دمای 3200 درجه انجام می شود.

پس از عبور از کنترل کیفیت ، "کوکتل" فلزات مذاب در قالب ریخته می شود. برای جلوگیری از ورود هوا به سازه ، فلز در جریان یکنواخت ریخته می شود. بعد از دو روز قالب خنک می شود. سپس پره ها از قالب آزاد می شوند.

کارایی پروانه به تیغه های صاف و روان بستگی دارد. سطح قسمت قالب زده شده ناقص است و با پوسته ریخته گری پوشانده شده است. برای تعیین ضخامت لایه از متر لیزر استفاده می شود. سپس لایه اضافی با برش کاربید تنگستن برداشته می شود. سپس پروانه تا سطح 1.6 صفر میکرولیمتر کاملاً صاف پرداخت می شود. در نتیجه ، سطح شیشه صاف می شود.

پیچ پروانه - محصول کاملاً انفرادی است و برای هر کشتی یا کشتی مدرن باید شکل بهینه را داشته باشد تا با در نظر گرفتن شرایط کار ، انرژی مورد نیاز را بلغزد و جذب کند. مشکل اصلی همه ملخ ها این است حفره... مسئله این است که در زیر آب ، وقتی روی تیغه ها می چرخند ، منطقه ای از فشار کاهش یافته بوجود می آید که در آن آب به معنای واقعی کلمه شروع به جوشیدن می کند ، حتی در دمای پایین. بنابراین ، پروانه ها در جایگاه های ویژه ای آزمایش می شوند ، جایی که پارامترهای بهینه عملکرد پروانه انتخاب می شوند و زاویه صحیح پره ها بررسی می شود.

این غم انگیز نیست ، اما زیبایی باورنکردنی است پروانه ها محکوم به کار سخت ، پنهان از چشمان انسان در زیر امواج دریا. بنابراین ، از همه نوع موجود است محرک تحت سلطه ی پیچ پروانه، و تاکنون هیچ دلیلی وجود ندارد که باور کنیم در سالهای آینده جایگزین م moreثرتری برای آن وجود خواهد داشت.

آفریقایی آلبانیایی عربی ارمنی آذربایجانی باسکی بلاروسی بلغاری کاتالان چینی (ساده شده) چینی (سنتی) کرواتی چکی دانمارکی زبان شناسایی زبان هلندی انگلیسی استونیایی فیلیپینی فنلاندی فرانسوی گالیسی گرجستانی آلمانی فارسی لهستانی پرتغالی رومانیایی روسی صربی اسلواکی اسلوونیایی اسپانیایی سوئدی تایلندی ترکی اوکراینی اردو ویتنامی ولزی ییدیش ⇄ آفریقایی آلبانیایی عربی ارمنی آذربایجانی باسکی بلاروسی بلغاری بلغاری کاتالان چینی (ساده شده) چینی (سنتی) کرواتی چکی دانمارکی هلندی انگلیسی استونیایی فیلیپینی فنلاندی فرانسوی گالیسی گرجی آلمانی یونانی یونانی هائیتی کریولی عبری هندی مجارستانی ایسلندی اندونزی ایرلندی ایتالیایی ژاپنی کره ای لاتوی لیتوانیایی مقدونی مالایایی مالزیایی نروژی فارسی لهستانی پرتغالی رومانیایی روسی صربی اسلواکی اسلوونیایی اسپانیایی سوئیسی Sw edish تایلندی ترکی اوکراینی اردو ویتنامی ولزی ییدیش

انگلیسی (خودکار تشخیص داده شده) »روسی

§ 13. پیشرانه کشتی

در کشتی ها از موارد زیر به عنوان ملخ استفاده می شود: ملخ ، پروانه پره ای و جت آب. از بادبان ، چرخ های پارو و ملخ های دیگر نیز استفاده می شود.

طبق اصل عمل ، ملخ ها به دسته های فعال تقسیم می شوند كه شامل بادبان هایی است كه مستقیماً انرژی باد را به حركت كشتی تبدیل می كنند و واكنش پذیر - بقیه ، از آنجا كه فشار رانش ایجاد شده توسط آنها در نتیجه واکنش توده های آب پرتاب شده در جهت مخالف با حركت کشتی حاصل می شود.

پروانه ها به دلیل سادگی در طراحی و کار ، فشردگی ، قابلیت اطمینان در عملکرد و بالاترین بازده ، متداول ترین هستند. بسته به طراحی ، آنها به دو نوع تقسیم می شوند: پیچ های جامد (توپی با تیغه ها با هم تولید می شود) و تیغه های متحرک در کشتی هایی که در یخ شناورند استفاده می شود. به این پروانه ها پروانه های پیچ ثابت گفته می شود و به پروانه هایی كه دارای سازوكارهایی هستند كه پره ها را در توپی می چرخانند و پیچ پروانه را تغییر می دهند ، پروانه های متغیر پیچ می گویند.

گام پیچ یک مسیر در جهت محور است که هر نقطه از سطح پیچ در یک دور حرکت می کند.

ملخ های پیچ ثابت - FPP (شکل 27) در یک قطعه (یک قطعه) ساخته شده ، ریخته گری ، جوش داده شده یا مهر شده است و از عناصر اصلی زیر تشکیل شده است: هاب، که یک بوش است که به مخروطی ژورنال شاخ پروانه رانده می شود ، و تیغه ها (3 تا 6) به صورت شعاعی بر روی توپی قرار دارد. قسمت تحتانی تیغه اتصال دهنده آن به توپی را ریشه تیغه می نامند. قسمت فوقانی - بالا یا انتها ؛ سطح تیغه رو به بدنه کشتی سطح مکش نامیده می شود ، سطح معکوس سطح پمپاژ است که در بیشتر موارد یک سطح مارپیچ منظم است. تقاطع این دو سطح لبه های تیغه را تشکیل می دهد.

شکل: 27. ملخ گام ثابت (FPP) و طرح ایجاد فشار رانش با یک سکوی اولیه تیغه ملخ.

از پروانه های چرخش راست و چپ استفاده کنید ، آنها مطابق با قوانین کلی از هم متمایز می شوند: اگر پیچ در چرخش عقربه های ساعت پیچ شده باشد ، آن را پیچ چرخش راست می نامند ، و اگر در خلاف جهت عقربه های ساعت - یک پیچ چرخش چپ.

هنگام چرخش ملخ ، پره های آن توده های آب را به یک طرف پرتاب می کنند. واکنش این آب توسط سطح پمپاژ تیغه قابل درک است که باعث ایجاد توقف پروانه می شود که از طریق توپی و شاخک پروانه به یاتاقان رانش منتقل می شود و به نیرویی که رگ را پیش می برد تبدیل می شود.

برای درک چگونگی حرکت مداوم هنگام چرخش ملخ (شکل 27) ، نیروهایی را در نظر بگیرید که در ناحیه اولیه تیغه آن عمل می کنند ، در یک دایره با سرعت v 0 حرکت می کنند و به طور همزمان با کشتی در سرعت v 1 حرکت می کنند. زاویه a ، بین نتیجه این نیروها v و وتر منطقه ابتدایی تیغه تشکیل می شود ، زاویه حمله خواهد بود که باعث ایجاد لیفت روی آن می شود. R. اگر این نیرو را به اجزا تجزیه کنیم ، یک جز component نیروی P است که در جهت حرکت رگ عمل می کند و نیرو خواهد بود رانش است ، و دوم نیروی T است ، که در امتداد محیط در جهت مخالف چرخش پروانه عمل می کند ، یک لحظه در مورد محور خود ایجاد می کند ، که توسط موتور کشتی غلبه می کند.

شکل: 28. پروانه گام قابل تنظیم (CPP) با مکانیزم میله ای دوار برای تغییر گام. 1 - پره های پروانه ؛ 2- هاب 3- شافت پروانه ؛ 4 - کشویی با یک نوار ؛ 5 - انگشت میله اتصال 6 - بلبرینگ؛ 7 - پروانه پروانه.

استفاده از ملخ های متغیر گشتاور امکان استفاده از موتورهای اصلی غیر برگشت پذیر را در کشتی های دارای سیستم تعمیر و نگهداری ساده فراهم می کند ، که باعث می شود سیلندرهای آنها حدود 30-40٪ کاهش یابد (ناشی از موتورهای برگشت پذیر از تغییرات مکرر در حالت کار و جهت چرخش) ، امکان استفاده کامل تر از قدرت ماشین آلات و حفظ سطح بالایی را فراهم می کند. مقدار کارایی پیچ.

شکل: 29. پروانه پره: a - نمودار ساختاری ؛ ب - قرار دادن واحد پیشرانه در کشتی. 1 - دیسک حامل ؛ 2 - تیغه های دوار 3 - چرخ دنده رانده شده ، چرخاندن دیسک 4 - دستگاه کنترل هیدرولیک برای بازوی آونگ ؛ 5 - بازوی پاندولی ، که موقعیت پره ها را در اطراف محور خود تغییر می دهد ؛ 6 - شافت پروانه با دنده مورب پیشرو.

ملخ بال (شکل 29) وسیله ای سازنده است که متشکل از یک سیلندر افقی در حال چرخش با 6-8 تیغه xiphoid و روان به صورت عمودی بر روی آن قرار دارد و توسط اهرم آونگ کنترل شده از خانه چرخ به دور محورهای خود می چرخد.

هنگامی که دیسک روی پره ها می چرخد \u200b\u200b، مانند بال ، یک نیروی بالابرنده بوجود می آید ، که جز component آن فشار مداوم ایجاد می کند. هنگامی که تیغه ها چرخانده می شوند ، مقدار توقف و جهت آن تغییر می کند ، که تغییر جهت حرکت شناور بدون کمک سکان امکان پذیر است (روی یک کشتی با این پروانه ، سکان نصب نشده است) ، همچنین مقدار توقف پروانه از "کامل به جلو" به "کامل معکوس" یا برای متوقف کردن کشتی ، بدون تغییر سرعت و جهت چرخش (بدون عکس) نیروگاه اصلی.

کارایی پروانه پره تقریباً برابر با کارایی پروانه است ، اما پروانه پره در طراحی بسیار پیچیده تر است. تیغه های بیرون زده اغلب می شکنند. با این وجود اخیراً این پروانه کاربرد گسترده تری پیدا کرده است و قدرت مانور خوبی را برای کشتی ها فراهم می کند و به آنها امکان می دهد آزادانه در فضاهای تنگ کار کنند.

پیشرانه جت آب به یک سری پروانه های جریان آب اشاره دارد. ملخ های مدرن جت آب از سه نوع ساخته می شوند: با انتشار یک جت آب در آب ، در جو و با انتشار نیمه غوطه ور.

پروانه به عنوان پمپ کار می کند و از طریق لوله ای که در پایین بدنه مقابل پروانه قرار دارد ، آب را به داخل کانال می مکد. برای محافظت در برابر ورود اجسام خارجی روی پیچ ، یک شبکه محافظ در ابتدای کانال متصل شده است.

برای کاهش تلفات ناشی از پیچ پروانه که باعث سفت شدن جریان آب و افزایش کارایی پروانه می شود ، یک ملخ ضد پروانه در پشت ملخ نصب می شود. جهت حرکت کشتی با جابجایی سکان معکوس تغییر می کند.

بازده چنین پیشرانه ای فقط 35-45٪ است و عدم وجود قسمت های برجسته در قسمت زیر آب شناور ، قابلیت تحمل زیادی در آب کم عمق ، در مناطق باریک و در راه های مسدود شده دارد. برای یک شناور با چنین ملخ ، حتی اجسام شناور نیز مانعی ندارند که از آن آزادانه عبور کند.

مزایای ذکر شده پروانه جت آب استفاده از آن را به ویژه در شناورهای رودخانه ، در درجه اول در چوب شناور ، راحت کرده است.

در سالهای اخیر ، از پروانه های جت آب در کشتی های پرسرعتی مانند هیدروفویل ها که سرعت آنها تا 95 کیلومتر در ساعت توسعه می یابد نیز استفاده می شود.

استفاده از بخار مدرن و توربین های گازی امکان استفاده موفقیت آمیز از پروانه های جت آبی در کشتی های بزرگ دریایی را فراهم می کند ، جایی که طبق محاسبات ، کارایی پیشرانه می تواند به حدود 83٪ برسد که 11٪ بیشتر از ضریب پیشرانه پروانه طراحی شده برای همان کشتی است.

از معایب کشتی های دارای این ملخ می توان به از دست رفتن ظرفیت حمل شناور توسط وزن آب پمپ شده و از دست رفتن حجم آن اشاره کرد. فضاهای داخلیتوسط کانال اشغال شده است.

پروانه چگونه کار می کند؟ ملخ چرخش شافت موتور را به یک توقف تبدیل می کند - نیرویی که قایق را به جلو می کشد. هنگامی که ملخ روی سطوح تیغه های خود رو به جلو می چرخد \u200b\u200b- در جهت حرکت رگ (مکش) ، خلا ایجاد می شود و در کسانی که رو به عقب هستند (پمپاژ) - فشار آب افزایش می یابد. در نتیجه اختلاف فشار روی تیغه ها ، نیرویی Y بوجود می آید (آن را بلند كردن می نامند) پس از تجزیه نیرو به اجزا - یكی كه به سمت حركت رگ هدایت می شود و دیگری عمود بر آن ، نیروی P را می گیریم كه باعث ایجاد رانش پروانه می شود و نیروی T كه گشتاور را ایجاد می كند ، که توسط موتور غلبه می کند.

توقف تا حدود زیادی به زاویه حمله a از مشخصات تیغه بستگی دارد. مقدار مطلوب برای ملخ های قایق پرسرعت 4-8 درجه است. اگر a بیشتر از مقدار بهینه باشد ، در این صورت نیروی موتور برای غلبه بر گشتاور بزرگ به طور غیرمولد هدر می رود ، اما اگر زاویه حمله کم باشد ، نیروی بالابرنده و در نتیجه ، توقف P کوچک خواهد بود و قدرت موتور کم مصرف خواهد شد.

در نمودار نشان دهنده ماهیت تعامل بین تیغه و آب ، می توان a را به عنوان زاویه بین جهت بردار سرعت جریان W روی تیغه و سطح تخلیه نشان داد. بردار سرعت جریان W با جمع هندسی بردارهای سرعت جابجایی ترجمه ای پرو پروانه همراه با رگ و سرعت چرخش Vr ، یعنی سرعت تیغه در صفحه عمود بر محور پروانه تشکیل می شود.

سطح مارپیچ تیغه. در شکل ، نیروها و سرعتهایی که در یک سطح مقطع خاص تیغه عمل می کنند ، واقع در شعاع مشخص r پروانه ، نشان داده شده است. سرعت محیطی چرخش V به شعاعی که مقطع در آن قرار دارد بستگی دارد (Vr \u003d 2 × p × r × n ، جایی که n سرعت چرخش روتور ، دور در ثانیه است) ، در حالی که سرعت حرکت ترجمه پروانه Va برای هر بخش از تیغه ثابت است. بنابراین ، هرچه r بزرگتر ، یعنی هرچه قسمت مورد بررسی به انتهای تیغه نزدیکتر باشد ، سرعت محیطی Vr و در نتیجه سرعت کلی W بیشتر است.

از آنجا که ضلع Va در مثلث سرعت در نظر گرفته شده ثابت باقی می ماند ، بنابراین با فاصله بخش تیغه از مرکز ، لازم است که تیغه ها را با یک زاویه بزرگ نسبت به محور روتور بچرخانید تا a مقدار بهینه را حفظ کند ، یعنی برای همه بخش ها ثابت بماند. بنابراین ، یک سطح مارپیچ با یک گام ثابت H بدست می آید. یادآوری می شود که پیچ پیچ حرکت هر نقطه از تیغه در امتداد محور در یک دور کامل پیچ است.

نقاشی به نمایاندن سطح پیچیده پیچهای تیغه کمک می کند. در طول کار با پیچ ، تیغه به عنوان مثال ، در امتداد مربع های راهنما لغزیده می شود که طول پایه آنها در هر شعاع متفاوت است ، اما ارتفاع یکسانی دارند - گام H ، و در یک دور با مقدار H افزایش می یابد. محصول همان گام توسط سرعت چرخش (Hn) سرعت تئوری پیچ در امتداد محور.

سرعت کشتی ، سرعت پروانه و لغزش. هنگام حرکت ، بدنه کشتی آب را با خود حمل می کند و جریان عبوری ایجاد می کند ، بنابراین سرعت واقعی نشست پروانه با آب Va همیشه کمی کمتر از سرعت واقعی شناور V است. آب است و تقریباً آن را "نمی کشد". برای قایق هایی که با سرعت متوسط \u200b\u200bکار می کنند ، این اختلاف 5-8٪ و برای قایق های با عمق جابجایی سرعت پایین به 15-20 رسیده است. حال اجازه دهید سرعت نظری پیچ Nn را با سرعت حرکت واقعی آن نسبت به جریان آب مقایسه کنیم.

تفاوت Hn - Va ، لغزش نامیده می شود ، و کار دهانه پروانه را در زاویه حمله a به جریان آب با سرعت W. تعیین می کند. نسبت لغزش به سرعت نظری پروانه در درصد لغزش نسبی نامیده می شود:
s \u003d (Hn-Va) / Hn.

حداکثر مقدار (100٪) لغزش به زمانی می رسد که پروانه در حال کار با کشتی پهلو گرفته شده به ساحل باشد. کمترین لغزش (8-15٪) دارای ملخ های قایق های موتوری سبک مسابقه با سرعت کامل است. برای ملخ های برنامه ریزی قایق های موتوری و قایق های موتوری ، لغزش به 15-25، ، برای قایق های با جابجایی سنگین 20-40، و برای قایق های بادبانی با موتور کمکی ، 50-70 reaches می رسد.

ملخ سبک یا سنگین. قطر و گام پروانه مهمترین پارامترهایی است که میزان استفاده از قدرت موتور به آنها بستگی دارد و در نتیجه امکان دستیابی به آنها بالاترین سرعت دوره کشتی.

هر موتور به اصطلاح ویژگی خارجی خود را دارد - وابستگی نیروی گرفته شده از شافت به سرعت میل لنگ هنگام باز بودن دریچه گاز کاربراتور. به عنوان مثال چنین مشخصه ای برای موتور قایق "Vortex" در شکل نشان داده شده است (منحنی 1). حداکثر قدرت 21.5 لیتر ، ثانیه موتور در 5000 دور در دقیقه توسعه می یابد.

قدرتی که در یک قایق معین توسط پروانه جذب می شود ، بسته به دور موتور ، در همان شکل نه با یک ، بلکه با سه منحنی نشان داده شده است - مشخصات ملخ 2 ، 3 و 4 ، که هر کدام مربوط به یک پروانه خاص ، یعنی یک پروانه خاص است گام و قطر

با افزایش گام و قطر پروانه بیش از مقادیر بهینه ، تیغه ها گرفته شده و به عقب نیز پرتاب می شوند تعداد زیادی از آب: توقف افزایش می یابد ، اما در عین حال گشتاور مورد نیاز بر روی شاخک پروانه نیز افزایش می یابد. مشخصه پروانه 2 چنین پروانه ای با مشخصه خارجی موتور 1 در نقطه A تلاقی می کند. این بدان معنی است که موتور از قبل به حد مجاز رسیده است - حداکثر مقدار گشتاور و قادر به چرخاندن ملخ با سرعت بالا نیست ، یعنی سرعت نامی را توسعه نمی دهد و توان نامی مربوطه. در این حالت ، موقعیت نقطه A نشان می دهد که موتور فقط 12 لیتر از آن خارج می شود. از جانب. قدرت به جای 22 لیتر. از جانب. این پروانه نامیده می شود هیدرودینامیکی سنگین.

برعکس ، اگر پیچ یا قطر پیچ کم باشد (منحنی 4) ، و توقف و گشتاور مورد نیاز کمتر خواهد بود ، بنابراین موتور نه تنها به راحتی توسعه می یابد ، بلکه از مقدار اسمی میل لنگ نیز فراتر می رود. نحوه عملکرد آن با نقطه C مشخص می شود. و در این حالت ، قدرت موتور به طور کامل استفاده نمی شود و عملکرد در سرعت های بسیار بالا با فرسودگی زیاد قطعات بسیار همراه است. باید تأکید کرد که از آنجا که توقف ملخ کوچک است ، شناور به حداکثر سرعت ممکن نخواهد رسید. به چنین پیچی گفته می شود هیدرودینامیکی سبک.

به پروانه ای که امکان استفاده از ترکیب کشتی و موتور برای استفاده کامل از قدرت دوم را می دهد ، گفته می شود موافقت کرد... برای مثال در نظر گرفته شده ، چنین موافقت کرد پروانه دارای مشخصه 3 است که با مشخصه خارجی موتور در نقطه B تلاقی می کند ، متناسب با حداکثر قدرت آن.

این شکل اهمیت انتخاب صحیح پروانه را به عنوان نمونه قایق موتوری "کریمه" با موتور قایقرانی "Whirlwind" نشان می دهد. هنگام استفاده از یک ملخ موتور استاندارد با گام 300 میلی متر ، قایق موتوری با 2 نفر. سرنشین دارای سرعت 37 کیلومتر در ساعت است. با بار کامل 4 نفره ، سرعت قایق به 22 کیلومتر در ساعت کاهش می یابد. هنگام جایگزینی ملخ با دیگری با گام 264 میلی متر ، سرعت در بار کامل به 32 کیلومتر در ساعت افزایش می یابد. بهترین نتایج با پروانه با نسبت گام H / D \u003d 1.0 (گام و قطر 240 میلی متر) بدست می آید: حداکثر سرعت به 40-42 کیلومتر در ساعت افزایش می یابد ، سرعت با بار کامل - تا 38 کیلومتر در ساعت. نتیجه گیری در مورد صرفه جویی قابل توجهی در مصرف سوخت که می توان با یک ملخ کاهش گام کاهش یافت ، کار دشواری نیست. اگر با یک ملخ استاندارد با بار 400 کیلوگرم ، 400 گرم سوخت برای هر کیلومتر طی شده مصرف شود ، هنگام نصب پروانه با گام 240 میلی متر ، مصرف سوخت 237 گرم در کیلومتر خواهد بود.

لازم به ذکر است که موافقت کرد تعداد نامحدود پروانه برای یک ترکیب خاص قایق و موتور وجود دارد. در حقیقت ، یک ملخ با قطر کمی بزرگتر اما پیچ کمی کوچکتر موتور را به همان روشی که یک پروانه با قطر کمتر و گام بزرگتر است ، بارگیری می کند. یک قاعده وجود دارد: هنگام تعویض ملخ همسان با بدنه و موتور با موتور دیگر ، با مقادیر نزدیک D و H (اختلاف حداکثر 10٪ مجاز است) ، لازم است که مجموع این مقادیر برای ملخ های قدیمی و جدید برابر باشد.

با این حال ، از این مجموعه موافقت کرد پیچ ها ، فقط یک پیچ ، با مقادیر خاص D و H ، بالاترین بازده را دارند. به چنین پیچی گفته می شود بهینه... هدف از محاسبه ملخ دقیقاً یافتن است بهینه اندازه قطر و گام.

بهره وری. بازده پروانه با توجه به مقدار بازده آن یعنی نسبت قدرت مفید به توان موتور مصرفی تخمین زده می شود.

بدون پرداختن به جزئیات ، توجه می کنیم که عمدتا کارایی یک ملخ غیر حفره ای به لغزش نسبی ملخ بستگی دارد که به نوبه خود با نسبت قدرت ، سرعت ، قطر و سرعت چرخش تعیین می شود.

حداکثر کارایی پروانه می تواند به 70 ~ 80 reach برسد ، اما در عمل انتخاب مقادیر بهینه پارامترهای اصلی که بازده به آنها بستگی دارد قطر و سرعت کار نسبتاً دشواری است. بنابراین ، در شناورهای کوچک ، کارایی ملخ های واقعی می تواند بسیار کمتر باشد و فقط 45 درصد است.

پروانه با لغزش نسبی 10 تا 30 درصد به حداکثر کارایی می رسد. با افزایش لغزش ، بازده به سرعت پایین می آید: وقتی پروانه در حالت پهلوگیری کار می کند ، صفر می شود. به همین ترتیب ، وقتی به دلیل دورهای زیاد در پیچ کوچک ، توقف پیچ صفر باشد ، بازده به صفر کاهش می یابد.

با این حال ، باید تأثیر متقابل پرونده و پیچ را نیز در نظر گرفت. در هنگام کار ، ملخ توده های قابل توجهی آب را به داخل جناغ می گیرد و می اندازد ، در نتیجه آن سرعت جریان اطراف استخوان بدنه افزایش می یابد و فشار کاهش می یابد. این با پدیده مکش همراه است ، یعنی ظاهر یک نیروی اضافی از مقاومت در برابر آب در برابر حرکت رگ در مقایسه با آنچه در حین یدک کشیدن تجربه می کند. بنابراین ، پیچ باید تاکیدی بیش از مقاومت بدن با مقدار مشخص Pe \u003d R / (1-t) کیلوگرم ایجاد کند. در اینجا t ضریب مکش است که مقدار آن به سرعت رگ و خطوط بدنه در ناحیه پروانه بستگی دارد. در قایق ها و قایق های موتوری ، که پروانه در زیر ته نسبتاً مسطح قرار دارد و میله ایستاده در مقابل خود ندارد ، با سرعت بیش از 30 کیلومتر در ساعت t \u003d 0.02-0.03. در قایق ها و قایق های کم سرعت (10-25 کیلومتر در ساعت) که پروانه در پشت ستون مهره نصب شده است ، t \u003d 0.06-0.15.

به نوبه خود ، بدنه شناور ، با ایجاد یک جریان عبوری ، میزان جریان آب جاری به پروانه را کاهش می دهد. این ضریب جریان مرتبط w را در نظر می گیرد: Va \u003d V (1-w) m / s. تعیین مقادیر w از داده های داده شده در بالا دشوار نیست.

بازده عمومی پیشرانه مجموعه کشتی موتور-پروانه با فرمول محاسبه می شود:
h \u003d h p H ((1-t) / (1-w)) H h m \u003d h p H h k H h m در اینجا h p کارایی پیچ است. h k - ضریب نفوذ بدن ؛ h m - کارایی شافت و دنده عقب - کاهش دنده.

ضریب تأثیر بدنه اغلب بیش از یک (1.1 - 1.15) است و تلفات شافتینگ در 0.9-0.95 برآورد می شود.

قطر و پیچ پیچ. عناصر پروانه برای یک کشتی خاص فقط با داشتن یک منحنی مقاومت در برابر آب نسبت به حرکت کشتی معین ، ویژگی خارجی موتور و نمودارهای طراحی بدست آمده از نتایج آزمایش مدل پروانه ها با پارامترهای خاص و شکل تیغه ، قابل محاسبه است. فرمولهای ساده ای برای تعیین مقدماتی قطر و پیچ پیچ وجود دارد. دعوت به استفاده روش های دقیق تر برای محاسبه پیچ بهینه ... این روش ها بر اساس تقریب (نمایش تقریبی) نمودارهای گرافیکی توسط وابستگی های تحلیلی است ، که انجام محاسبات نسبتاً دقیق را در رایانه و حتی در محاسبات ریز امکان پذیر می کند.

قطر ملخ ها که از فرمول تقریبی و با استفاده از محاسبات دقیق بدست می آیند ، معمولاً حدود 5٪ افزایش می یابد تا یک پروانه سنگین بدست آمده و در آزمایشات بعدی کشتی به سازگاری آن با موتور برسد. برای "سبک کردن" پیچ ، قطر آن به تدریج بریده می شود تا زمانی که دور موتور با سرعت طراحی بدست آید.

اما ممکن است برای پروانه های شناورهای کوچک این کار انجام نشود. دلیل آن ساده است: بارگیری کشتی تفریحی بسیار متفاوت است و پروانه ، کمی "سنگین" یا "سبک" با یک مقدار جابجایی کشتی ، در بار دیگر سازگار خواهد بود.

ویژگی های حفره و هندسه ملخ های کوچک صنایع دستی. سرعت زیاد قایق های موتوری و قایق ها و سرعت چرخش پروانه ها باعث ایجاد حفره - جوشاندن آب و تشکیل حباب های بخار در ناحیه خلاuum در سمت مکش تیغه می شود. در مرحله اولیه حفره ، این حباب ها کوچک هستند و عملا تاثیری در عملکرد پیچ \u200b\u200bندارند. با این حال ، هنگامی که این حباب ها می ترکند ، فشارهای محلی زیادی ایجاد می شود و باعث خرد شدن سطح تیغه می شود. با عملکرد طولانی مدت پیچ حفره ای ، چنین آسیب فرسایشی می تواند آنقدر چشمگیر باشد که کارایی پیچ کاهش یابد.

با افزایش بیشتر سرعت ، مرحله دوم کاویتاسیون آغاز می شود. حفره پیوسته حفره ای است ، کل تیغه را گرفته و حتی می تواند در خارج از آن بسته شود. توقف ایجاد شده توسط ملخ به دلیل افزایش شدید کشیدن و اعوجاج شکل تیغه ها ، سقوط می کند.

حفره ملخ را می توان با این واقعیت تشخیص داد که سرعت قایق با وجود افزایش بیشتر RPM متوقف می شود. در همان زمان ، پروانه صدای خاصی ایجاد می کند ، ارتعاش به بدنه منتقل می شود ، قایق به صورت پرشی حرکت می کند.

لحظه شروع حفره نه تنها به سرعت چرخش بلکه به تعداد دیگری از پارامترها نیز بستگی دارد. بنابراین ، هرچه سطح تیغه ها کوچکتر باشد ، ضخامت پروفیل آنها بیشتر است و هرچه پروانه نزدیکتر به خط آب باشد ، سرعت چرخش کمتر است ، یعنی کاویتاسیون زودتر اتفاق می افتد. ظاهر حفره نیز با زاویه بزرگ شیب شاخ پروانه ، نقص در تیغه ها - سطح خمش ، بی کیفیت ، تسهیل می شود.

رانش ایجاد شده توسط پروانه عملاً از سطح تیغه ها مستقل است. برعکس ، با افزایش در این منطقه ، اصطکاک در برابر آب افزایش می یابد و برای غلبه بر این اصطکاک ، قدرت موتور نیز مصرف می شود. از طرف دیگر ، باید در نظر گرفت که با همان تأکید بر تیغه های پهن ، خلا در سمت مکش کمتر از باریک است. بنابراین ، در جایی که امکان ایجاد حفره وجود دارد (به عنوان مثال ، در قایق های پرسرعت و با سرعت شافت پروانه بالا) به یک پروانه پره گسترده نیاز است.

محل کار یا صاف شده تیغه ها به عنوان ویژگی پروانه در نظر گرفته می شود. هنگام محاسبه آن ، عرض تیغه گرفته می شود ، در سطح تخلیه در امتداد قوس دایره ای در شعاع مشخصی که از مرکز پیچ کشیده شده اندازه گیری می شود. در مشخصه پروانه ، معمولاً ناحیه صاف شده تیغه های A مشخص نمی شود ، بلکه نسبت آن به مساحت Ad یک دیسک جامد با قطر مشابه پروانه ، یعنی A / Ad است. در پیچ های کارخانه ، نسبت دیسک در توپی مهر می شود.

برای پیچ هایی که در حالت قبل از حفره کار می کنند ، نسبت دیسک در محدوده 0.3 - 0.6 گرفته می شود. برای پروانه های پر بار در قایق های پرسرعت با موتورهای پرسرعت قدرتمند ، A / Ad به 0.6 - 1.1 افزایش می یابد. در ساخت پیچ از مواد با مقاومت کم ، به عنوان مثال از سیلومین یا فایبرگلاس ، یک نسبت دیسک بزرگ نیز لازم است. در این حالت ترجیح داده می شود که تیغه ها پهن تر باشند تا ضخامت آنها.

محور پروانه بر روی یک قایق پلانینگ نسبتاً نزدیک به سطح آب قرار دارد ، بنابراین ، موارد مکرر مکش هوا به پره های پروانه (هوادهی سطح) یا در هنگام سوار شدن روی موج ، در معرض کل پروانه وجود دارد. در این موارد ، توقف پیچ به شدت افت می کند و دور موتور می تواند از حداکثر مجاز بیشتر شود. برای کاهش اثر هوادهی ، پیچ پروانه در امتداد شعاع متغیر می شود - با شروع از قسمت تیغه توسط r \u003d (0.63-0.7) R به سمت توپی ، گام 15 15 20٪ کاهش می یابد.

ملخ های قایق معمولاً فرکانس چرخش بالایی دارند ، بنابراین به دلیل سرعت زیاد گریز از مرکز ، آب در امتداد پره ها در جهت شعاعی جریان می یابد که بر کارایی پروانه تأثیر منفی می گذارد. برای کاهش این اثر ، تیغه ها در قسمت عقب از 10 تا 15 درجه شیب قابل توجهی دارند.

در بیشتر موارد ، تیغه های پروانه حالت مضراب کمی دارند - خط قسمت میانی تیغه با برآمدگی در امتداد جهت چرخش پروانه منحنی است. به دلیل ورود نرمتر تیغه ها به داخل آب ، چنین ملخ هایی با لرزش کمتری تیغه ها مشخص می شوند ، کمتر در معرض حفره قرار دارند و قدرت لبه های ورودی را افزایش می دهند.

گسترده ترین پروانه های صنایع دستی کوچک ، پروفیل مسطح مقطع است. پره های ملخ قایق های موتوری و قایق های پرسرعت که برای سرعت بیش از 40 کیلومتر در ساعت طراحی شده اند ، باید از نازک ترین حالت ممکن ساخته شود تا از ایجاد حفره جلوگیری کند. برای افزایش کارایی در این موارد ، توصیه می شود یک پروفیل محدب ("سوراخ") داشته باشید. پیکان تقعر پروفیل برابر با حدود 2٪ وتر مقطع است و ضخامت نسبی پروفیل قطعه (نسبت ضخامت t به وتر b در شعاع پیچ محاسبه شده برابر با 0.6R) معمولاً در محدوده t / b \u003d 0.04-0.10 گرفته می شود.

کارایی پروانه دو پره بیشتر از پروانه سه پره است ، با این وجود با نسبت دیسک بزرگ ، تهیه استحکام تیغه لازم چنین پروانه ای بسیار دشوار است. بنابراین ، پروانه های سه پره بیشترین استفاده را در کشتی های کوچک دارند. از پروانه های دو پره در قایق های مسابقه ای ، جایی که پروانه کمی بارگیری می شود ، و در قایق های بادبانی موتور که موتور نقش کمکی دارد ، استفاده می شود. در حالت دوم ، توانایی قرار دادن پروانه در موقعیت عمودی در پی هیدرودینامیکی ستون مهره برای کاهش کشش آن هنگام قایقرانی مهم است.

ما قبلاً بزرگترین کشتی های جهان را دیده ایم و حتی توجهشان را به شکل کمان کشتی ها جلب کرده ایم. اما به نظر می رسد که تقریبا مهمترین چیز - پیچ ها را از دست داده ایم.

واقعیت جالب: هنگامی که ادوارد لیون برتون پروانه را در سال 1834 اختراع کرد ، توسط Admiralty رد و پذیرفته شد و آن را "یک اسباب بازی زیبا دانست که هرگز نمی تواند کشتی را پیش ببرد و نمی تواند.

بزرگترین پروانه های کشتی جهان

یکی از بزرگترین ملخ های کشتی در جهان توسط صنایع سنگین هیوندای برای کشتی کانتینری 7200 بیست فوت متعلق به هاپاگ لوید ساخته شده است. طول پروانه شش پره به اندازه یک ساختمان سه طبقه و قطر 9.1 متر ، 101.5 تن وزن دارد. عکس زیر یک پروانه 72 تنی را نشان می دهد که روی تانکر Loannis Coloctronis نصب شده است:

بزرگترین ملخ کشتی تا به امروز با جرم 131 تن ، ساخته شده در شهر وارن در رودخانه موریتز ، در Emma Maersk ، بزرگترین کشتی کانتینر دار جهان نصب شده است ، با ظرفیت حمل 14770 کانتینر 20 پا ، طول 397 متر ، 56 متر عرض و 68 متر ارتفاع با یک موتور قدرتمند ، ملخ اجازه می دهد تا غول اقیانوس سرعت 27 گره (50 کیلومتر در ساعت) را بدست آورد.

و این پروانه ها و سکان های عظیم یخ شکن قطب جنوب پالمر ، یک کشتی تحقیقاتی است که در سخت ترین شرایط کره زمین کار می کند:

پروانه های نصب شده روی یورودام - کشتی تفریحی:

این ملخ های عظیم متعلق به تایتانیک ، یکی از معروف ترین کشتی های تاریخ بودند. این آستر دارای سه پروانه بود که هر کدام از آنها از یک موتور جداگانه بهره می برد. وزن دو پیچ بیرونی 38 تن و مرکز اصلی 17 تن است:

تایتانیک یکی از بهترین کشتی های زمان خود بود اما Oasis of the Seas سلطنتی اندازه کارائیب پنج برابر لنج معروف است و در حال حاضر بزرگترین کشتی مسافربری ساخته شده است. به طور طبیعی ، یک کشتی لوکس باید دارای پروانه هایی به اندازه کافی بزرگ باشد که بتواند آن را از سواحل فنلاند به خانه جدید "Oasis of the Seas" در فورت لادردیل ، فلوریدا برساند:

Elation by Carnival Cruise Lines نیز در فنلاند ساخته شد و هم اکنون در سن دیگو ، کالیفرنیا مستقر است. به نظر می رسد که در کنار پروانه های کشتی ، افرادی که مسئولیت طراحی و نصب آنها را بر عهده دارند ، ریزه های رقت انگیز هستند:

و این ملخ قصد دارد در سانفرانسیسکو بارانداز را خشک کند:

ملخ زیر متعلق به یک کشتی تفریحی دیگر است ، "حماسه نروژی":

نمونه دیگری از یک ملخ غول پیکر که برای جابجایی کشتی های بزرگ تفریحی مانند Solstice Solstice لازم است:

و در اینجا پروانه های کشتی Queen Elizabeth 2 ، معروف به QE2 است. این کشتی متعلق به شرکت Cunard Line (یک شرکت انگلیسی است که خطوط کروز شناورهای اقیانوس اطلس و اقیانوس را اداره می کند) ، در سال 1969 به بهره برداری رسید و در سال 2008 از سرویس خارج شد:

Queen Mary 2 در سال 2004 جانشین QE2 به عنوان گل سرسبد Cunard شد. در اینجا برخی از ملخ های اضافی QM2 موجود در عرشه جلو کشتی وجود دارد:

این ملخ کشتی دیگری است که در تاریخ شناخته شده است. ناو جنگی بیسمارک آلمان در فوریه 1939 ، اندکی قبل از شروع جنگ جهانی دوم به آب انداخته شد و توسط انگلیس در مه 1941 غرق شد (تصویر سمت چپ). عکس سمت راست یک منظره کارخانه و یک پروانه از یک تانکر نفت را هنگام ساخت آن در سال 1947 نشان می دهد:

نه چندان بزرگ ، اما نه کمتر جالب
پروانه مینی زیردریایی های ژاپنی در حال حمله به ناوهای هواپیمابر آمریکایی هنگام حمله به پرل هاربر در دسامبر 1941:

پیچ راست USS Fiske ، 1946:

البته فناوری در حال پیشرفت است ، اما کشتی های بزرگ هنوز به پروانه های بزرگ نیاز دارند. این یکی از "SS بریتانیای کبیر" است که توسط Isambard Kingdom Brunel برای بزرگترین کشتی جهان (در زمان راه اندازی آن در سال 1843) طراحی شده است. این کشتی فقط در مدت 14 روز در سال 1845 از اقیانوس اطلس عبور کرد که در آن زمان یک رکورد مطلق بود.

کارگران کشتی سازی یکی از چهار پروانه برنجی ناو هواپیمابر USS George Washington را بررسی می کنند. وزن هر یک از ملخ ها حدود 66000 پوند و قطر آن 22 فوت است.

دستگاههایی که برای ایجاد فشار مداوم طراحی شده و توسط رگ درک می شوند و اساس حرکت آن است ، پروانه نامیده می شوند. پروانه انواع مختلفی دارد: پروانه ، پروانه پره ای ، پروانه و ...

ملخ پره ای دیسکی است که مجهز به سه تا چهار تیغه چرخشی عمودی است و به صورت افقی در زیر استخوان رگ روی یک شافت عمودی قرار دارد. دیسک توسط یک موتور الکتریکی از طریق یک دنده مورب رانده می شود. استفاده از ملخ های پروانه ای مانور بالای شناور را در غیاب دستگاه فرمان تضمین می کند و امکان چرخ دنده عقب را بدون چرخاندن موتور فراهم می کند. با این حال ، پیچیدگی ساختاری این ملخ ها و ابعاد آنها که با افزایش قدرت نیروگاه کشتی افزایش می یابد ، اجازه استفاده از آنها را برای بزرگ
کشتی ها. اخیراً پروانه های پره ای از نوع "Voitschneider" به جرثقیل های باری سیار ، برخی شناورهای کوچک و راننده های شناورهای بزرگتر عرضه شده است.

بیشترین استفاده به عنوان پیشرانه برای کشتی ها ، ملخ است. قسمتهای اصلی ملخ (شکل 81) عبارتند از: یک توپی پروانه 1 با یک سوراخ مخروطی در داخل و تیغه های 2 که تعداد آنها می تواند از دو تا شش باشد. پروانه ها با تیغه های جامد ، متحرک و دوار ساخته می شوند.

شکل: 81. پروانه با تیغه های جامد.

پروانه های دارای تیغه های جامد (شکل 81) عمدتا در کشتی های دریایی بازرگان استفاده می شود. این پیچ ها با وزن کم و اندازه توپی و همچنین مقاومت بالاتر در متمایز می شوند شرایط عادی بهره برداری.

پروانه های دارای پره های قابل جابجایی در کشتی های ناوگان قطب شمال نصب می شوند ، جایی که در شرایط عملیاتی ، جایگزینی تیغه آسیب دیده با یک کل راحت تر از جایگزینی کل پروانه است. بعلاوه ، از این نوع پیچها هنگامی استفاده می شود که قطر پیچ زیاد باشد و ریختن آن مشکل است.

پروانه های تیغه ای دوار که به آنها پروانه های متغیر گام (CPV) گفته می شود ، از این نظر که پروانه های آنها به صورت متحرک در توپی پروانه ثابت هستند متفاوت هستند و می توانند با استفاده از یک درایو مخصوص به دور محور خود بچرخند. این محرک یا مکانیسم تغییر گام (PAD) معمولاً در داخل توپی پروانه قرار دارد ، بنابراین توپی به طور قابل توجهی بزرگتر از پروانه های معمولی است. مکانیسم تغییر گام می تواند دستی ، مکانیکی ، الکترومکانیکی ، هیدرولیکی و الکترو هیدرولیکی باشد. MISh ، به استثنای دستی ، شامل: مکانیزم چرخش تیغه ، معمولاً در توپی پروانه قرار دارد. سروو موتور که نیروهایی را برای چرخش پره ها ایجاد می کند و بین شاخ پروانه و موتور اصلی قرار دارد. بازخورد یا دستگاهی که اندازه گام جدید پروانه را نشان می دهد.

مکانیسم چرخش تیغه ها (شکل 82) دو نوع است: دنده ای و میل لنگ ، نوع دوم قابل اطمینان تر است و در تمام طراحی های پروانه ای تحت فشار (قدرت و قطرهای بزرگ ، CPP های قطر کوچک با سرعت بالا و غیره) مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل: 82. مکانیزم چرخش تیغه: a - چرخ دنده؛ ب - میل لنگ.

رایج ترین در حال حاضر MISH هیدرولیک است (شکل 83) ، که معمولاً در خط شافت قرار دارد. برای چرخش پره های پروانه ، از انرژی سیال (اغلب روغن با گرانروی کم) تحت فشار استفاده می شود. درایو هیدرولیک MISH با سادگی نسبی دستگاه و توانایی ایجاد نیروهای کار قابل توجه با اندازه و وزن نسبتاً کم نصب متمایز می شود.

شکل: 83. طراحی MISH با درایو هیدرولیک.

در توپی 4 پیچ یک میله 5 از میله 5 قرار دارد که در داخل شاخ پروانه توخالی 6. قرار گرفته است. Leader 1 ، در شیاری که انگشت 2 بر روی لبه تیغه قرار دارد ، دومی را به دور محور خود می چرخاند. برای تسهیل چرخش ، قسمت عقب تیغه روی یاتاقان های غلتکی مخروطی دو ردیفه در صندلی توپی نشسته است. در انتهای دیگر میله 5 پیستون 7 موتور سروو ، متصل است بازخورد 8 با کلاچ متحرک 12 و پیستون سوپاپ کنترل 11. روغن از طریق لوله های 10 از پمپ روغن به شیر کنترل 11 و سرو موتور 19 وارد می شود. تغییر در پیچ پره های روتور توسط اهرم 9 کنترل می شود ، انتهای پایین آن در شکاف اتصال جابجا می شود. MISH هیدرولیک امکان کنترل پیچ پروانه را از روی پل با استفاده از سیستم پنوماتیک از راه دور فراهم می کند.

استفاده از ملخ های پیچ قابل تنظیم این امکان را به وجود آورد که با از بین بردن پله ها و دنده عقب ، کنترل کشتی ساده شود ، ابعاد و وزن موتورهای اصلی کاهش یابد و بدون تغییر جهت چرخش شاخ پروانه ، حرکت معکوس به کشتی داده شود. علاوه بر این ، استفاده از CPP در کشتی هایی مانند یدک کش ، تانکر و حامل های الوار باعث می شود تا سرعت پروانه با هر سرعتی تنظیم شود. این کار باعث افزایش کارایی نیروگاه می شود و امکان استفاده کاملتر از قدرت موتورهای اصلی در حالت های مختلف کار را فراهم می کند.