Propulzori usavršavao se istodobno s pojavom novih vrsta plovila i brodova.

veslo

Pojavom prvih malih čamaca čovjek je shvatio da će mu trebati sredstvo koje će gurati njegovo plovilo. U početku su to bila vesla, koja su uranjanjem u vodu i pomicanjem postigla željeni učinak – čamac se pomicao. Potreba za brzinom natjerala je stare brodograditelje da povećaju broj vesala i veslača. Upečatljiv primjer toga je galija, duga do 12 metara, s do šest veslača iz reda robova ili podmetača na svakom od 96 vesala.

kochet

Vesla dolaze u vrstama s valjkom, s parom i s dvije lopatice. Koriste se na čamcima, gumenjacima i drugim plovilima kao zadnje utočište za kretanje. Tijekom veslanja srednji dio vesla umetne se u rupu - kotlić, gdje se fiksira i stvara stop.

AKTIVNI MOTORI

ploviti

Znamo da su tisućama godina mornari bili svjesni još jedne vrste pogona – jedra. To je također drevna i popularna vrsta pogona koji koristi snagu vjetra. U osnovi postoje dvije vrste jedara: ravna - trapezoidnog oblika, smještena simetrično u odnosu na jarbol, i kosa - trokutastog ili trapezoidnog oblika, koja su pričvršćena s jedne strane jarbola.

Ravno jedro je ono koje ima ravna glavna jedra (barque, barquentine).

Plovila s kosim jedrima su ona kojima su glavna kosa jedra (škuna, iola, keč i dr.).

Jahte su najčešće opremljene trokutastim jedrima, koja se nazivaju “Bermuda” jedra.

jahta s bermudskim jedrima

Postoji i mješovita oprema za jedrenje, u kojoj se koriste jedra svih navedenih vrsta.

brod s mješovitom opremom

Druga vrsta jedra koja je postala raširena u naše vrijeme može se smatrati zmajem. U biti, i ovo je jedro, ali malo drugačijeg oblika. U brodarskoj tvrtki Beluga projekti“Ovaj tip pogona im već štedi na troškovima goriva za komercijalna plovila.

teretni brod tvrtke Beluga Projects

Prisiljeni da stalno posjećuju područja oceana s razvijenim olujnim uvjetima u potrazi za vjetrom, često su se našli u jakim olujama i olujama. S vremenom su tehničke nesavršenosti odigrale svoju ulogu, a daljnje povećanje veličine trgovačkih brodova više nisu mogli podupirati jedrenjaci - oni su dosegli svoj maksimum. Zamijenili su ih drugi tehnički napredniji brodovi koji su zadovoljili potrebe tog vremena, te su postali brodovi muzeji.

MLAZNI POGON

kotač s lopaticom

parobrod, Vancouver, Kanada

Na prvim parnim brodovima brodograditelji su počeli koristiti kotač s lopaticama kao glavni pogonski uređaj. Ali ovo je možda najneuspješniji od svih pokretača. Zbog brojnih nedostataka kotača s lopaticama, koji su uključivali česte kvarove i nisku učinkovitost zbog "iskakanja" iz vode tijekom kotrljanja, kotači s lopaticama nisu savjesno obavljali svoje funkcije i zauzeli su posljednje mjesto među ostalim vrstama propulzora.

izgled propelera

Ideja stvaranja savršenog i univerzalni pogon, kao i uvijek, nije bilo novo, samo je trebalo biti na pravom mjestu i pravo vrijeme. Ispostavilo se da je takva osoba Isambard Brunel, kojemu, po mom mišljenju, brodograditelji duguju i dan danas. Unatoč brojnim mišljenjima skeptika, on je, nakon što je detaljno proučio rad izuma starogrčkog znanstvenika Arhimeda, stvorio propeler, čiji je rad demonstrirao na parnom brodu " SS Velika Britanija».

Od tada ovo pokretač dobio najširu distribuciju. Izrađene od raznih materijala Promjenom broja i kuta lopatica propeler je poboljšan i zauzeo vodeće mjesto među ostalim propelerima.

Dakle, porivni uređaj je uređaj koji pretvara snagu iz motora (izvora energije) u rad kretanja broda ili plovila naprijed.

KLASIFIKACIJA PROPULTORA ZA BRODOVE I PLOVILA

razlikovati aktivni propulzori: jedra koja osiguravaju kretanje plovila zahvaljujući izravnom utjecaju sile koju stvara izvor energije - vjetar, i reaktivan, stvarajući pogonsku silu izbacivanjem vodenih masa u smjeru suprotnom od kretanja broda.

Potonji se dijele na režnjevit (kotačić, vijak, peraja, krilati) I vodeni (vodeni mlaz i hidromlaz).).

MOTORI S LOPICAMA

Tipično vijak propelera sastoji se od glavčine s lopaticama koje se nalaze na njoj. Njegov rad temelji se na hidrodinamičkoj sili koju stvara razlika tlaka na stranama lopatica. Bilo koji koncentrični presjek lopatica predstavlja element glavnog krila zrakoplova. Stoga, kada se propeler okreće, na svaki element nastaju iste sile kao i na krilo.

princip rada propelera

Protok koji teče oko konveksne strane lopatice (usisne strane) lagano je komprimiran, a kao rezultat toga njegovo kretanje se ubrzava. Protok koji teče oko konkavne strane lopatice (strana pražnjenja), nailazeći na prepreku na svom putu, donekle usporava brzinu. U skladu s Bernoullijevim zakonom, na usisnoj strani lopatice tlak protoka pada i pojavljuje se zona razrjeđivanja. Istodobno, na ispusnoj strani lopatice, naprotiv, pojavljuje se zona povećanog tlaka. Kao rezultat razlike tlaka na stranama lopatice, stvara se hidrodinamička sila. Kao rezultat dugotrajnih istraživanja utvrđeno je da glavnina hidrodinamičke sile, oko 70 posto, nastaje zbog vakuuma na usisnoj strani lopatica propelera, a samo 30 posto zbog tlaka na potisku. strane lopatica. Projekcija hidrodinamičke sile na os propelera je potisak propelera. Ovu silu percipiraju lopatice koje je prenose na brod ili plovilo preko glavčine i osovine propelera.

Budući da lopatice imaju spiralnu površinu, kada se propeler okreće, voda se ne samo baca natrag, već se i uvija u smjeru rotacije lopatica. U međuvremenu, zadatak propelera je samo izbaciti vodu, bez rotiranja, stvarajući reaktivni impuls - vučnu silu. Značajan dio snage koju mu dovodi motor troši se na uvijanje toka i savladavanje otpora rotacije propelera u vodi. Stoga će učinkovitost propelera, jednaka omjeru snage utrošene na stvaranje potiska propelera (neto snaga), prema ukupnoj snazi ​​utrošenoj na rotaciju propelera, uvijek biti manja od jedan.

Učinkovitost propeleri varira u rasponu od 0,5 - 0,7. Gornja granica se smatra vrlo visokom i dostižnom na propelerima male brzine i velikog promjera. Za brzohodne propelere malog promjera učinkovitost rijetko prelazi 0,5.

Propelerski vijak uvijek usklađen s motorom, inače će doći do besmislenog gubitka snage. Osim toga, postoje nereverzibilni motori koji ne mogu promijeniti smjer vrtnje osovine. U takvim slučajevima postoji propeler s kontroliranim korakom. Njegovo središte sadrži mehanizam koji okreće lopatice do određenog kuta i drži ih u tom položaju. Rotacija lopatica omogućuje vam promjenu vučne sile pri konstantnoj brzini vrtnje osovine propelera i obrnuto, održavanje konstantne vučne sile pri različitim frekvencijama rotacije osovine, kao i općenito promjenu smjera potiska (obrnuto ) s konstantnim smjerom vrtnje propelerskog vratila.

Za prijenos velike snage često se koriste instalacije s dvije i tri osovine, a neki veliki brodovi, poput nosača zrakoplova, opremljeni su s četiri simetrično postavljena propelera. Ponekad se koriste vodeće mlaznice, koje pri malim brzinama propelera osiguravaju povećanje potiska do šest posto.

a) - propeler s fiksnim lopaticama; b) - vijak s podesivim korakom; c) - propeler u mlaznici; d) - koaksijalni suprotno rotirajući propeleri;

azipod

stup upravljača

Za povećanje manevarskih sposobnosti nekih plovila koriste se univerzalni propulzori, tzv. aktivna kormila, tzv. azipod" Vrsta stupa upravljača " azipod"uključuje mali propeler s vlastitim električnim motorom. Rotirajući oko svoje osi, vijak stvara graničnik i time povećava okretni moment koji djeluje na kolo upravljača.

Porivni uređaj tipa "Azipod".

Nažalost, visoka cijena dizajna ograničava opseg primjene pokretači Kao " azipod”, ali su vrijedni potrošenog novca. Koriste se na ledolomcima, modernim brodovima za krstarenje, platformama za bušenje nafte i drugim vrstama brodova.

perajski pogon

perajski pogon

Kako bi održali stabilnost broda ili plovila, brodograditelji opremaju svoje "kreacije" malim stabilizatorima u obliku kobilice koji strše s obje strane trupa broda. Po svojoj slici i prilici slični su perajama ogromnih kitova, za koje su dobili odgovarajuću klasifikaciju. Svaki od njih ima aerodinamični oblik, zahvaljujući kojem se probija kroz valove bez usporavanja broda. Princip rada je vrlo jednostavan - propulzori peraja postavljeni pod kutom proizvode isti učinak kao krila aviona - ili uronite brodski trup dublje ili ga više podići. Kada valovi pokušavaju nagnuti brod na jednu ili drugu stranu, stabilizatori kobilice naginju trup u smjeru suprotnom od rotiranja. To daje plovilu stabilnost čak iu velikim valovima.

krilni propulzori

princip rada lopatičnog pogona

Krilni propeleri našli su primjenu, prvenstveno u potisnicima. Oni kombiniraju funkcije propulzije i kormila i predstavljaju rotor postavljen na istoj razini s dnom plovila i rotirajući oko okomite osi, duž čijeg je opsega od 3 do 8 lopatica okomito na njegovu površinu, izrađenih u obliku krila, nalaze se na jednakim kutnim udaljenostima. Rotirajući zajedno s rotorom, lopatice se povremeno okreću oko vlastite osi. Lopatice se okreću na način da se u svakom položaju na njima stvara sila koja ima najveću projekciju u smjeru kretanja posude. To se postiže kada se uvjetna okomica na tetive lopatica siječe u jednoj točki, koja je kontrolni centar. Pomicanjem središta upravljanja po osi okomitoj na smjer kretanja broda mijenja se veličina i predznak zaustavljanja. Dakle, krilati pokretači imaju ista svojstva kao propeler s podesivim korakom. Proizvoljnim pomicanjem kontrolnog centra u ravnini paralelnoj s ravninom vodene linije možete promijeniti smjer vektora zaustavljanja u rasponu od 0 do 360 stupnjeva. Za okretanje lopatica i pomicanje kontrolnog centra koristi se mehanički pogon koji se nalazi u kućištu propulzije i upravlja hidrauličkim sustavom.

krilni pogon

U pogledu učinkovitosti, kao i složenosti i težinsko-gabaritnih karakteristika krilati pokretač lošiji od propelera, te se stoga koristi kao učinkovit potisnik.

Koriste se na plovilima čija sposobnost manevriranja podliježe povećanim zahtjevima (tegljači, ribarski brodovi, minolovci itd.).

MOTORI PROTOKA VODE

vodeni mlazni pogon

vodeni mlazni pogon

Vodeni mlaznjak pokretač(water jet) je rotor vodene pumpe smješten u kanalu protoka vode kroz koji se voda izbacuje povećanom brzinom duž osi propelera. Glavne prednosti takvih propulzora su: dobra zaštita od mehaničkih oštećenja i mogućnost izbjegavanja kavitacije, zaštita od predmeta koji plutaju na površini vode, manja hidrodinamička buka u usporedbi s vijčanim propulzorima, što je vrlo važno za podmornice. smješten unutar ili izvan trupa broda. Učinkovitost vodenog mlaznog pogonskog sustava ovisi o obliku vodova za vodu, položaju i dizajnu vodozahvata.

Obično se koriste na brodovima koji plove u plitkim vodama ili služe kao potisnici za poboljšanje manevarskih sposobnosti brodova.

propulzori tipa pumpe

pump-mlazni tip propulzije

Općenito, podmornice su počele koristiti novi tip pogona - pump-jet, što znači pogon na pumpu. Postoje ih dvije vrste:

-pokretač tip pumpe s preduvijanjem - stator (baza mlaznice) nalazi se ispred rotora;

-pokretač tip pumpe s naknadnim okretanjem kada se rotor nalazi ispred statora.

vrste pumpa mlaznog pogona

1) - rotor; 2) - mlaznica; 3 - stator; 4) - baza mlaznice; 5) - stator-baza mlaznice;

Kvalitete obje vrste pogona su iste, ali pokretač tip crpke s preduvijanjem ima bolje karakteristike kavitacije, iako je konstrukcijski složeniji.

hidromlazni pogon

U sustavu hidromlaznog pogona, energija komprimiranog zraka ili produkata izgaranja koji se dovode u vod kroz mlaznicu koristi se za ubrzavanje protoka vode. Značajka takvi uređaji - odsutnost linije osovine i mehaničkog radnog elementa. Tamo su:

toplinski- izravni protok (smjesa pare i vode formira se u komori u koju se dovodi para ili vrući plin, stvarajući pogonsku silu);

pulsirajući(tip klipa s pulsirajućom komorom za izgaranje plin-voda, s reaktivnom cijevi plin-voda eksplozivnog tipa itd.);

izbacivanje i drugi koji koriste energiju hladnog stlačenog plina, ubrzavajući protok mješavine vode i zraka. Koristi se u civilnoj brodogradnji.

KAKO NASTAJU PROPELERI

Najviše veliki propeleri dosežu visinu trokatnice, a njihova izrada zahtijeva jedinstvene vještine. U vrijeme kada je nastao vijčani parobrod " SS Velika Britanija“Bilo je potrebno do 10 dana da se naprave kalupi za propelere. Danas, zahvaljujući dostupnosti računalna tehnologija automatizirani manipulator to učini za nekoliko sati. Oblik propelera se unosi u računalo, a dijamantna bušilica na kraju manipulatora iz golemih pjenastih blokova s ​​preciznošću od 1 mm izrezuje savršenu kopiju lopatice. Mješavina pijeska i cementa se zatim stavlja u gotov model kako bi se dobio točan otisak. Nakon što se beton ohladi, kalup koji se sastoji od dvije polovice se spoji i ulije metal rastaljen na 3000 stupnjeva.Propeler se ne može napraviti od bilo čega. Propeler mora biti dovoljno jak da izdrži tisuće tona pritiska bez korodiranja u slanoj morskoj vodi. Najčešći materijali za propelere su čelik, mesing i bronca. U posljednjih godina U istu svrhu počela se koristiti plastika.

Legura obojenih metala za propelere, nazvana " kunial" Ima snagu čelika, ali se mnogo bolje odupire koroziji. Kunial može ostati u vodi desetljećima bez hrđanja. Kako bi se leguri postigla iznimna preciznost, 5% nikla i 5% aluminija mora se dodati 80% bakra, kao i 10% drugih metala. Taljenje se provodi na temperaturi od 3200 stupnjeva.

Nakon što prođe kontrolu kvalitete, "koktel" rastaljenih metala ulijeva se u kalup. Kako bi se izbjegao ulazak zraka u strukturu, metal se ulijeva ravnomjernim mlazom. Nakon dva dana kalup se ohladi. Oštrice se zatim oslobađaju iz kalupa.

Učinkovitost propelera ovisi o glatkom i aerodinamičnom obliku lopatica. Površina dijela izlivenog iz kalupa je nesavršena i prekrivena korom od lijevanja. Za određivanje debljine sloja koristi se laserski metar. Nakon toga se višak sloja uklanja rezačem od volfram karbida. Propeler se zatim polira do savršeno glatke površine do 1,6 mikromm. Kao rezultat, površina dobiva glatkoću stakla.

Propelerski vijak- proizvod je isključivo individualan i za svako moderno plovilo ili brod mora imati optimalan oblik kako bi mogao klizati i uhvatiti potrebnu količinu energije, uzimajući u obzir uvjete rada. Glavni problem svih propelera je kavitacija. Stvar je u tome što se pod vodom, kada se okreću na lopaticama, pojavljuje područje niskog tlaka, u kojem voda doslovno počinje ključati, čak i pri niskim temperaturama. Stoga se propeleri ispituju na posebnim postoljima, gdje se biraju optimalni parametri rada propelera i provjerava točan kut lopatica.

Koliko god tužno, ali nevjerojatno lijepo propeleri osuđeni na mukotrpan rad, skriveni od ljudskih očiju pod morskim valovima.Tako svih vrsta postojanja pokretači igra vodeću ulogu vijak propelera, te nema razloga vjerovati da će se za njega u nadolazećim godinama pronaći učinkovitija zamjena.

Afrikaans albanski arapski armenski azerbajdžanski baskijski bjeloruski bugarski katalonski kineski (pojednostavljeni) kineski (tradicionalni) hrvatski češki danski jezik detektiranja nizozemski engleski estonski filipinski finski francuski galicijski gruzijski njemački grčki haićanski kreolski hebrejski hindski mađarski islandski indonezijski irski talijanski japanski korejski latinski latvijski litvanski makedonski malajski malteški norveški perzijski poljski portugalski rumunjski ruski srpski slovački slovenski španjolski svahili švedski tajlandski turski ukrajinski urdu velški jidiš ⇄ afrikaans albanski arapski armenski azerbajdžanski baskijski bjeloruski bugarski katalonski kineski (pojednostavljeni) kineski (tradicionalni) hrvatski češki danski nizozemski engleski estonski filipinski finski francuski galicijski gruzijski njemački grčki haićanski kreolski hebrejski hindski mađarski islandski indonezijski irski talijanski japanski korejski latinski latvijski litavski makedonski malajski malteški norveški perzijski poljski portugalski rumunjski ruski srpski slovački slovenski španjolski svahili švedski tajlandski turski ukrajinski urdu vijetnamski velški jidiš

engleski (automatski otkriven) » ruski

§ 13. Brodski propulzori

Na brodovima se koriste sljedeći propeleri: propeleri, krilati propeleri i vodeni propulzori. Koriste se i jedra, kotači s lopaticama i drugi pogonski uređaji.

Po principu rada propulzori se dijele na aktivne, u koje spadaju jedra koja izravno pretvaraju energiju vjetra u kretanje plovila prema naprijed, i reaktivne - sve ostale, jer postojani pritisak koji stvaraju nastaje kao rezultat reakcija masa vode bačenih u smjeru suprotnom od gibanja posude.

Najčešći zbog svoje jednostavnosti dizajna i rada, kompaktnosti, pouzdanosti u radu i najveće učinkovitosti su propeleri. Ovisno o dizajnu, podijeljeni su u dvije vrste: čvrsti vijci(glavčina s lopaticama proizvodi se zajedno) i propeleri s uklonjivim lopaticama, koristi se na brodovima koji plove u ledu. Takvi propeleri nazivaju se propeleri fiksnog koraka, dok se propeleri koji imaju mehanizme koji okreću lopatice u glavčini i mijenjaju korak propelera nazivaju propeleri kontroliranog koraka.

Korak po korak Duljina vijka je put u smjeru osi koji prolazi kroz bilo koju točku na površini vijka u jednom okretaju.

Propeleri fiksnog koraka- VFSh (slika 27) se proizvode u jednom komadu (jedan komad), lijevani, zavareni ili utisnuti, a sastoje se od sljedećih glavnih elemenata: čvorišta, koji je čahura koja pristaje na konus vrata propelerskog vratila, i oštrice(od 3 do 6), radijalno smješteni na glavčini. Donji dio lopatice koji je povezuje s glavčinom naziva se korijen lopatice; gornji dio je vrh ili kraj; površina lopatice okrenuta prema trupu broda naziva se usisna površina, stražnja površina naziva se tlačna površina, što je u većini slučajeva pravilna spiralna površina. Sjecište ovih dviju površina oblikuje rubove lopatica.

Riža. 27. Propeler fiksnog koraka (FPP) i shema stvaranja potiska pomoću elementarne platforme lopatice propelera.

Koriste se propeleri desne i lijeve rotacije, razlikuju se po Opća pravila: Ako se vijak uvrće u smjeru kazaljke na satu, onda se zove desni rotacijski vijak, a ako se zavrti u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, naziva se lijevi rotacijski vijak.

Kada se propeler okreće, njegove lopatice bacaju masu vode u jednu stranu. Reakcija te vode percipira se tlačnom površinom lopatice, koja stvara potisak za propeler, koji se preko glavčine i osovine propelera prenosi na potisni ležaj, pretvarajući se u silu koja pokreće plovilo.

Da bismo razumjeli kako se stalno gibanje događa kada se propeler rotira (slika 27), razmotrimo sile koje djeluju na elementarno područje njegove lopatice, krećući se u krugu brzinom v 0 i istovremeno se krećući s brodom na brzina v 1 . Kut a formiran između rezultante ovih sila v i tetive elementarnog područja oštrice koja se razmatra bit će napadni kut koji se stvara na njoj lift R. Rastavimo li tu silu na komponente, tada će jedna komponenta, sila P, koja djeluje u smjeru gibanja plovila, biti sila potiska, a druga, sila T, koja djeluje kružno u smjeru suprotnom od na rotaciju propelera, stvara moment u odnosu na njegovu os, koji svladava brodski motor.

Riža. 28. Propeler s kontroliranim korakom (CPP) s rotacijskim koljenastim mehanizmom za promjenu koraka. 1 - lopatice propelera; 2- glavčina; 3- osovina propelera; 4 - klizač sa šipkom; 5 - klip klipnjače; 6 - ležaj lopatica; 7 - oplata propelera.

Korištenje propelera s podesivim korakom omogućuje upotrebu nereverzibilnih glavnih strojeva na brodovima s pojednostavljenim sustavom održavanja, što smanjuje trošenje njihovih cilindara za približno 30-40% (koje nastaju u reverzibilnim strojevima zbog čestih promjena načina rada i smjera rotacije), omogućuje potpuniju upotrebu snage strojeva i održava visoku vrijednost učinkovitosti propelera.

Riža. 29. Krilni propeler: a - konstrukcijski dijagram; b - smještaj porivnog uređaja na brodu. 1 - disk nosač; 2 - rotirajuće oštrice; 3 - gonjeni zupčanik koji rotira disk; 4 - hidraulički uređaj za upravljanje polugom klatna; 5 - poluga njihala, mijenjajući položaj lopatica oko svoje osi; 6 - osovina propelera s pogonskim konusnim zupčanikom.

Krilni propeler(Sl. 29) je konstrukcijski uređaj koji se sastoji od vodoravno rotirajućeg cilindra sa 6-8 aerodinamičnih lopatica u obliku mača okomito smještenih na njemu, koje se okreću oko svoje osi pomoću poluge njihala kojom se upravlja iz kormilarnice.

Kada se disk okreće na lopaticama, poput krila, nastaje sila podizanja, čija komponenta stvara uporni pritisak. Okretanjem lopatica mijenja se veličina potiska i njegov smjer, što omogućuje promjenu smjera kretanja plovila bez pomoći kormila (na plovilu s ovim pogonom kormilo nije ugrađeno), tj. kao i količinu potiska propulzije od „Punog naprijed” do „Punog nazad” ili za zaustavljanje plovila, bez promjene brzine i smjera vrtnje (bez obrnutog) glavnog pogona.

Učinkovitost krilatog propelera gotovo je jednaka učinkovitosti propelera, ali je krilati propeler mnogo složenije konstrukcije. Oštrice koje strše često se lome. Međutim, u U zadnje vrijeme Ovaj pogonski uređaj se sve više koristi, osiguravajući brodovima dobru upravljivost, omogućujući im da slobodno rade u uskim prostorima.

Vodomlazni pogon pripada nizu propulzora koji teče vodom. Moderni vodeni mlazni propulzori izrađuju se u tri tipa: s ispuštanjem vodenog mlaza u vodu, u atmosferu i s polupodvodnim ispuštanjem.

Propeler radi poput pumpe, uvlačeći vodu u kanal kroz cijev koja prolazi u dno trupa ispred propelera. Za zaštitu od ulaska stranih predmeta na vijak, na početku kanala ojačana je zaštitna rešetka.

Kako bi se smanjili gubici od uvijanja protoka vode propelerom i povećala učinkovitost pogonske jedinice, iza propelera je ugrađen protupropeler. Smjer kretanja plovila mijenja se pomicanjem reverznog kormila.

Učinkovitost takvog porivnog uređaja je samo 35-45%, a nepostojanje bilo kakvih izbočenih dijelova u podvodnom dijelu plovila omogućuje mu veću upravljivost u plitkoj vodi, uskim vodama i na zakrčenim plovnim putovima. Za plovilo s ovakvim pogonom čak ni plutajući objekti kroz koje se slobodno kreće nisu prepreka.

Navedene prednosti vodenog mlaznog pogona učinile su njegovu primjenu posebno pogodnom na riječnim plovilima, prvenstveno na splavarenju.

Posljednjih godina vodeni mlazni pogon počeo se koristiti na brzim plovilima, poput hidroglisera, koji postižu brzine do 95 km/h.

Korištenje moderne pare i plinske turbine omogućuje uspješnu primjenu vodenog mlaznog pogona na velikim pomorskim plovilima, pri čemu, prema izračunima, propulzivna učinkovitost može doseći oko 83%, što je 11% više od propulzivne učinkovitosti propelera dizajniranog za isto plovilo.

Nedostaci plovila s ovim pogonom su gubitak nosivosti plovila težinom pumpane vode i gubitak volumena unutarnji prostori zauzima kanal.

Kako radi propeler? Propeler pretvara rotaciju osovine motora u potisak – silu koja gura brod naprijed. Okretanjem propelera stvara se podtlak na površinama njegovih lopatica okrenutih prema naprijed - u smjeru gibanja posude (usis), a na onima okrenutim unazad (pumpanje) povećan pritisak vode. Kao posljedica razlike tlakova na lopaticama nastaje sila Y (naziva se dizanje).Rastavljanjem sile na komponente - jednu usmjerenu prema kretanju posude, a drugu okomitu na nju, dobivamo silu P , koja stvara potisak propelera, i sila T, koja stvara moment, koji svladava motor.

Potisak uvelike ovisi o napadnom kutu a profila lopatice. Optimalna vrijednost za propelere brzih brodova je 4-8°. Ako je a veći od optimalne vrijednosti, tada se snaga motora neproduktivno troši na svladavanje velikog momenta, ali ako je napadni kut mali, sila uzgona, a time i potisak P bit će mali, a snaga motora će biti nedovoljno iskorišten.

U dijagramu koji prikazuje prirodu interakcije između lopatice i vode, a se može prikazati kao kut između smjera vektora brzine protoka W koji teče na lopaticu i površine pražnjenja. Vektor brzine strujanja W nastaje geometrijskim zbrajanjem vektora brzine translatornog gibanja Va propelera zajedno s brodom i brzine vrtnje Vr, tj. brzine gibanja lopatice u ravnini okomitoj na os propelera. .

Spiralna površina oštrice. Na slici su prikazane sile i brzine koje djeluju u jednoj određenoj poprečni presjek lopatica smještena na određenom radijusu r propelera. Obodna brzina vrtnje V ovisi o polumjeru na kojem se presjek nalazi (Vr = 2× p × r× n, gdje je n brzina vrtnje propelera, okr/s), dok translacijska brzina propelera Va ostaje konstantan za bilo koji dio oštrice. Dakle, što je veći r, tj. što je dio koji se razmatra bliže kraju lopatice, to je veća periferna brzina Vr, a time i ukupna brzina W.

Budući da stranica Va u trokutu brzina koja se razmatra ostaje konstantna, tada kako se presjek lopatica udaljava od središta, potrebno je zakrenuti lopatice pod velikim kutom u odnosu na os propelera tako da a zadrži svoju optimalnu vrijednost, tj. ostane isti za sve odjeljke. Tako se dobiva zavojna površina s konstantnim korakom N. Podsjetimo se da je korak propelera pomak bilo koje točke lopatice duž osi u jednom punom okretaju propelera.

Crtež pomaže u vizualizaciji složene spiralne površine oštrice. Tijekom rada propelera, čini se da lopatica klizi po vodećim četverokutima, koji imaju različitu baznu duljinu na svakom radijusu, ali istu visinu - korak H, te se u jednom okretaju podiže za iznos H. Umnožak koraka i propelera frekvencija vrtnje (Hn) je teorijska brzina gibanja propelera duž osi.

Brzina plovila, brzina propelera i klizanje. Kada se kreće, trup broda nosi vodu sa sobom, stvarajući prolazno strujanje, tako da je stvarna brzina propelera u susretu s vodom Va uvijek nešto manja od stvarne brzine broda V. Za glisirajuće motorne čamce velike brzine razlika je mali - samo 2 - 5%, jer njihov trup klizi duž vode i gotovo ga ne "vuče" sa sobom. Za čamce koji putuju prosječnom brzinom, ta razlika je 5-8%, a za čamce s malim brzinama i dubokim gazom ona doseže 15-20%. Usporedimo sada teoretsku brzinu vijka Hn s brzinom njegovog stvarnog kretanja Va u odnosu na protok vode.

Razlika Hn - Va, nazvana klizanje, određuje rad na ustima propelera pod napadnim kutom a prema protoku vode brzine W. Omjer klizanja i teorijske brzine propelera u postotku naziva se relativnim skliznuti:
s = (Hn-Va)/Hn.

Slip doseže najveću vrijednost (100%) kada propeler radi na brodu privezanom za obalu. Propeleri lakih trkaćih motornih čamaca imaju najmanje klizanje (8-15%) pri punoj brzini; za propelere glisirajućih motornih čamaca za razonodu i glisera glisiranje doseže 15-25%, za čamce velikih deplasmana 20-40%, a za jedrilice s pomoćnim motorom 50-70%.

Lagani ili teški propeler. Promjer i korak propelera najvažniji su parametri o kojima ovisi stupanj iskorištenja snage motora, a samim time i mogućnost postizanja najveća brzina napredak broda.

Svaki motor ima svoju takozvanu vanjsku karakteristiku - ovisnost o snazi ​​uklonjenoj s osovine o brzini radilice kada je leptir rasplinjača potpuno otvoren. Takva karakteristika za vanbrodski motor Whirlwind, na primjer, prikazana je na slici (krivulja 1). Maksimalna snaga 21,5 l, s. motor se razvija na 5000 o/min.

Snaga koju apsorbira propeler na određenom brodu, ovisno o broju okretaja motora, prikazana je na istoj slici ne jednom, već trima krivuljama - karakteristikama vijka 2, 3 i 4, od kojih svaka odgovara određenom propeleru. , tj. propeler određenog koraka i promjera.

Kada se i korak i promjer propelera povećaju iznad optimalnih vrijednosti, lopatice se previše zaglave i odbace unatrag. veliki broj voda: povećava se potisak, ali se istodobno povećava i potrebni moment na osovini propelera. Karakteristika propelera 2 takvog propelera siječe se s vanjskom karakteristikom motora 1 u točki A. To znači da je motor već dosegao graničnu – maksimalnu vrijednost momenta i nije u stanju okretati propeler velikom brzinom, tj. ne razvija nazivnu brzinu i odgovarajuću nazivnu snagu. U ovom slučaju položaj točke A pokazuje da motor proizvodi samo 12 KS. S. snage umjesto 22 KS. S. Ovaj propeler se zove hidrodinamički težak.

Naprotiv, ako je korak ili promjer vijka mali (krivulja 4), i potisak i potrebni okretni moment bit će manji, pa će motor ne samo lako razvijati, već i premašiti nazivnu brzinu vrtnje radilice. Njegov način rada karakterizirat će točka C. I u ovom slučaju snaga motora neće biti u potpunosti iskorištena, a rad pri previsokim brzinama povezan je s opasno velikim trošenjem dijelova. Treba naglasiti da zbog malog zaustavljanja propelera brod neće postići najveću moguću brzinu. Ovaj vijak se zove hidrodinamički lagan.

Propeler koji omogućuje određenoj kombinaciji broda i motora da u potpunosti iskoristi snagu potonjeg naziva se ugovoren. Za primjer koji razmatramo, ovo dogovoren propeler ima karakteristiku 3, koja se siječe s vanjskom karakteristikom motora u točki B, koja odgovara njegovoj najvećoj snazi.

Slika ilustrira važnost odabira pravog propelera na primjeru motornog čamca Crimea s vanbrodskim motorom Whirlwind Kada se koristi standardni motorni propeler s korakom od 300 mm, motorni čamac s 2 osobe. na brodu postiže brzinu od 37 km/h. S punim opterećenjem od 4 osobe, brzina broda je smanjena na 22 km/h. Prilikom zamjene propelera drugim s korakom od 264 mm, brzina s punim opterećenjem se povećava na 32 km/h. Najbolji rezultati postižu se s propelerom koji ima omjer uspona H/D = 1,0 (uspon i promjer su 240 mm): maksimalna brzina raste na 40-42 km/h, brzina s punim opterećenjem do 38 km/h . Lako je izvući zaključak o značajnim uštedama goriva koje se mogu postići propelerom smanjenog koraka.Ako se kod standardnog propelera pri opterećenju od 400 kg troši 400 g goriva za svaki prijeđeni kilometar, tada se pri ugradnji propeler s korakom od 240 mm, potrošnja goriva će biti 237 g/km.

Treba napomenuti da ugovoren Postoji beskonačan izbor propelera za određenu kombinaciju broda i motora. Zapravo, propeler malo većeg promjera, ali nešto manjeg koraka opteretiti će motor jednako kao i propeler manjeg promjera i većeg koraka. Postoji pravilo: prilikom zamjene propelera koji odgovara trupu i motoru drugim, sa sličnim vrijednostima D i H (odstupanje je dopušteno ne više od 10%), potrebno je da zbroj ovih vrijednosti bude jer su stari i novi propeleri jednaki.

Međutim, iz ovog skupa ugovoren vijaka, samo jedan vijak, s određenim vrijednostima D i H, imat će najveću učinkovitost. Ovaj vijak se zove optimalan. Svrha proračuna propelera je upravo pronaći optimalan vrijednosti promjera i koraka.

Učinkovitost. Učinkovitost propelera ocjenjuje se njegovom korisnošću, odnosno omjerom korisne snage i utrošene snage motora.

Ne ulazeći u detalje, napominjemo da učinkovitost nekavitirajućeg propelera uglavnom ovisi o relativnom klizanju propelera, koji je opet određen omjerom snage, brzine, promjera i brzine vrtnje.

Maksimalna učinkovitost propelera može doseći 70 ~ 80%, ali u praksi je prilično teško odabrati optimalne vrijednosti glavnih parametara o kojima ovisi učinkovitost: promjer i brzina rotacije. Stoga na malim brodovima učinkovitost pravih propelera može biti znatno niža i iznositi samo 45%.

Propeler postiže maksimalnu učinkovitost pri relativnom klizanju od 10 - 30%. Kako se klizanje povećava, učinkovitost brzo opada: kada propeler radi u načinu vezanja, postaje jednak nuli. Slično, učinkovitost se smanjuje na nulu kada je, zbog velikih brzina pri malom koraku, graničnik vijka jednak nuli.

Međutim, treba uzeti u obzir i međusobni utjecaj kućišta i vijka. Tijekom rada propeler zahvaća i izbacuje značajne mase vode u krmu, zbog čega se povećava brzina strujanja oko krmenog dijela trupa i pada tlak. To je popraćeno fenomenom usisa, odnosno pojavom dodatne sile otpora vode kretanju plovila u odnosu na onu koju ima pri tegljenju. Posljedično, vijak mora razviti potisak koji premašuje otpor tijela za određeni iznos Pe = R/(1-t) kg. Ovdje je t koeficijent usisa, čija vrijednost ovisi o brzini plovila i konturama trupa u području gdje se nalazi propeler. Na gliserima i motornim čamcima, na kojima se propeler nalazi ispod relativno ravnog dna i nema ispred sebe krmeni stup, pri brzinama iznad 30 km/h t = 0,02-0,03. Na malim brzinama (10-25 km/h) brodovima i motornim čamcima, na kojima je propeler ugrađen iza krmenog stuba, t = 0,06-0,15.

Zauzvrat, trup broda, formirajući prolazni tok, smanjuje brzinu vode koja teče na propeler. Ovo uzima u obzir pridruženi koeficijent protoka w: Va = V (1-w) m/s. Vrijednosti w lako je odrediti iz gore navedenih podataka.

Ukupna propulzivna učinkovitost kompleksa brod-motor-elisa izračunava se po formuli:
h = h p h ((1-t)/(1-w)) h h m = h p h h k h h m Ovdje je h p učinkovitost vijka; h k - koeficijent utjecaja tijela; h m - učinkovitost osovine i prijenosa zupčanika za vožnju unazad.

Koeficijent utjecaja kućišta često je veći od jedinice (1,1 - 1,15), a gubici u osovinama procjenjuju se na 0,9-0,95.

Promjer i korak vijka. Elementi propelera za određeno plovilo mogu se izračunati samo na temelju krivulje otpora vode na kretanje određenog plovila, vanjske karakteristike motora i projektnih dijagrama dobivenih iz rezultata modelnih ispitivanja propelera s određenim parametrima i oblici oštrice. Za preliminarno određivanje promjera i koraka vijka postoje pojednostavljene formule koje nema smisla ovdje iznositi, jer predloženo za korištenje točnije metode za proračun optimalnog propelera. Ove se metode temelje na aproksimaciji (približnom prikazu) grafičkih dijagrama analitičkim ovisnostima, što omogućuje izvođenje prilično točnih izračuna na računalu, pa čak i na mikrokalkulatorima.

Promjer propelera, dobiven ili približnom formulom ili točnim izračunima, obično se povećava za oko 5% kako bi se dobio namjerno težak propeler i osigurala njegova konzistentnost s motorom tijekom kasnijih ispitivanja plovila. Kako bi se "olakšao" vijak, postupno se reže u promjeru dok se ne postigne nominalna brzina motora pri projektiranoj brzini.

Međutim, za propelere malih plovila to nije potrebno učiniti. Razlog je jednostavan: opterećenje plovila za razonodu uvelike varira, a propeler koji je malo "težak" ili "lak" pri jednom istisninu postat će dosljedan pri drugom opterećenju.

Kavitacija i značajke geometrije propelera malih brodova. Velike brzine motornih čamaca i motornih čamaca te brzina vrtnje propelera uzrokuju kavitaciju – vrenje vode i stvaranje mjehurića pare u području vakuuma na usisnoj strani lopatice. U početnoj fazi kavitacije ti su mjehurići mali i praktički nemaju utjecaja na rad propelera. Međutim, kada ti mjehurići prsnu, stvaraju se golemi lokalni pritisci, uzrokujući pucanje površine oštrice. Tijekom dugotrajnog rada propelera s kavitacijom, takva oštećenja od erozije mogu biti toliko značajna da će se učinkovitost propelera smanjiti.

Daljnjim povećanjem brzine započinje drugi stupanj kavitacije. Čvrsta šupljina - kaverna - obuhvaća cijelu oštricu i može se čak zatvoriti izvan nje. Potisak koji razvija propeler pada zbog naglog povećanja otpora i izobličenja oblika lopatica.

Kavitacija propelera može se otkriti činjenicom da se brzina broda prestaje povećavati, unatoč daljnjem povećanju brzine vrtnje. Propeler proizvodi specifičnu buku, vibracije se prenose na trup, a brod se kreće nepravilno.

Trenutak nastanka kavitacije ne ovisi samo o brzini rotacije već i o nizu drugih parametara. Dakle, što je manja površina lopatica, to je veća debljina njihovog profila i što je propeler bliže vodenoj liniji, to je manja brzina rotacije, tj. ranije dolazi do kavitacije. Pojava kavitacije također je olakšana velikim kutom nagiba osovine propelera, nedostacima na lopaticama - savijanjem, nekvalitetnom površinom.

Potisak koji razvija propeler praktički je neovisan o području lopatica. Naprotiv, kako se to područje povećava, povećava se trenje s vodom i dodatno se troši snaga motora da se to trenje savlada. S druge strane, mora se uzeti u obzir da je pri istom naglasku na širokim lopaticama vakuum na usisnoj strani manji nego na uskim. Stoga je propeler sa širokim kracima potreban tamo gdje je moguća kavitacija (tj. na brzim brodovima i pri velikim brzinama osovine propelera).

Radna ili ispravljena površina lopatica uzima se kao karakteristika propelera. Pri izračunu se uzima širina lopatice, mjerena na ispusnoj površini duž duljine kružnog luka zadanog polumjera povučenog iz središta propelera. Karakteristike propelera obično ne pokazuju ispravljenu površinu samih lopatica A, već njegov omjer prema površini Ad čvrstog diska istog promjera kao i propeler, tj. A/Ad. Na tvornički izrađenim vijcima, vrijednost omjera diska je utisnuta na glavčini.

Za propelere koji rade u predkavitacijskom načinu rada, omjer diska se uzima u rasponu od 0,3 - 0,6. Za jako opterećene propelere na brzim brodovima sa snažnim motorima velike brzine, A/Ad se povećava na 0,6 - 1,1. Veliki omjer diska je također neophodan pri izradi vijaka od materijala niske čvrstoće, na primjer, silumin ili stakloplastike. U ovom slučaju, bolje je napraviti oštrice šire nego povećati njihovu debljinu.

Os propelera na gliseru nalazi se relativno blizu površine vode, pa su česti slučajevi usisavanja zraka u lopatice propelera (prozračivanje površine) ili pak čitavog propelera prilikom plovidbe na val. U tim slučajevima potisak propelera naglo pada, a brzina motora može premašiti najveću dopuštenu. Kako bi se smanjio utjecaj prozračivanja, korak propelera je promjenjiv duž polumjera - počevši od presjeka lopatice na r = (0,63-0,7) R prema glavčini, korak se smanjuje za 15~20%.

Brodski propeleri obično imaju visoku frekvenciju vrtnje, stoga, zbog velikih centrifugalnih brzina, voda teče duž lopatica u radijalnom smjeru, što negativno utječe na učinkovitost propelera. Kako bi se smanjio ovaj učinak, lopatice su znatno nagnute prema krmi - od 10 do 15°.

U većini slučajeva, lopatice propelera imaju blagi oblik sablje - linija srednjih dijelova lopatice je zakrivljena s konveksnošću usmjerenom duž smjera rotacije propelera. Zbog lakšeg ulaska lopatica u vodu, takve propelere karakteriziraju manje vibracije lopatica, manje su podložni kavitaciji i imaju povećanu čvrstoću ulaznih bridova.

Najrasprostranjeniji među vijcima malih brodova je segmentirani plankonveksni profil. Lopatice propelera brzih motornih čamaca i glisera namijenjenih za brzine preko 40 km/h moraju biti što tanje kako bi se spriječila kavitacija. Za povećanje učinkovitosti u tim slučajevima preporuča se konveksno-konkavni profil („rupa”). Pretpostavlja se da je strelica konkavnosti profila jednaka oko 2% tetive presjeka, a relativna debljina profila segmenta (omjer debljine t i tetive b pri projektiranom polumjeru vijka jednakom 0,6R) je obično se uzima unutar raspona t/b = 0,04-0,10.

Propeler s dvije lopatice ima veću učinkovitost od propelera s tri lopatice, ali je s velikim omjerom diska vrlo teško osigurati potrebnu čvrstoću lopatice takvog propelera. Stoga su trokraki propeleri najrašireniji na malim brodovima. Propeleri s dvije lopatice koriste se na regatnim brodovima, gdje je propeler malo opterećen, te na jedrilicama i motornim jahtama, gdje motor ima pomoćnu ulogu. U potonjem slučaju, važno je moći instalirati propeler u okomiti položaj u hidrodinamičkom tragu krmenog stuba kako bi se smanjio njegov otpor tijekom plovidbe.

Već smo vidjeli najveće brodove na svijetu, pa čak i obratili pažnju na pramčane figure brodova. No, čini se da nam je promaklo možda ono najvažnije – šarafi.

Zanimljiva činjenica: Kada je Edward Lyon Berthon izumio propeler 1834. godine, Admiralitet ga je odbacio i smatrao "slatkom malom igračkom koja nikada, i nikada nije mogla, pokretati brod."

Najveći brodski propeleri na svijetu

Jedan od najvećih brodskih propelera na svijetu proizveo je Hyundai Heavy Industries za plovilo nosivosti 7200 dvadesetoftskih kontejnera u vlasništvu Hapag Lloyda. Visina trokatnice, promjera 9,1 metar, propeler sa šest krakova težak je 101,5 tona. Sljedeća fotografija prikazuje propeler od 72 tone ugrađen na tanker Loannis Coloctronis:

Najveći brodski propeler do sada, težak 131 tonu, proizveden u gradu Warenu na rijeci Müritz, ugrađen je na Emma Maersk - najveći kontejnerski brod na svijetu, nosivosti do 14.770 dvadesetoft kontejnera, duljine 397 m, širine više od 56 m i visine 68 m. sa snažnim motorom, propeler omogućuje oceanskom divu da postigne brzinu od 27 čvorova (50 km/h).

Ovo su masivni propeleri i kormila antarktičkog ledolomca Palmer, istraživačkog broda koji radi u nekim od najtežih uvjeta na Zemlji:

Propeleri ugrađeni na Eurodam - brod za krstarenje:

Ovi ogromni propeleri pripadali su Titanicu, jednom od najpoznatijih brodova u povijesti. Brod je imao tri propelera, a svaki je pokretao zasebni motor. Dva vanjska propelera bila su teška 38 tona, a središnji 17 tona:

Titanic je bio jedan od najboljih brodova svog vremena, ali Oasis of mora" Kraljevska tvrtka Caribbean je pet puta veći od poznatog broda i trenutno je najveći putnički brod ikada izgrađen. Naravno, luksuzni brod mora imati dovoljno velike propelere da ga odvezu od obale Finske do njegovog novog doma, Oasis of the Seas, u Fort Lauderdaleu na Floridi:

Elation tvrtke Carnival Cruise Lines također je izgrađen u Finskoj i trenutno se nalazi u San Diegu u Kaliforniji. Uz brodske propelere, ljudi odgovorni za njihov dizajn i ugradnju djeluju kao jadni patuljci:

A ovaj propeler je sastavljen u suhom doku u San Franciscu:

Sljedeći propeler pripada drugom brodu za krstarenje, Norwegian Epic:

Još jedan primjer gigantskog propelera potrebnog za pogon velikih brodova za krstarenje kao što je Celebrity Solstice:

Ovdje su propeleri Queen Elizabeth 2, poznati kao QE2. U vlasništvu Cunard Line (britanske tvrtke koja upravlja prekooceanskim i prekooceanskim krstarenjima), brod je porinut 1969. i uklonjen iz službe 2008.:

Queen Mary 2 zamijenio je QE2 kao Cunardov vodeći brod 2004. godine. Ovdje su neki od rezervnih QM2 propelera koji se nalaze na prednjoj palubi broda:

Ovo je propeler još jednog poznatog broda u povijesti. Njemački bojni brod Bismark porinut je u veljači 1939., malo prije izbijanja Drugog svjetskog rata, a Britanci su ga potopili u svibnju 1941. (slika lijevo). Fotografija desno prikazuje tvornički krajolik i propeler s naftnog tankera tijekom njegove izgradnje 1947. godine:

Ne toliko velik, ali ništa manje zanimljiv
Propeler japanskih mini-podmornica koje su napale američke nosače zrakoplova tijekom napada na Pearl Harbor u prosincu 1941.:

Desni propeler USS Fiske, 1946.:

Tehnologija se naravno poboljšava, ali veliki brodovi I dalje su potrebni veliki vijci. Ovaj je iz SS Velike Britanije, dizajnirao ga je Isambard Kingdom Brunel za najveći brod na svijetu (u vrijeme porinuća 1843.). Brod je 1845. godine preplovio Atlantski ocean za samo 14 dana, što je tada bio apsolutni rekord.

Radnici brodogradilište proučavajući jedan od četiri mjedena propelera nosača zrakoplova USS George Washington. Svaki od propelera težak je oko 66.000 funti i promjera je 22 stope.

Uređaji dizajnirani za stvaranje postojanog pritiska koji osjeća brod i koji je temelj njegovog kretanja nazivaju se propulzori. Ima selidbi različite vrste: kotači s lopaticama, krilati propeleri, propeleri itd.

Krilni pogonski uređaj je disk opremljen s tri do četiri okomite rotirajuće lopatice i smješten vodoravno ispod krme plovila na okomitoj osovini. Disk se pokreće u rotaciju pomoću elektromotora preko konusnog zupčanika. Korištenje krilnih propulzora osigurava visoku upravljivost plovila u odsutnosti uređaja za upravljanje i omogućuje vožnju unatrag bez reverziranja motora. Međutim, konstrukcijska složenost takvih propulzora i njihove dimenzije, koje se povećavaju s povećanjem snage brodskog pogona, ne dopuštaju njihovu upotrebu za velike
brodovi. Nedavno su samohodne teretne dizalice, neka mala plovila i potisnici većih plovila opremljeni propulzorima s krilima tipa Voitschneider.

Najrašireniji propeler za brodove je propeler. Glavni dijelovi propelera (slika 81) su: 1 glavčina propelera sa konusnom rupom iznutra i 2 lopatice, čiji broj može biti od dvije do šest. Propeleri su izrađeni od punog lijeva, uklonjivim i rotirajućim lopaticama.

Riža. 81. Propeler s čvrstim lopaticama.

Propeleri s puno lijevanim lopaticama (slika 81) koriste se uglavnom na brodovima trgovačke mornarice. Takve vijke karakterizira mala težina i veličina glavčine, kao i veća čvrstoća normalnim uvjetima operacija.

Propeleri s uklonjivim lopaticama ugrađeni su na brodove arktičke flote, gdje je zbog radnih uvjeta prikladnija zamjena oštećene lopatice u cjelini nego zamjena cijelog propelera. Osim toga, takvi se vijci koriste u slučajevima kada je promjer vijka velik i njegovo lijevanje je teško.

Propeleri s rotirajućim lopaticama, inače zvani propeleri s kontroliranim korakom (CPP), razlikuju se od konvencionalnih po tome što su njihove lopatice pomično učvršćene u glavčini propelera i mogu se zakretati oko svoje osi pod određenim kutom pomoću posebnog pogona. Ovaj pogon, ili mehanizam promjenjivog koraka (PVM), obično se nalazi unutar glavčine propelera, tako da je glavčina znatno veća od one kod konvencionalnih propelera. Mehanizam za promjenu visine tona može biti ručni, mehanički, elektromehanički, hidraulički i elektrohidraulički. MIS, osim ručnog, uključuje: mehanizam za rotaciju lopatica, obično smješten u glavčini propelera; servomotor koji stvara sile za rotaciju lopatica i nalazi se u području između osovine propelera i glavnog motora; povratna informacija ili uređaj koji pokazuje količinu novog koraka propelera.

Mehanizam rotacije lopatica (Slika 82) dolazi u dvije vrste: zupčanik i poluga, potonji je pouzdaniji i koristi se u svim izvedbama propelera s naprezanjem (velike snage i promjera, rotacijski propeleri velike brzine malog promjera itd.).

Riža. 82. Mehanizam rotacije lopatica: a - zupčanik; b - ručica.

Trenutno je najčešći hidraulički MIS (Sl. 83), koji se obično nalazi u osovinskom vodu. Za okretanje lopatica propelera koristi se energija tekućine (najčešće ulja niske viskoznosti) pod pritiskom. Hidraulički pogon MISH-a odlikuje se relativnom jednostavnošću uređaja i sposobnošću stvaranja značajnih radnih sila s relativno malim dimenzijama i težinom instalacije.

Riža. 83. Projektiranje hidrauličkog pogona.

U glavčini 4 propelera nalazi se pokretač 1 šipke 5, smješten unutar šuplje osovine propelera 6. Vozač 1, u čijem je utoru prst 2 smješten na stražnjoj strani lopatice, okreće potonji oko svoju os. Kako bi se olakšalo okretanje, stražnjica lopatice je smještena u ležištu glavčine na dvorednim konusnim valjkastim ležajevima 3. Na drugom kraju šipke 5 nalazi se klip servomotora 7, povezan Povratne informacije 8 s pokretnom spojkom 12 i klipom distribucijskog kalema 11. Ulje se dovodi do distribucijskog kalema 11 i servomotora 7 kroz cijevi 10 iz pumpe za ulje. Promjenom nagiba lopatica propelera upravlja poluga 9, čiji donji kraj klizi u utoru pomične spojke. Hidraulički MIS omogućuje kontrolu nagiba propelera s navigacijskog mosta pomoću daljinskog pneumatskog sustava.

Korištenje propelera s podesivim korakom omogućilo je značajno pojednostavljenje upravljanja plovilom, smanjivanje veličine i težine glavnih motora eliminacijom stepenica i mjenjača za vožnju unazad, te omogućavanje plovila rikverc bez promjene smjera vrtnje propelera. vratilo. Osim toga, upotreba propelerskih propelera na plovilima kao što su tegljači, tankeri i brodovi za prijevoz drva omogućuje podešavanje koraka propelera na bilo koju brzinu. To povećava učinkovitost elektrane i omogućuje potpunije korištenje snage glavnih motora u različitim načinima rada.