Při stavbě lodí je vrtule pohonným prostředkem, který se nejčastěji používá k pohybu námořních nebo sladkovodních vozidel, jako jsou lodě a ponorky .
Ve Francii je podpora pohonu lodí vrtulí připisována francouzskému inženýrovi Frédéricovi Sauvageovi, který provedl své první experimenty v roce 1832.
V zahraničí by mělo štěstí, že během své práce na tomto způsobu pohonu provedené od roku 1835 zlomil anglický zemědělec a vynálezce Francis Pettit Smith během zkoušky část své vrtule, která okamžitě přinesla lepší výsledky než u celého prototypu . FP Smith a John Ericsson , švédský vynálezce, který s ním spolupracoval, přispěli k vývoji vrtulového pohonu nejprve ve Spojených státech, poté v Anglii, Švédsku a Francii.
V mnoha zemích se vrtule v angličtině nazývají šrouby, šroubové vrtule . Navzdory všeobecnému přesvědčení je pohon vrtule výsledkem impulzu „jako tenisový míček na raketě, a ne jako šroub.“ U krátkých vrtulí je rychlost vody za vrtulí v souladu s výsledky popsanými výzkumem Morosiho a Bidona : o něco méně než dvojnásobek rychlosti, kterou by poskytla dlouhá vrtule, jak byla navržena před rokem 1837.
Úkolem vrtule je urychlit množství vody za účelem vytvoření hnací síly. K výrobě této síly může být vrtule navržena jako velká a točí se pomalu, nebo malá a točí se rychleji. Termodynamická a fyzikální mechanická teorie vrtule se vyučuje v hydrodynamice.
Existují i další moderní prostředky pohonu, jako je systém Voith Schneider . Nejsou to trysky, které dostávají impuls jako vrtule, ale poháněné systémy jako lopatková kola v minulosti. Tyto systémy jsou velmi praktické při manévrech v přístavech díky snadné orientaci trysky. Odstředivé turbíny jsou málo využívané, jejich účinnost je méně dobrá.
Strany 28–29 smlouvy
Strany 40–41 smlouvy
Strany 42–43 Smlouvy
Již v roce 1855 byly přítomny všechny přísady, aby bylo možné porozumět fungování námořních vrtulí:
Ve své práci s názvem L'Hélice propulzivní , vydání z roku 1855, François-Edmond Pâris popisuje vzestupy a pády vývoje námořních vrtulí. Kvůli mentálnímu designu vývrtky (nebo šroubovité) vrtule však pro výpočet vrtule zůstalo úplné nedorozumění. Tato představa přetrvává dodnes.
| První složka : Hnací plyn, který zažil šok, byl rozbit na polovinu délky a okamžitě poskytl lepší výsledky. |
| Kapitola II - Praktický úvod do pohonné vrtule. " V této kapitole navrhuji představit nejdůležitější případy zavedení vrtule jako hnacího plynu." Začínají v době, kdy F.-P. Postarali se o to Smith a kapitán Ericsson . Když jsem se zabýval vynálezy pro provozování lodí pomocí vrtule, které nepřinesly žádné užitečné výsledky, musím nyní uvést, jak byla tato pohonná hmota zavedena v praxi. " „ V roce 1835 F.-P. Tímto směrem zaměřil svou pozornost Smith, zemědělec v Hendonu. Na jaře roku 1836 získal pomoc pana Wrighta, bankéře, a dne 31. května 1836 mu byl udělen patent. Model lodi byl poté vybaven dřevěnou vrtulí a uveden do pohybu na rybníku v Hendonu a na Galerie Adelaide v Londýně. Tam byl vyšetřen sirem Johnem Barrowem, tehdejším tajemníkem admirality, a MM. Harris a Bell z Alexandrie, kteří se nabídli ke koupi vynálezu pro egyptského paši, ale tato nabídka byla odmítnuta. " „ Výsledky byly natolik uspokojivé, že pan Smith a jeho přátelé postavili šestitunový člun, ke kterému nasadili dřevěnou dvouotáčkovou vrtuli: 1. listopadu 1836 tento člun pochodoval na Paddingtonský kanál a pokračoval plavit se po řece. Temže až do září 1837. Tryska, která zažila šok, byla rozdělena na polovinu délky a okamžitě poskytla lepší výsledky, což způsobilo, že byla v jednom kroku provedena nová vrtule. " |
Bylo to tedy v září 1837, kdy došlo k události, která byla zlomovým bodem v námořním pohonu.
| Druhá složka : Bidone zjistil, že náhlý šok z trysky na povrchu je, když je trvalý, jako 1,84 je na 1 |
| Kapitola III - Vědecké zásady týkající se plavidel poháněných vrtulí „ ... Protože voda unikající z nádrže má stejnou rychlost jako pevné těleso, které volně padá z horního povrchu nádrže na úroveň výstupu, a podle zákonů padajících těles je konečná rychlost jen dvojnásobná průměrná rychlost: je tedy zřejmé, že paprsek vycházející vodorovně, poté, co získal maximální rychlost kvůli výšce sloupu, překročí vzdálenost rovnou dvojnásobku, kterou by těleso překonalo při sestupu z povrchu větší než otvoru. Odtamtud Bernoulli vyvodil, že akumulovaný hydraulický tlak, kterým žíla vyčnívá otvorem na straně nádoby, se rovná sloupci tekutiny, který má pro základnu část žíly a pro výšku dvakrát pokles. schopné produkovat rychlost proudění. " " Bernoulliho teorie byla přijata a vyvinuta Eulerem, který dává vzorec pro účinek úderu vodního paprsku na rovný povrch." Nechť R je impulsní síla s trvalým nárazem; A, oblast žíly: H, výška způsobená rychlostí paprsku; N, výška způsobená rychlostí odražené vody; Φ úhel odražené vody s osou. " " Pak R = 2aH (1- (√h / √H) cos Φ). " " Experimenty Morosiho a Bidoneho dokázaly věcnými fakty doktríny Eulera a Bernoulliho o tomto tématu." Euler říká, že teoretická hodnota úderu tekutinové žíly se může zvyšovat, dokud se nerovná hmotnosti sloupce tekutiny se stejnou základnou jako část žíly a výšky čtyřikrát vyšší, než je v důsledku rychlost žíly. Bidone zjistil, že náhlý dopad trysky na povrch je, když je trvalý, například 1,84 je 1; ale tento efekt lze částečně připsat pohybu získanému částmi nástroje určeného k měření síly úderu. " |
Stále podle François-Edmond Pâris :
Nejpozoruhodnější patenty:
Do roku 1855, data vydání jeho pojednání, se počet patentů znásobil, aniž by přinesl nějakou pozoruhodnou inovaci až do roku 1851, snad s výjimkou Benneta Woodcrofta (v roce 1844).
Držitelé patentů mezi lety 1838 a 1851
|
Vrtule byly zkráceny a od roku 1860 jsme viděli vzhled vrtulí jako „křídla mlýna“ se čtyřmi lopatkami, jejichž čtvercový tvar konců vytvářel parazitické víry.
Ve XX -tého století, vývoj termodynamiky a fyziky mechaniky poskytla vhled do toho, co se děje na celém světě mezi vstupem tekutiny, vodu a napájený výstup, výsledky jsou v souladu s experimenty Morosi a Bidone. Co se děje mezi výstupem a vstupem, je doménou mechaniky tekutin. Poté chápeme, že získaný pohon je výsledkem nárazu, nikoli tréninku, a že to, co jsme nazvali „zpětný ráz“, není nic jiného než ztráta entropické energie v důsledku poruchy způsobené nárazem.
Ve druhé polovině XX th století, se snažíme zlepšit výkonnost křižování závodní jachty vybavené tlačné vrtule. Tvar lopatek, které mají menší význam, kromě skutečnosti, že šroubovitě tvarovaná vrtule bude mít rovnoměrnější tlak na povrch lopatek, je snadné tvarovat konstrukci vrtulí s proměnlivým stoupáním a vrtulí lopatek.
V závislosti na jejich použití se počet čepelí a tvary budou lišit:
V pohonném systému, kde jsou vrtule součástí trubice (tunelu), je nutné, aby trubka byla krátká nebo na koncích zvětšená, aby se nesnížila hnací účinnost.
Použité vrtule jsou podobné pohonným látkám. Na malých jednotkách mohou být plastové a zabírají průměr trubky.
Nejlepšího výkonu dosáhne volná vrtule spuštěná pro použití pod trupem a skrytá v navigaci.