Propeler
| Propeler Propeller | |
|---|---|
 | |
Propeler (od engleskog: propeller, iz latinske sintagme propellere pro=prije+pellere=tjerati - tjerati naprijed[1]) je uređaj sa radijalno uglavljenim krakovima spiralnog oblika. Oni svojom rotacijom u vodi ili zraku, stvaraju potisak zahvaljujući aerodinamičkim ili hidrodinamičkim silama koje djeluju na krakove i tako pokreću avion ili brod.[2]
U brodogradnji se terminom propeler zove svaki brodski propulzor, iako se koriste i drugi nazivi vijčani propeler ili brodski vijak.[3] U Britaniji propeler aviona ili rotor helikoptera obično se zove zračno vitlo (airscrew).[2]
Propeler stvara potisak proporcionalan količini (masi) vode ili zraka na koje djeluje i stupnju vlastite brzine rotacije. Najefikasniji bi bio, kada bi masa na koju djeluje bila velika odnosno brzina vlastite rotacije mala.[2]
Propeler se sastoji od dva ili više zrakasto postavljenih krakova (lopatica, krila) usađenih u središnji dio – glavčinu s ležajem za pogonsko vratilo.[3]
Propeler aviona (kao i broda) direktno je ili preko reduktora vezan na koljenasto vratilo klipnoga motora ili vratilo turbine mlaznog motora. Propeler svojom rotacijim (vrtnjom) razvija aerodinamičku silu, koja pokreće avion naprijed.[3] U slučaju kad je propeler smješten naprijed, sila koju proizvodi propeler je vučna, a kad je smješten otraga, kao kod broda onda se radi o potisnoj sili.[3] Ali istovremeno djeluje još jedna komponenta aerodinamičke sile, i to tako da skreće avion u smjeru suprotnom od smjera vrtnje propelera (torzijski moment).[3] Propeleri imaju brojna ograničenja, koja se javljaju kod velikih brzina, naročito na vrhovima krakova. Jer kad se ta brzina približava nadzvučnoj, javljaju se veliki gubitci zbog pojave udarnih valova – zvučnog zida, koji može izazvati lom krakova.[3] Danas se to pokušava izbjeći korištenjem većega broja sabljasto oblikovanih, vrlo tankih, a često i kontarotirajućih krakova. Takvi propeleri mogu se koristiti pri većim brzinama (blizu nadzvučnih), no osnovna je mana njihovoj primjeni jako velika buka.[3]
Prve propelere su krajem 1830-ih konstruirali i patentirali švedsko-američki inženjer John Ericsson i engleski izumitelj Francis P. Smith, nezavisno jedan od drugog.[4] Brodski propeleri (brodski vijci) su vrlo brzo gotovo u potpunosti zamijenili kola s lopaticama i razne druge uređaje projektirane za pogon brodova.
Kad je brod imao samo jedan propeler, on se montirao na kraju broda odmah ispred kormila. Njegova osovina je spojena na prijenos ili direktno na motor, koji se okreće i propeler. Brodovi sa dva propelera prvi put su uvedeni u promet oko 1860. u Engleskoj.[4] Oni se montiraju s obje strane kormila, da ih se može se koristiti kao pomoć kod upravljanja; a od koristi su i u slučaju kvara jednog od njih, tad preostali još uvijek može pokrenuti brod. Od kad se počelo koristiti parne turbine počelo sa sa ugradnjom četiri propelera, na velikim brodovima.[4]
Brodski propeleri izrađuju se od lijevanog željeza, lijevanog čelika, mangana ili bronce, a posljednji su poznati po svojoj otpornosti na koroziju.[4]
Avionski propeleri uobičajeno imaju dva do šest krakova. Radili su se od drva, aluminijskih legura, čelika a danas i od kompozitnih materijala.[4] Krakovi se često izvode od više slojeva raznih materijala (sendvič konstrukcija), tako da se lagana jezgra prekriva kompozitnim vanjskim slojevima.[3]
Ipočetka su svi propeleri imali fiksno uglavljene krakove, kod kojih se kut rotiranja nije mogao mjenjati. Kasnije kako se povećavala snaga motora i rasla brzina letenja, razvijeni su propeleri koji su mogli mjenjati nagib svojih krakova. Kod njih su krakovi postavljeni u utore u glavčini sa zupčanicima, tako da mogu mijenjati nagib tokom leta.[4]
Razvojem opreme za automatizirano letenje, pojavio se zahtjev za povećanjem nagiba kako bi se mogla konstantno održavati točno određena brzina. Tako je razvijen propeler sa varijabilnim nagibom, nazvan tako po uređaju koji kontrolira nagib. Ti uređaji su ili hidraulički, mehanički, automatski ili električni, oni uz male modifikacije mogu služiti kao zračne kočnice.[4] Zakretanjem se postiže optimalna efikasnost propelera, jer se tako održava optimalna brzina rotacije, bez obzira na uvjete leta, a kad se položi u vrlo mali kut nagiba kraka, propeler može djelovati i kao kočnica.[3]
Kako je rastao broj krakova, od dva na tri, pa zatim od tri na šest, da se postigne veća snaga propulzije (potiska), uz zahtjev da krakovi zadrže svoj položaj prema dolje, narasli su brojni novi problemi. Jer krakovi propelera svojom rotacijom, griju okolni zrak, i tako stvaraju rotaciono polje iza sebe koje interferira sa avionom.[3] Oni su riješeni razvojem kontrarotacionog propelera, kod kojeg su krakovi ugrađeni u dvije odvojene gupe sa po tri kraka koji rotiraju u suprotnim smjerovima.[4] Oni se postavljaju jedan iza drugoga, ali se vrte u suprotnim snjerovima, na taj način se smanjuje potreban raspon propelera, omogućuje veći broj krakova i neutralizira torzijski moment, ali takvi motori imaju puno kompliciraniju konstrukciju.[3]
Iz avionskog propelera kasnije su se razvili rotori helikoptera kao i lopatice ventilatora, kompresora a i turbina mlaznih motora.[3]
- ↑ „Propel” (engleski). Merriam Webster. Pristupljeno 19 09. 2014.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 „Propeller” (engleski). Encyclopædia Britannica. Pristupljeno 19 09. 2014.
- ↑ 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 „Propeler” (hrvatski). LZMK. Pristupljeno 19 09. 2014.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 „Propeller” (engleski). The Columbia Electronic Encyclopedia. Pristupljeno 19 09. 2014.
