Kaip veikia valties propeleris?

Valties sraigtas veikia stumdamas vandenį, kuris varo valtį priešinga kryptimi. Tiksliau, sukimosi energiją paverčia trauka; taigi besisukantis sraigtas padidina vandens slėgį į galą, o pasislenka į sumažinto slėgio zoną prieš sraigtą, pasiimdamas su savimi valtį. Jėgos atitinka trečiąjį Niutono dėsnį – kiekvienam veiksmui yra lygi ir priešinga reakcija. Tai yra, kai valties sraigtas stumia vandenį atgal, jis varo valtį į priekį.

Prieš kuriant variklius, jūrų varomoji jėga buvo apribota vėjo energija ir rankiniu irklavimu ar irklavimu. Irkluojant ir irkluojant valtis per vandenį paprastai velkamos peiliukais, tačiau vienas ašmenų panaudojimas, vadinamas skraidymu, labiausiai veikia kaip sraigtas, nes irkluotojas stumia vandenį į valties galą. Skuleris stovi mažos valties gale ir, naudodamas vieną irklą, brauks jį per vandenį lanku, daugiau ar mažiau statmenu valties važiavimo krypčiai, su kiekvienu lanko braukimu irklą pasukdamas taip, kad ašmenys. yra 30–60 laipsnių kampu važiavimo kryptimi.

Valties propelerio koncepciją sukūrė Archimedas III amžiuje prieš Kristų. Jis sukūrė prietaisą, vadinamą Archimedo sraigtu, kuris vis dar naudojamas ir kuris perneša vandenį iš žemesnių į aukštesnes vietas. Savo konstrukcija ir veikimu labai panašus į šiuolaikinį sraigtą, jis vis dar plačiai naudojamas visame pasaulyje atliekant įvairias užduotis, įskaitant drėkinimą ir atliekų tvarkymą. Buvo eksperimentuojama su panašiais sraigtais jūriniam varymui. Garsusis vieno žmogaus povandeninis laivas Turtle, kuris 1776 m. bandė nuskandinti britų laivus Niujorko uoste, varymui naudojo rankiniu būdu valdomus varžtus.

Sukūrus garo variklį XVIII amžiuje jūrų laivams atsirado varomasis variklis. Iš pradžių buvo tendencija naudoti dideles irklas, kad būtų užtikrinta trauka, kaip ir garo irklentėse su laivagaliu ir šoniniais ratais. Išradėjai toliau eksperimentavo su sraigtiniais sraigtais, kurie tiesiogine prasme buvo labai dideli, labai ilgi sraigtai. 18 m. bandymo metu dalis tokio varžto nulūžo ir liko dalis, panaši į šiuolaikinės valties sraigto mentę. Įrodyta, kad šis sulūžęs sraigtas varo valtį greičiau nei įprastas sraigtas, todėl buvo sukurtas modernus valties sraigtas.

Jūrų varymo dinamika yra labai panaši į naudojamą aviacijoje. Pavyzdžiui, kaip ir lėktuvo mentės, valties sraigto mentės nėra plokščios, bet atrodo, kad buvo susuktos iš lygiagrečios plokštumos į beveik statmeną sraigto velenui. Šis reiškinys pagrįstas XX amžiaus pradžios brolių Wrightų tyrimais, kuriuose jie nustatė, kad optimalūs traukos kampai įvairiose sraigto mentės dalyse yra skirtingi. Siekiant padidinti sraigto efektyvumą, ašmenys yra susukti veleno atžvilgiu.

Žmonija keliauja vandeniu tūkstančius metų, didžiąją laiko dalį pasikliaudama vėju arba raumenimis. Sraigtai yra visai neseniai sukurtas laivybos varomų jėgų vystymasis, tačiau ta nedidelė žmogaus jūrinės istorijos dalis išaugo iki neginčijamo dominavimo šioje srityje, o tikro varžovo nematyti.