Co to jest śruba napędowa?

Śmigło śrubowe to urządzenie składające się z zestawu ustawionych pod kątem łopatek obracających się wokół piasty w celu zapewnienia ciągu. Śmigła są przeznaczone do użytku w różnych środowiskach, takich jak woda lub powietrze, ale wszystkie wykorzystują te same zasady. Gdy łopatki obracają się, zakręcają powietrze lub wodę z dala od śmigła, wytwarzając ciąg. Z tego typu śmigieł korzystają statki, łodzie podwodne, samoloty i helikoptery, podobnie jak wentylatory, wiatraki i turbiny.

Podobnie jak jego imiennik, śruba napędowa działa podobnie jak śruba, skręcając się w płynie, takim jak woda lub powietrze, w sposób podobny do ruchu śruby w drewnie. Łopatki są przymocowane do piasty śmigła pod kątem lub nachyleniem i działają podobnie jak gwint śruby. Strome nachylenie powoduje większy ruch do przodu, ale trudniej jest skręcić. Większość łopatek jest raczej skręcona niż płaska, co oznacza, że ​​skok zmienia się wzdłuż długości łopaty, co zapewnia większą wydajność śmigła.

Śruby napędowe działają poprzez wypychanie powietrza lub wody, a zgodnie z trzecim prawem Newtona, ten ruch wytwarza ciąg w przeciwnym kierunku, napędzając pojazd do przodu. Śmigła samolotów i helikopterów mają długie i wąskie łopaty, a statki używają śrub z szerszymi, krótszymi łopatami. Wynika to przede wszystkim z różnicy w gęstości powietrza i wody. Powietrze jest znacznie mniej gęste niż woda, więc więcej powietrza musi zostać przemieszczone, aby wytworzyć ciąg. Ponadto statki, które mają naturalną pływalność, nie muszą poruszać się z wystarczająco dużą prędkością, aby osiągnąć siłę nośną, co dodatkowo zmniejsza zapotrzebowanie na śruby napędowe na bazie wody.

Najwcześniejsze korzenie śruby napędowej znajdują się w śrubie Archimedesa, ślimaku obracającym się w cylindrze używanym do nawadniania. Uważa się, że został stworzony przez Archimedesa w III wieku pne Wiatraki datowane są na co najmniej IX wiek. Leonardo da Vinci naszkicował plany helikoptera w XVI wieku, co czyni go najwcześniejszym projektem wykorzystującym śrubę napędową do poruszania pojazdem, ale oczywiście nigdy nie zbudował maszyny. W 16 r. wynalazca John Fitch ze Stanów Zjednoczonych stworzył śrubę napędową w kształcie ślimaka do łodzi parowej.

Trwa debata na temat wynalazcy nowoczesnego śmigła śrubowego. Na początku XIX wieku kilku wynalazców pracowało niezależnie nad śrubą napędową jako metodą napędzania statków. Ci innowatorzy to między innymi Francis Pettit Smith w Anglii; Robert Wilson, James Watt i James Steadman ze Szkocji; Frédéric Sauvage z Francji; Richard Jordan Gatling, John Stevens i John Ericsson z USA; i Joseph Ressel z Austrii. Smith i Ericsson złożyli wnioski patentowe w 19 roku i generalnie przypisuje im się stworzenie śruby napędowej.