W przemyśle stoczniowym , o śmigło jest środkiem napędu najczęściej stosowane w pojazdach ruch morskich i słodkowodnych, takich jak łodzie i łodzi podwodnych .
We Francji promocję napędu statków za pomocą śruby przypisuje się francuskiemu inżynierowi Frédéricowi Sauvage, który swoje pierwsze eksperymenty przeprowadził w 1832 roku.
Za granicą miał szczęście, że podczas prac prowadzonych od 1835 roku nad tym rodzajem napędu, angielski rolnik i wynalazca Francis Pettit Smith podczas testu złamał kawałek swojego śmigła, co od razu dało lepsze wyniki niż przy całym prototypie. . Współpracujący z nim szwedzki wynalazca FP Smith i John Ericsson przyczynili się do rozwoju napędu śmigłowego najpierw w Stanach Zjednoczonych, a następnie w Anglii, Szwecji i Francji.
W wielu krajach śmigła nazywane są po angielsku śrubami, śrubokrętami . Wbrew powszechnemu przekonaniu, napęd śmigła jest wynikiem impulsu „jak piłka tenisowa na rakiecie, a nie napędu jak śruba”. W przypadku krótkich śmigieł prędkość wody za śmigłem jest zgodna z wynikami opisanymi w badaniach Morosiego i Bidone : nieco mniej niż dwukrotność prędkości, jaką dałaby długa śruba zaprojektowana przed 1837 rokiem.
Zadaniem śmigła jest przyspieszenie masy wody w celu wytworzenia siły napędowej. Aby wytworzyć tę siłę, śmigło można zaprojektować jako duże i obracające się powoli lub małe i obracające się szybciej. W hydrodynamice wykłada się termodynamiczną i fizykomechaniczną teorię śmigła.
Istnieją inne nowoczesne środki napędu, takie jak system Voith Schneider . To nie są stery strumieniowe, które otrzymują impuls jak śmigła, ale układy napędzane, takie jak w przeszłości koła łopatkowe. Systemy te są bardzo praktyczne w manewrach portowych dzięki łatwości orientacji odrzutowca. Turbiny odśrodkowe są mało używane, ich sprawność jest gorsza.
Strony 28-29 traktatu
Strony 40-41 traktatu
Strony 42-43 Traktatu
Już w 1855 roku wszystkie składniki były obecne, aby zrozumieć działanie śrub okrętowych:
W swojej pracy zatytułowanej L'Hélice propulsive , wydanie z 1855 roku, François-Edmond Pâris opisuje wzloty i upadki ewolucji śmigieł morskich. Jednak w kwestii obliczania śmigła pozostało całkowite nieporozumienie z powodu mentalnej konstrukcji korkociągu (lub śruby podobnej do śruby). Pojęcie to trwa do dziś.
| Pierwszy składnik : Propelent, który doznał wstrząsu, został rozbity do połowy swojej długości i natychmiast dał lepsze rezultaty. |
| Rozdział II - Praktyczne wprowadzenie do śmigła napędowego. „ W tym rozdziale, to proponuje obecnie najważniejszymi przypadki wprowadzenia śruby jako propelent. Zaczynają się w momencie, gdy F.-P. Zajęli się tym Smith i kapitan Ericsson . Zajmując się wynalazkami napędzania statków za pomocą śruby napędowej, które nie przyniosły żadnych użytecznych rezultatów, muszę teraz opisać, jak to paliwo zostało wprowadzone w praktyce. " „ W 1835 roku, F.-P. Smith, rolnik z Hendon, skierował swoją uwagę w tym kierunku. Wiosną 1836 r. uzyskał pomoc bankiera p. Wrighta i 31 maja 1836 r. uzyskał patent. Model łodzi został następnie wyposażony w drewnianą śrubę napędową i wprawiony w ruch na stawie w Hendon. Galeria Adelaide w Londynie. Tam został przesłuchany przez sir Johna Barrowa, ówczesnego sekretarza admiralicji, oraz przez MM. Harris i Bell z Aleksandrii, którzy zaoferowali zakup wynalazku dla paszy Egiptu, ale ta oferta została odrzucona. " " Wyniki były tak zadowalające, że pan Smith i jego przyjaciele zbudowali łódź sześciu ton, do której włożyli drewniane śmigło dwie tury: w dniu 1 listopada 1836 roku, ta łódź maszerowali na Kanale Paddington i nadal Płyń rzekę Tamizą do września 1837 r. Ster strumieniowy po doznaniu wstrząsu rozerwał się do połowy swojej długości i od razu dał lepsze rezultaty, co spowodowało wykonanie nowej śruby w jednym kroku. " |
Wydarzenie to miało zatem miejsce we wrześniu 1837 r., co było punktem zwrotnym w napędzie morskim.
| Drugi składnik : Bidone odkrył, że nagły wstrząs strumienia na powierzchni wynosi, gdy jest trwały, np. 1,84 wynosi 1 |
| Rozdział III - Zasady naukowe odnoszące się do statków o napędzie śmigłowym " ...Ponieważ woda uciekająca ze zbiornika ma taką samą prędkość jak ciało stałe opadające swobodnie z górnej powierzchni zbiornika do poziomu wylotu, a zgodnie z prawami opadania ciał, prędkość końcowa jest tylko podwójna prędkość średnia: jasne jest zatem, że odrzutowiec wylatujący poziomo, po osiągnięciu maksymalnej prędkości wynikającej z wysokości kolumny, pokonuje odległość równą dwukrotności odległości, jaką ciało przebyłoby schodząc po powierzchni większej niż ta kryzy. Stamtąd Bernoulli wywnioskował, że skumulowane ciśnienie hydrauliczne, przez które żyła jest wyrzucana przez otwór w boku naczynia, jest równe kolumnie cieczy mającej za podstawę przekrój żyły, a wysokość dwukrotność spadku. zdolne do wytwarzania prędkości przepływu. " „ Teorii Bernoulliego został przyjęty i opracowany przez Eulera, który daje się wzór na efekt uderzenia strumienia wody na płaskiej powierzchni. Niech R będzie siłą impulsu ze stałą perkusją; A, obszar żyły: H, wysokość ze względu na prędkość strumienia; N, wysokość wynikająca z prędkości odbitej wody; Φ kąt odbicia wody z osią. " „ Wtedy R = 2aH (1- (√h / √H) cos Φ). " „ Doświadczenia Morosi i Bidone świadczy istotnych faktów doktryny Eulera i Bernoulliego na ten temat. Euler mówi, że teoretyczna wartość uderzenia żyły płynowej może wzrastać, aż będzie równa ciężarowi kolumny płynu o tej samej podstawie co przekrój żyły i wysokości czterokrotnie większej niż ta ze względu na prędkość żyły. Firma Bidone odkryła, że nagłe uderzenie strumienia o powierzchnię jest trwałe, gdy 1,84 wynosi 1; ale efekt ten można częściowo przypisać ruchowi uzyskiwanemu przez części instrumentu przeznaczone do pomiaru siły perkusji. " |
Nadal według François-Edmonda Pârisa :
Najbardziej niezwykłe patenty:
Do 1855, daty publikacji jego traktatu, liczba patentów wzrastała bez żadnej znaczącej innowacji aż do 1851, z wyjątkiem być może Benneta Woodcrofta (w) w 1844 roku.
Posiadacze patentów w latach 1838-1851
|
Śmigła zostały skrócone i od 1860 roku widzieliśmy śmigła przypominające „skrzydła młyna” z czterema ostrzami, których kwadratowe końce tworzyły pasożytnicze wiry.
W XX -go wieku, rozwój termodynamiki i mechaniki fizyki zapewniły wgląd w to, co dzieje się na całym świecie między wlotem płynu, wody i produkcji obudów, wyniki są zgodne z eksperymentami Morosi i Bidone. To, co dzieje się między wylotem a wlotem, jest domeną mechaniki płynów. Rozumiemy wtedy, że uzyskany napęd jest wynikiem uderzenia, a nie treningu, i że to, co nazwaliśmy „odrzutem”, to nic innego jak utrata energii entropii z powodu zaburzenia spowodowanego uderzeniem.
W drugiej połowie XX th wieku, staramy się poprawić wydajność przelotową żeglugi wyścigowe wyposażone popychających śmigieł. Kształt łopatek mający mniejsze znaczenie, poza faktem, że śruba śrubowa będzie miała bardziej równomierny nacisk na powierzchnię łopatek, łatwo jest kształtować konstruowanie śrub o zmiennym skoku i składanych śrub łopatkowych.
W zależności od ich zastosowania liczba ostrzy i kształty będą różne:
W układzie napędowym, w którym śmigła są umieszczone w rurze (tunel), konieczne jest, aby rura była krótka lub powiększona na końcach, aby nie zmniejszać wydajności napędu.
Zastosowane śmigła są podobne do propelentów. Na małych jednostkach mogą być plastikowe i zajmować średnicę tuby.
Najlepsze osiągi osiąga swobodne śmigło opuszczone do użytku pod kadłubem i ukryte w nawigacji.