Elice

Elicea unui vapor

Elicea (din greacă helix, "spirală") este un mijloc de propulsie care realizează deplasarea unei nave sau avion prin rotirea paletelor elicei, care sunt amplasate radial pe axa elicei.

Cuprins

1 Istoric
2 Principiu de funcţionare
3 Elice de propulsie
4 Formule de calcul
5 Elice navale
6 În matematică
7 Vezi şi
8 Legături externe

modifică Istoric

Elicea nu este prevăzut cu o carcasă, fiind un agregat care utilizează energia de propulsie rezultată din curentul de fluid sau aer care este produs prin mişcarea de rotaţie a elicei.
Descoperitorul sau inventatorul elicei care funcţiona este austriacul Joseph Ressel (1793 - 1857). eres divina

modifică Principiu de funcţionare

Paletele sau aripioarele elicei sunt în aşa fel amplasate, încât produc prin rotaţie unde asimetrice de aer sau apă, prin aceasta iau naştere forţe de presiune şi absorbţie care determină la rândul lor formarea unui curent în mediul respectiv.
Fiecare paletă a elicei contribuie la acest efect motric de propulsie.
Efectul se poate observa la vapoare, sau toate ambarcaţiunile cu motor, vehicule cu pernă de aer, avioane, elicoptere.
O elice după principiul de funcţionare este inversul turbinei, prin faptul că cedează energie mediului înconjurător pe când turbina preia energia potenţială din mediul înconjurător.
Lăţimea paletelor este în funcţie de unghiul de amplasare a lor pe axa elicei, ca şi în funcţie de viteza de rotaţie.
Paletele au de obicei un profil (lat. fillum = fir) sau contur o faţă fiind convexă obligând fluidul să efectueze o cale mai lungă ca şi pe partea opusă, această diferenţă de viteză între cele două părţi creează efectul de sorb (sugere), intensitatea acestui efect poate fi reglată prin modificarea vitezei sau poziţiei paletelor elicei.

Imagine:Airco DH 1.jpg

Airco D.H.1

modifică Elice de propulsie

Farman MF.11 cu elice de propulsie

Acest tip de avion permite pilotului să fie în faţa elicei care în timpul rotaţiei va împinge avionul.
Acest tip de elice l-a folosit pilotul francez Farman (1913), principiul fiind folosit de avioanele militare britanice Airco D.H.1 şi Airco D.H.2 cu scopul ca în faţă să fie posibilă folosirea mitralierei, ulterior au fost introduse combinaţii dintre elicele de tracţiune şi cele de propulsie (Dornier Do 335 sau Cessna Skymaster).

modifică Formule de calcul

Formula prin care se calculează deplasarea: $J = \frac{v_A}{n\, D}$
defineşte raportul dintre viteza curentului axial $v A$ şi viteza punctelor exterioare de pe circumferinţa elicei $(n\, D)$ .
Aceasta fiind abcisa în diagrama de deplasare liberă putând fi exprimată prin următoarele trei funcţii:

Valoarea Schubei $K_T(J) = \frac{T}{\rho\, n^2 D^4}$
Valoarea forţei de torsiune $K_Q(J) = \frac{Q}{\rho\, n^2 D^5}$
Valoarea unghiului paletelor $\eta_O(J) = \frac{T\, v_A}{2 \pi\, n\, Q}=\frac{J}{2 \pi} \cdot \frac{K_T}{K_Q}$

In contrast cu turbinele, la viteze de 700 km/h paletele elicelor de avion au un grad mult mare faţă de axă .

modifică Elice navale

O elice navală este un organ propulsor de tip reactiv utilizat la majoritatea navelor cu propulsie mecanică. Se compune din 2-6 pale (de obicei 3-4), dispuse simetric şi în sens radial pe un butuc central cuplat prin intermediul unui ax cu maşina principală a navei. Forţa de împingere (propulsie) a elicei este de natura reactivă şi rezultă din diferenţa între presiunea exercitată de mediu la rotirea elicei, pe faţa activă (intrados) a palei pe de o parte şi pe faţa de aspiraţie (extrados) pe de altă parte.

Elicele se confecţionează din aliaje de alamă, ductile, polisabile şi rezistente la solicitări şi la coroziune; din oţeluri carbon sau aliate cu nichel (pentru spărgătoarele de gheaţă), sau din fontă turnată. O navă poate avea 1-5 elice dispuse la pupa. Unele spărgătoare de gheaţă, pasagere, feriboturi, dragi, gruie plutitoare etc. au elice şi la prova, ca mijloc auxiliar pentru manevra de giraţie (la spărgătoare pentru îndepărtarea sloiurilor rupte de etravă).

La unele tipuri de nave se folosesc:

elice supracavitaţionale, cu turaţii mari, de ex. la navele cu aripi portante;
elice cu inel concentric la butuc, care micşorează efectul de sucţiune;
elice cu manta tip Kort sau elice coaxiale contrarotative destinate navelor de ape mici;
elice pivotante şi escamotabile de tip Schottel, care înlocuiesc şi instalaţia de guvernare la navele fluviale;
elice cu pas variabil;
elice identice celor de aviaţie instalate la hidroglisoare sau la navele cu pernă de aer.

modifică În matematică

În matematică, elicea este o curbă strâmbă, deci situată într-un spaţiu tridimensional, având o proprietate esenţială care o deosebeşte de toate celelalte curbe strâmbe: are raportul dintre curbură şi torsiune constant. Cea mai simplă elice posibilă este definită prin următoarele trei ecuaţii scrise într-un sistem de coordonate cartezian:

$x = \cos(t),\,$

$y = \sin(t),\,$

$z = t.\,$

Atunci când parametrul t creşte, iar sistemul cartezian ales este drept, punctul $(x, y, z)$ descrie o elice cu torsiunea pozitivă în jurul axei $z$ .

În coordonate cilindrice $(r,θ, h)$ , aceeaşi elice este descrisă de ecuaţiile:

$r = 1,\,$

$\theta = t,\,$

$h = t.\,$

Toate celelalte elice se obţin din aceasta printr-o rotaţie, o translaţie sau o schimbare de scală.

Lungimea elicei generale definită într-un sistem de coordonate cartezian prin ecuaţiile:

$x = a\cos(t),\,$

$y = a\sin(t),\,$

$z = bt,\,$

cu $t\in [0,T]$ , este dată de $L=T\cdot \sqrt{a^2+b^2}$ . Curbura acestei elice generale este $\kappa=\frac{a}{a^2+b^2}$ , iar torsiunea ei este $\tau=-\frac{b}{a^2+b^2}$ .

modifică Vezi şi

Vapor
Navă

modifică Legături externe

MMG GmbH in Waren (Müritz), Mecklenburg, Turnat din metal
Schaffran-Propeller + Service GmbH in Lübeck,
PROMARIN,
OTTO PIENING GmbH Roata cu noroc
Nakashima in Japonia
Sursa=http://de.wikipedia.org/ro/Propeller

Caută Elice în Wikţionar, dicţionarul liber.

Wikimedia Commons conţine materiale multimedia legate de Elice