Brzy developmentsEdit
princip činné v pomocí šroubu je odvozen od veslování. V veslování, čepel pohybuje po oblouku, ze strany na stranu starat se, aby prezentace čepel do vody na efektivní úhel. Novinkou zavedenou u Šroubové vrtule bylo prodloužení tohoto oblouku o více než 360° připojením čepele k rotujícímu hřídeli. Vrtule mohou mít jednu čepel, ale v praxi je téměř vždy více než jedna, aby se vyrovnaly zapojené síly.
původ šroubu začne s Archimedes, který použil šroub zvednout vody pro zavlažování a záchrana lodě, tak skvěle, že to stalo se známé jako Archimedův šroub. Pravděpodobně se jednalo o aplikaci spirálového pohybu ve vesmíru (spirály byly speciální studií Archimedes) na duté segmentované vodní kolo používané pro zavlažování Egypťany po staletí. Leonardo da Vinci přijal princip řízení svého teoretického vrtulníku, jehož náčrtky zahrnovaly velký plátěný šroub nad hlavou.
v roce 1661 Toogood a Hays navrhli použití šroubů pro pohon vodním paprskem, i když ne jako vrtule. Robert Hooke v roce 1681 navržen horizontální mlýn, který byl pozoruhodně podobný Kirsten-Boeing svislé ose vrtule určené téměř dvě a půl století později v roce 1928, o dva roky později Hooke upravený design, aby poskytují hnací sílu pro lodě do vody. V roce 1693 vynalezl Francouz jménem Du Quet šroubovou vrtuli, která byla vyzkoušena v roce 1693, ale později opuštěna. V roce 1752 udělila Akademie věd v Paříži Burnellimu cenu za návrh vrtulového kola. Přibližně ve stejnou dobu, francouzský matematik Alexis-Jean-Pierre Paucton, navrhl, vodní pohonný systém na bázi Archimédova šroubu. V roce 1771, parní stroj vynálezce James Watt v soukromém dopise navrhl použití „spirála vesla“ pohánět lodě, i když to není jejich použití s jeho parní motory, nebo někdy realizovat nápad.
Jeden z prvních praktických a aplikovaných použití vrtule byla na ponorce přezdívané Želva, která byla navržena v New Haven, Connecticut, v roce 1775 o Yale student a vynálezce David Bushnell, s pomocí clock maker, rytec a mosazné foundryman Isaac Doolittle, a s Bushnell bratr Ezra Bushnell a lodní tesař a clock maker Phineas Pratt konstrukci trupu v Saybrook, Connecticut. V noci 6. Září 1776 pilotoval seržant Ezra Lee Turtle při útoku na HMS Eagle v newyorském přístavu. Turtle se také vyznačuje tím, že je první ponorkou používanou v bitvě. Bushnell později popsal vrtule v říjnu 1787 dopis Thomas Jefferson: „veslo tvořil na principu šroubu byla stanovena v přední částí jednorožce plavidla své osy vstoupil na loď a že se obrátil jeden způsob, jak vesloval na lodi vpřed, ale to, že se obrátil na druhou stranu vesloval dozadu. Byl vyroben tak, aby byl otočen rukou nebo nohou.“Mosazná vrtule, stejně jako všechny mosazné a pohyblivé části na Turtle, byla vytvořena „geniálním mechanikem“ Issacem Doolittlem z New Havenu.
V roce 1785, Joseph Čípkem Anglie navrhované vrtuli řešení tyč prochází pod vodou na zádi lodi, připojené k bladed vrtule, ačkoli on nikdy postaven.
V únoru 1800, Edward Kratší Londýn navrhl použití podobné vrtule připojené k tyči lomené dolů dočasně vysláni z paluby nad hladinou, a tak nevyžaduje žádné vodotěsné těsnění, a určena pouze k pomoci bezvětří plachetnice. Testoval ji na transportní lodi Doncaster v Gibraltaru a na Maltě a dosáhl rychlosti 1,5 km / h (2,4 km/h).
V roce 1802, Americký právník a vynálezce John Stevens postavil 25 stop (7.6 m) loď s rotační parní stroj spojený na čtyři-bladed vrtule. Plavidlo dosáhlo rychlosti 4 mph (6,4 km / h), ale Stevens opustil vrtule kvůli přirozenému nebezpečí při používání vysokotlakých parních strojů. Jeho následnými plavidly byly pádlové čluny.
do roku 1827 vynalezl Česko-rakouský vynálezce Josef Ressel šroubovou vrtuli, která měla více lopatek upevněných kolem kónické základny. V únoru 1826 testoval vrtuli na malé lodi, která byla poháněna ručně. Byl úspěšný v použití své bronzové Šroubové vrtule na upraveném parníku (1829). Jeho loď Civetta o hmotnosti 48 hrubých tun dosahovala rychlosti kolem 6 uzlů (11 km / h). Jednalo se o první loď úspěšně poháněnou šroubovou vrtulí Archimedes. Poté, co měl nový parní stroj nehodu (prasklý svar potrubí), byly jeho experimenty rakousko-uherskou policií zakázány jako Nebezpečné. Josef Ressel byl v té době lesnickým inspektorem pro Rakouské císařství. Předtím však získal rakousko-uherský patent (licenci) na svou vrtuli (1827). Zemřel v roce 1857. Tento nový způsob pohonu bylo zlepšení oproti koleso, jak to bylo, není tak ovlivněna buď loď pohyby nebo změny v návrhu jako plavidlo spálené uhlí.
John Patch, mariner v Yarmouth, Nova Scotia vyvinula dva-bladed, ventilátor ve tvaru vrtule v roce 1832 a veřejně předvedl v roce 1833, pohánět loďku přes Yarmouth Přístav a malé pobřežní škuner v Saint John, New Brunswick, ale jeho žádosti o patent ve Spojených Státech byla zamítnuta, až 1849, protože nebyl Americkým občanem. Jeho efektivní design získal chválu v amerických vědeckých kruzích, ale do této doby existovalo několik konkurenčních verzí Námořní vrtule.
Šroub propellersEdit
i když tam bylo hodně experimentování s šroub pohonu před 1830, některé z těchto vynálezů bylo dotaženo do fáze testování, a ty, které byly neuspokojivé pro jednoho důvodu nebo jiný.
V roce 1835, dva vynálezci v Británii, John Ericsson a Francis Pettit Smith, začal pracovat samostatně na problém. Smith byl první, aby se lodní šroub patent na 31. Května, zatímco Ericsson, nadaný švédský inženýr pracující v Británii, podal svůj patent o šest týdnů později. Smith rychle postavil malý model lodi, aby vyzkoušel jeho vynálezu, která byla prokázána nejprve na rybníku v jeho Hendon farmě, a později v Royal Adelaide Galerii Praktické Vědy v Londýně, kde bylo vidět, Ministr Námořnictva Sir William Barrow. Poté, co si Smith zajistil záštitu londýnského bankéře jménem Wright, postavil 30 stop (9,1 m), 6 koní (4 .5 kW) canal boat šesti tun burthen jménem Francis Smith, který byl vybaven dřevěnou vrtuli z jeho vlastního návrhu a prokázána na Paddington Kanálu od listopadu 1836 do září 1837. O náhodné nehodě, dřevěné vrtule dvě zatáčky byl poškozen během plavby v únoru 1837, a Smith je překvapení zlomené vrtule, která nyní sestávala jen z jediného pořadí, zdvojnásobil loď je předchozí rychlost, od přibližně čtyř kilometrů za hodinu na osm. Smith by následně podal revidovaný patent v souladu s tímto náhodným objevem.
mezitím, Ericsson postavil 45-noha (14 m) šroub pohonu parníku, Francis B. Ogden v roce 1837, a prokázal svou loď na Řece Temži, aby vysocí členové Britské Admirality, včetně Surveyor Námořnictva Sir William Symonds. Navzdory loď dosáhnout rychlosti 10 mil za hodinu, což je srovnatelné s existující kolesové parníky, Symonds a jeho doprovod byli nevýrazný. Admiralita zastávala názor, že šroubový pohon by byl v zaoceánské službě neúčinný, zatímco Symonds sám věřil, že šroubové lodě nemohou být řízeny efektivně. Po tomto odmítnutí, Ericsson postavil druhý, větší šroub pohonu lodi, Robert F. Stockton, a měl ji plavil v roce 1839 do Spojených Států, kde on byl brzy získat slávu jako designér AMERICKÉ Námořnictvo je první šroub-poháněná válečná loď, USS Princeton.
Zřejmě vědomi Královské Námořnictvo je názor, že šrouby by se ukázalo nevhodné pro námořní službu, Smith se rozhodl dokázat, že tento předpoklad byl nesprávný. V září 1837, on vzal jeho malého plavidla (nyní vybavené s žehličkou, vrtule jednoho tahu) k moři, vodě z Blackwall, Londýn Hythe, Kent, se zastávkami v Ramsgate, Dover a Folkstone. Na cestě zpět do Londýna 25., Smithovo řemeslo bylo pozorováno, jak se v bouřlivých mořích pohybují důstojníci Královského námořnictva. Admiralita zájem o technologie byl oživen, a Smith byl povzbuzen k vybudování plné velikosti lodi, aby se více přesvědčivě prokázat, že technologie je účinnost.
SS Archimedes byl postaven v roce 1838 Henry Wimshurst v Londýně, jako první na světě parník být poháněný lodní šroub.
Archimedes měl značný vliv na rozvoj loď podpořit přijetí šroub pohonu Royal Navy, kromě její vliv na obchodní plavidla. Pokusy s Smitha Archimedes vedly k slavné tug-of-war soutěže v roce 1845 mezi šroubem-řízený HMS Chřestýše a kolesový parník HMS Alecto, bývalý tahání druhý dozadu na 2,5 uzlů (4.6 km/h).
Ona také měla přímý vliv na podobu další inovativní plavidla, Isambard Kingdom Brunel ‚ s SS Great Britain v roce 1843, pak svět je největší loď a první šroub pohonu parníku přes Atlantik v srpnu 1845.
HMS Terror a HMS Erebus byly silně upraveny tak, aby se staly prvními loděmi Královského námořnictva, které měly parní motory a šroubové vrtule. Oba se účastnili Franklinovy ztracené expedice, kterou Evropané naposledy viděli v červenci 1845 poblíž Baffin Bay.
konstrukce Šroubové vrtule stabilizována v roce 1880.
Shaftless propellersEdit
Vrtule bez centrálního hřídele se skládají z vrtule připevněné na prsten, který je součástí kruhu, ve tvaru elektromotoru. Tento design je známý jako Rim-driven thruster a byl používán od malých, self-řídit robotické lodě. Loď s tímto typem vrtule je známá jako odšroubovaná povrchová nádoba.
Letadla propellersEdit
twisted aerofoil tvaru moderního letadla vrtule byl průkopníkem bratři Wrightové. Zatímco některé dříve inženýři se pokusili model letecké vrtule na lodní šrouby, Jiní si uvědomil, že letecké vrtule (také známý jako vrtuli) je v podstatě stejné jako křídlo, a byli schopni použít data z jejich dřívějších experimentech tunelu větru na křídlech. Zavedli také zkroucení podél délky lopatek. To bylo nezbytné k zajištění toho, aby byl úhel náběhu lopatek udržován relativně konstantní po jejich délce. Jejich původní vrtulové listy byly jen asi o 5% méně účinné než moderní ekvivalent, asi o 100 let později. Pochopení nízkých otáček vrtule aerodynamický byl poměrně dokončení do roku 1920, ale později požadavky zvládnout více energie v menším průměru se však tento problém složitější.
Alberto Santos Dumont, další časný průkopník, aplikuje znalosti, které získal ze zkušeností s vzducholodí, aby se vrtule s ocelovou hřídel a hliníkové lopatky pro jeho 14 bis dvojplošník. Některé z jeho návrhů používaly ohýbaný hliníkový plech pro čepele, čímž vytvořil tvar profilu. Byly silně podceňované, a to plus absence podélného zkroucení je učinilo méně účinnými než vrtule Wright. I tak to bylo možná první použití hliníku při konstrukci vzduchového šroubu.