초기 개발편집
스크류 프로펠러 사용에 사용되는 원리는 스컬링에서 파생됩니다. 스컬링에서 단일 블레이드는 호를 통해 이동되며,좌우로 블레이드를 유효 각도로 물 위에 계속 표시합니다. 스크류 프로펠러와 함께 도입 된 혁신은 블레이드를 회전 샤프트에 부착하여 360 개 이상의 호를 통해 그 아크를 확장 한 것입니다. 프로펠러는 단일 블레이드를 가질 수 있지만 실제로는 관련된 힘의 균형을 맞추기 위해 거의 항상 하나 이상의 블레이드가 있습니다.
프로펠러의 기원은 아르키메데스의 스크류로 알려지게 된 것으로 유명하게 관개와 보트에 물기를 들어올리기 위해 스크류를 사용한 아르키메데스에서 시작된다. 그것은 아마도 수세기 동안 이집트인에 의해 관개에 사용 된 중공 세그먼트 물 바퀴에 공간(나선 아르키메데스의 특별한 연구했다)에서 나선형 운동의 응용 프로그램이었다. 레오나르도 다빈치는 자신의 이론적 헬기를 구동하는 원리를 채택,스케치있는 오버 헤드 나사 큰 캔버스를 포함.
1661 년 투굿과 헤이스는 프로펠러로는 아니지만 워터젯 추진용 나사를 사용할 것을 제안했다. 1681 년 로버트 후크는 1928 년 거의 2 세기 반 후에 설계된 키얼 스틴 보잉 수직 축 프로펠러와 현저하게 유사했다 수평 물레 방아를 설계;2 년 후 후크는 물을 통해 선박에 대한 원동력을 제공하기 위해 디자인을 수정. 1693 년 뒤 퀘의 이름으로 프랑스 인은 1693 년에 시도했지만 나중에 포기 스크류 프로펠러를 발명했다. 1752 년 파리의 과학 아카데미는 버넬리에게 프로펠러 휠 디자인에 대한 상을 수여했습니다. 동시에,프랑스의 수학자 알렉시스-장 피에르 파우 통은 아르키메데스 나사를 기반으로 물 추진 시스템을 제안했다. 1771 년 증기 엔진 발명가 제임스 와트 개인 편지에서”나선형 노”를 사용하여 보트를 추진할 것을 제안했지만 증기 엔진과 함께 사용하거나 아이디어를 구현하지는 않았습니다.
프로펠러의 첫 번째 실용적이고 응용 용도 중 하나는 잠수함이라고 불리는 거북이에 있었다 뉴 헤이븐,코네티컷,1775 년 예일대 학생이자 발명가 데이비드 부쉬 넬에 의해 디자인되었다,시계 메이커,조각사,황동 파운드리 아이작 두리틀의 도움으로,그리고 부쉬 넬의 동생 에즈라 부쉬 넬과 선박의 목수와 시계 메이커 피니 어스 프랫 세이 브룩에 선체를 건설,코네티컷. 1776 년 9 월 6 일 밤,에즈라 리 하사는 거북이를 조종하여 뉴욕 항구에 있는 이글을 공격하였다. 거북이는 또한 전투에서 사용 된 최초의 잠수함이라는 구별이 있습니다. 부쉬넬은 1787 년 10 월 토머스 제퍼슨에게 보낸 편지에서 프로펠러를 나중에 설명했다:”나사의 원리에 따라 형성된 노가 선박의 앞 부분에 고정되어 축이 선박에 들어갔고 한 방향으로 돌리면 선박이 앞으로 향하게되고 다른 방향으로 돌리면 선박이 뒤로 향하게됩니다. 그것은 손 또는 발에 의해 돌기 위하여 만들어졌습니다.”황동 프로펠러는 거북이의 모든 황동 및 움직이는 부품과 마찬가지로”독창적 인 기계공”에 의해 제작되었습니다.
1785 년,잉글랜드의 조셉 브라마는 칼날 프로펠러에 부착된 보트의 수중 후미를 통과하는 막대의 프로펠러 솔루션을 제안했지만,결코 구축하지 않았다.
1800 년 2 월,런던의 에드워드 쇼터는 물줄기 위의 갑판에서 일시적으로 배치 된 막대에 부착 된 유사한 프로펠러를 사용하여 물 밀봉이 필요없고 항해 선박을 돕기 위해 의도 된 것을 제안했습니다. 그는 시속 1.5 마일(2.4 킬로미터/시간)의 속도를 달성,지브롤터와 몰타에서 수송선 돈 캐스터에 그것을 테스트했다.
1802 년,미국의 변호사이자 발명가인 존 스티븐스는 4 날 프로펠러와 결합된 회전식 증기 엔진을 갖춘 25 피트(7.6 미터)의 보트를 만들었다. 이 선박은 시속 4 마일(시속 6.4 킬로미터)의 속도를 달성했지만 스티븐스는 고압 증기 엔진을 사용하는 고유 한 위험 때문에 프로펠러를 포기했습니다. 그의 후속 선박은 외륜 보트였습니다.
1827 년까지 체코-오스트리아 발명가 요제프 레셀은 원추형 바닥 주위에 여러 개의 칼날이 고정 된 스크류 프로펠러를 발명했습니다. 그는 1826 년 2 월 수동으로 구동 된 작은 배에 자신의 프로펠러를 테스트했다. 그는 적응 된 증기선(1829)에서 청동 스크류 프로펠러를 사용하는 데 성공했습니다. 그의 배,48 총 등록 톤의 치 베타,약 6 노트(11 킬로미터/시간)의 속도에 도달했습니다. 이것은 아르키메데스 스크류 타입 프로펠러에 의해 성공적으로 구동 된 최초의 선박이었습니다. 새로운 증기 엔진이 사고(금이 간 파이프 용접)를 겪은 후 그의 실험은 오스트리아-헝가리 경찰에 의해 위험한 것으로 금지되었습니다. 요제프 레셀은 당시 오스트리아 제국의 임업 검사관이었습니다. 그러나 그 전에 그는 프로펠러(1827)에 대한 오스트리아-헝가리 특허(라이센스)를 받았다. 그는 1857 년에 사망했습니다. 이 새로운 추진 방법은 선박이 석탄을 태울 때 선박의 움직임이나 초안 변경에 의해 그렇게 영향을받지 않았기 때문에 외륜에 대한 개선이었습니다.
노바스코샤 야머스의 선원인 존 패치는 1832 년에 두 날 모양의 부채 모양의 프로펠러를 개발하여 1833 년에 공개적으로 시연하여 야머스 항구를 가로지르는 노 젓는 배를,뉴브런즈윅의 세인트존에 있는 작은 해안 스쿠너를 추진했지만,미국에서의 그의 특허 출원은 1849 년까지 그가 미국 시민이 아니기 때문에 거부되었다. 그의 효율적인 디자인은 미국의 과학계에서 칭찬을 끌었지만이 시간에 의해 거기에 해양 프로펠러의 여러 경쟁 버전을했다.
스크류 추진기편집
1830 년대 이전에는 스크류 추진기에 대한 많은 실험이 있었지만,이러한 발명은 시험 단계에 이르기까지 거의 추구되지 않았으며,한 가지 이유 또는 다른 이유로 만족스럽지 않은 것으로 판명되었습니다.
1835 년 영국의 두 발명가 존 에릭슨과 프랜시스 페티트 스미스는 문제에 대해 별도로 작업하기 시작했습니다. 스미스는 5 월 31 일 처음으로 프로펠러 스크류 특허를 출원했고,당시 영국에서 근무하던 스웨덴의 재능있는 엔지니어 에릭슨은 6 주 후에 특허를 출원했다. 스미스는 신속하게 자신의 발명을 테스트하기 위해 작은 모델 보트를 구축,이는 자신의 헨던 농장에서 연못에 먼저 입증되었다,나중에 런던 실용 과학의 로얄 애들레이드 갤러리에서,그것은 해군 장관에 의해 보였다 곳,윌리엄 배 로우. 라이트라는 이름의 런던 은행가의 후원을 확보 한 스미스는 30 피트(9.1 미터),6 마력(4.1836 년 11 월부터 1837 년 9 월까지 패딩턴 운하에서 시연되었다. 우연한 사고로 1837 년 2 월 항해 중에 두 차례의 나무 프로펠러가 손상되었으며 스미스는 놀랍게도 단 한 번의 회전으로 구성된 깨진 프로펠러가 보트의 이전 속도를 시간당 약 4 마일에서 8 로 두 배로 늘 렸습니다. 스미스는 이후이 우발적 인 발견과 일치하여 수정 된 특허를 제기 할 것입니다.
한편 에릭슨은 1837 년 45 피트(14 미터)의 스크류 추진 증기선 인 프랜시스 비 오그 덴을 건설했으며 해군 측량사를 포함한 영국 해군성 선임원 인 윌리엄 시몬즈 경에게 템즈 강에서 보트를 시연했습니다. 보트가 기존 패들 증기선과 비교할 때 시간당 10 마일의 속도를 달성 했음에도 불구하고 시몬즈와 그의 측근은 인상적이지 않았습니다. 해군은 스크류 추진이 원양 서비스에 효과적이지 않을 것이라는 견해를 유지했으며 시몬즈 자신은 스크류 추진 선박을 효율적으로 조종 할 수 없다고 믿었습니다. 이 거부 이후 에릭슨은 두 번째 더 큰 나사 추진 보트를 만들었고 로버트 에프 스톡턴,1839 년에 미국으로 항해하여 곧 미 해군 최초의 나사 추진 군함의 디자이너로 명성을 얻었습니다.
스크류 프로펠러가 원양 항해 서비스에 적합하지 않은 것으로 판명 될 것이라는 왕립 해군의 견해를 분명히 알고 스미스는이 가정이 틀렸다는 것을 증명하기로 결정했습니다. 1837 년 9 월,그는 작은 선박(현재 한 차례의 철제 프로펠러가 장착 됨)을 바다로 가져 가서 런던 블랙 월에서 켄트 하이트까지 김이 나는 램스 게이트,도버 과 포크 스톤. 25 일 런던으로 돌아 오는 길에 스미스의 공예품은 영국 해군 장교들에 의해 폭풍우가 치는 바다에서 진전하는 것을 관찰했습니다. 이 기술에 대한 해군의 관심은 부활했고,스미스는 기술의 효과를 더 결정적으로 입증하기 위해 풀 사이즈 선박을 건설하도록 권장 받았다.
아르키메데스 친위대는 1838 년 런던의 헨리 윔스허스트에 의해 스크류 프로펠러에 의해 구동되는 세계 최초의 증기선으로 건설되었다.
아르키메데스는 선박 개발에 상당한 영향을 미쳤으며,상업용 선박에 대한 영향 외에도 왕립 해군에 의한 스크류 추진의 채택을 장려했습니다. 스미스의 아르키메데스와의 시련은 1845 년 나사 구동식 방울뱀과 패들 스티머 알렉 토 사이의 유명한 줄다리기 경쟁으로 이어졌다.
그녀는 또한 1843 년 또 다른 혁신적인 선박,이삼바드 왕국 브루넬의 영국 친위대의 설계에 직접적인 영향을 미쳤으며,그 후 세계 최대의 선박과 1845 년 8 월 대서양을 건너는 최초의 나사 추진 증기선.
테러와 에레부스는 모두 증기 엔진과 스크류 프로펠러를 탑재한 최초의 영국 해군 함선이 되도록 크게 개조되었다. 둘 다 1845 년 7 월 배핀 베이 근처에서 유럽인들이 마지막으로 본 프랭클린의 잃어버린 탐험에 참여했습니다.
스크류 프로펠러 디자인은 1880 년대에 안정화되었습니다.중앙축이 없는 프로펠러는 원형 전동기의 일부인 링에 부착된 프로펠러 블레이드로 구성된다. 이 디자인은 림 구동 스러 스터로 알려져 있으며 일부 소형 자체 유도 로봇 선박에서 사용되었습니다. 이 유형의 프로펠러가있는 보트는 나사를 풀지 않은 표면 용기로 알려져 있습니다.
항공기 추진기편집
현대 항공기 프로펠러의 꼬인 에어로 포일 모양은 라이트 형제에 의해 개척되었습니다. 일부 초기 엔지니어들은 해양 프로펠러에서 공기 프로펠러를 모델링하려고 시도했지만,라이츠는 공기 프로펠러(에어 스크류라고도 함)가 본질적으로 날개와 동일하다는 것을 깨달았고,이전 풍동 실험의 데이터를 사용할 수있었습니다 날개. 그들은 또한 블레이드의 길이를 따라 트위스트를 도입했습니다. 이는 블레이드의 공격 각도가 길이를 따라 상대적으로 일정하게 유지되도록하기 위해 필요했습니다. 그들의 원래 프로펠러 블레이드는 약 100 년 후 현대의 프로펠러 블레이드보다 약 5%덜 효율적이었습니다. 저속 프로펠러 공기 역학에 대한 이해는 1920 년대까지 상당히 완료되었지만 나중에 더 작은 직경에서 더 많은 전력을 처리하기위한 요구 사항으로 인해 문제가 더욱 복잡해졌습니다.
알베르토 산토스 뒤몽,또 다른 초기 개척자,그는 자신의 14 비스 복엽 비행기에 대한 강철 샤프트와 알루미늄 블레이드 프로펠러를 만들기 위해 비행선과 경험에서 얻은 지식을 적용. 그의 디자인 중 일부는 블레이드 용 구부러진 알루미늄 시트를 사용하여 에어 포일 모양을 만들었습니다. 그들은 무겁게 언더 캠핑되었고,이 플러스 길이 트위스트의 부재는 라이트 프로펠러보다 덜 효율적했다. 그럼에도 불구하고,이것은 아마도 에어 스크류 건설에 알루미늄을 처음 사용했을 것입니다.