Tidlig utviklingrediger
prinsippet som brukes ved bruk av en skrue propell er avledet fra sculling. I sculling, et enkelt blad beveges gjennom en bue, fra side til side å ta vare å holde presentere bladet til vannet i effektiv vinkel. Innovasjonen som ble introdusert med skrupropellen var forlengelsen av den buen gjennom mer enn 360° ved å feste bladet til en roterende aksel. Propeller kan ha et enkelt blad, men i praksis er det nesten alltid mer enn ett for å balansere de involverte kreftene.
opprinnelsen til skruepropellen starter Med Archimedes, som brukte en skrue til å løfte vann til vanning og bailing båter, så berømt at Det ble kjent Som Archimedes ‘ skrue. Det var sannsynligvis en anvendelse av spiralbevegelse i rommet (spiraler var en spesiell studie Av Arkimedes) til et hul segmentert vannhjul som Ble brukt Til vanning Av Egyptere i århundrer. Leonardo Da Vinci vedtok prinsippet om å kjøre sin teoretiske helikopter, skisser som involverte en stor lerretskrue overhead.
I 1661 foreslo Toogood Og Hays å bruke skruer for vannjet fremdrift, men ikke som propell. Robert Hooke i 1681 designet en horisontal vannmølle som var bemerkelsesverdig lik Kirsten-Boeing vertikal akse propell designet nesten to og et halvt århundre senere i 1928; to år senere endret Hooke designet for å gi drivkraft for skip gjennom vann. I 1693 oppfant En Franskmann Ved Navn Du Quet en skrue propell som ble prøvd i 1693, men senere forlatt. I 1752 ga Academie des Sciences I Paris Burnelli en pris for et design av et propellhjul. På omtrent samme tid foreslo den franske matematikeren Alexis-Jean-Pierre Paucton et vannfremdriftssystem basert på Den Arkimediske skruen. I 1771 foreslo Dampmaskinoppfinner James Watt i et privat brev å bruke «spiralårer» for å drive båter, selv om han ikke brukte dem med sine dampmaskiner, eller noen gang implementerte ideen.
En av de første praktiske og anvendte bruksområder av en propell var på en ubåt kalt Turtle som ble designet I New Haven, Connecticut, i 1775 Av Yale student Og oppfinner David Bushnell, med hjelp av klokke maker, gravør, Og messing grunnlegger Isaac Doolittle, Og Med Bushnell bror Ezra Bushnell og skipets snekker Og klokke maker Phineas Pratt konstruere skroget I Saybrook, Connecticut. På natten den 6. September 1776 styrte Sersjant Ezra Lee Turtle i et angrep PÅ HMS Eagle i New York Harbor. Turtle har også æren av å være den første ubåten som brukes i kamp. Bushnell beskrev senere propellen i Et brev i oktober 1787 Til Thomas Jefferson: «en åre dannet på prinsippet av skruen ble festet i forskipet av fartøyet. Det ble laget for å bli slått av hånd eller fot.»Messingpropellen, som alle messing og bevegelige deler På Turtle, ble laget av Den» geniale mekanikeren » Issac Doolittle Of New Haven .
I 1785 foreslo Joseph Bramah Av England en propellløsning av en stang som gikk gjennom undervanns akter av en båt festet til en bladpropell, selv om Han aldri bygget den.
I februar 1800 foreslo Edward Shorter av London å bruke en lignende propell festet til en stang vinklet ned midlertidig utplassert fra dekket over vannlinjen og dermed krever ingen vanntetning, og ment bare å hjelpe becalmed seilskip. Han testet Det På transportskipet Doncaster I Gibraltar og På Malta, og oppnådde en hastighet på 1,5 mph (2,4 km/t).
I 1802 bygget Den Amerikanske advokaten Og oppfinneren John Stevens en 25-fots (7,6 m) båt med en roterende dampmotor koblet til en firebladet propell. Fartøyet oppnådde en hastighet på 4 mph (6,4 km / t), Men Stevens forlot propeller på grunn av den iboende faren ved bruk av høytrykksdampmotorer. Hans påfølgende fartøy var padlehjulede båter.
innen 1827 hadde Den tsjekkisk-Østerrikske oppfinneren Josef Ressel oppfunnet en skruepropell som hadde flere kniver festet rundt en konisk base. Han hadde testet propellen sin i februar 1826 på et lite skip som ble drevet manuelt. Han var vellykket i å bruke sin bronse skrue propell på en tilpasset dampbåt (1829). Hans skip, Civetta av 48 brutto register tonn, nådde en hastighet på ca 6 knop (11 km/t). Dette var det første skipet vellykket drevet av En Archimedes skrue-type propell. Etter at en ny dampmaskin hadde en ulykke (sprukket rørsveis) ble hans eksperimenter forbudt av Det Østerriksk-ungarske politiet som farlig. Josef Ressel var på den tiden en skoginspektør for Det Østerrikske Imperiet. Men før dette fikk Han Et Østerriksk-ungarsk patent (lisens) for sin propell (1827). Han døde i 1857. Denne nye fremdriftsmetoden var en forbedring over paddlewheel, da det ikke var så påvirket av skipets bevegelser eller endringer i utkast som fartøyet brente kull.
John Patch, en sjømann i Yarmouth, Nova Scotia utviklet en to-blader, vifteformet propell i 1832 og demonstrerte det offentlig i 1833, drev en robåt over Yarmouth Harbour og en liten kyst skonnert På Saint John, New Brunswick, men hans patentsøknad i Usa ble avvist til 1849 fordi han ikke Var En Amerikansk statsborger. Hans effektive design fikk ros i Amerikanske vitenskapelige kretser, men på denne tiden var det flere konkurrerende versjoner av den marine propellen.
Skruedrivrediger
Selv om det var mye eksperimentering med skruedrift før 1830-tallet, ble få av disse oppfinnelsene forfulgt til teststadiet, og de som ble vist seg utilfredsstillende av en eller annen grunn.
i 1835 begynte to oppfinnere i Storbritannia, John Ericsson Og Francis Pettit Smith, å arbeide separat på problemet. Smith var først til å ta ut en skrue propell patent på 31 Kan, Mens Ericsson, en begavet svensk ingeniør da arbeider i Storbritannia, arkivert hans patent seks uker senere. Smith bygde raskt en liten modellbåt for å teste sin oppfinnelse, som ble demonstrert først på en dam på Hans Hendon farm, og senere På Royal Adelaide Gallery of Practical Science I London, hvor Den ble sett av Marineministeren, Sir William Barrow. Etter å ha sikret beskyttelse Av En london bankmann ved Navn Wright, smith deretter bygget en 30-fots (9,1 m), 6-hestekrefter (4.5 kW) kanalbåt på seks tonn burthen kalt Francis Smith, som var utstyrt med en trepropell av eget design og demonstrert på Paddington Canal fra November 1836 til September 1837. Ved en tilfeldig ulykke ble trepropellen i to svinger skadet under en reise i februar 1837, og Til Smiths overraskelse doblet den ødelagte propellen, som nå besto av bare en enkelt sving, båtens tidligere hastighet, fra omtrent fire miles i timen til åtte. Smith ville senere sende inn et revidert patent i tråd med denne utilsiktede oppdagelsen.
I mellomtiden bygde Ericsson En 45 fot (14 m) skrudrevet dampbåt, Francis B. Ogden I 1837, og demonstrerte sin båt på Themsen til senior medlemmer Av British Admiralty, inkludert Landmåler Av Marinen Sir William Symonds. Til tross for at båten oppnådde en hastighet på 10 miles i timen, sammenlignbar med den av eksisterende paddle steamers, Var Symonds og hans entourage unimpressed. Admiralitet opprettholdt den oppfatning at skruen fremdrift ville være ineffektiv i havgående tjeneste, Mens Symonds selv mente at skruen drevet skip ikke kunne styres effektivt. Etter denne avvisningen bygde Ericsson En andre, større skrue-drevet båt, Robert F. Stockton, og fikk henne seilt i 1839 til Usa, hvor han snart skulle bli kjent som designer AV DEN AMERIKANSKE Marinens første skrue-drevet krigsskip, Uss Princeton.
Smith Var Tydeligvis klar over At Royal Navy mente at propellskruer ikke ville være egnet for fartstid, og Bestemte seg for å bevise at denne antakelsen var feil. I September 1837 tok han sitt lille fartøy (nå utstyrt med en jernpropell av en enkelt sving) til sjøs, dampende Fra Blackwall, London Til Hythe, Kent, med stopp Ved Ramsgate, Dover og Folkestone. På vei tilbake Til London den 25. ble Smiths fartøy observert å gjøre fremgang i stormfulle hav av offiserer fra Royal Navy. Admiralitetets interesse for teknologien ble gjenopplivet, Og Smith ble oppfordret til å bygge et skip i full størrelse for å demonstrere teknologiens effektivitet.
SS Archimedes ble bygget i 1838 Av Henry Wimshurst I London, som verdens første dampskip som ble drevet av en skrue propell.
Arkimedes hadde betydelig innflytelse på skipets utvikling, og oppmuntret Til at royal Navy tok i bruk skruefremdrift, i tillegg til hennes innflytelse på kommersielle fartøy. Forsøk med Smiths Archimedes førte til den berømte slepebåtkonkurransen i 1845 mellom DEN skruedrevne HMS Rattler og HJULDAMPEREN HMS Alecto; den førstnevnte trakk sistnevnte bakover med 2,5 knop (4,6 km / t).
Hun hadde også en direkte innflytelse på utformingen av et annet innovativt fartøy, Isambard Kingdom Brunels SS Great Britain i 1843, da verdens største skip og det første skrudrevne dampskipet som krysset Atlanterhavet i August 1845.
HMS Terror og HMS EREBUS ble begge tungt modifisert til å bli De Første Royal Navy skip å ha dampdrevne motorer og propeller. Begge deltok i Franklins tapte ekspedisjon, sist Sett Av Europeere i juli 1845 nær Baffin Bay.
Skrue propell design stabilisert på 1880-tallet.
Shaftless propellersEdit
Propeller uten sentral aksel består av propellblader festet til en ring som er en del av en sirkelformet elektrisk motor. Dette designet er kjent som en felgdrevet thruster og har blitt brukt av noen små, selvstyrte robotskip. En båt med denne typen propell er kjent som et skrudd overflatefartøy.
propellerediger
den vridde aerofoil-formen til moderne flypropeller ble utviklet av wright-brødrene. Mens noen tidligere ingeniører hadde forsøkt å modellere luftpropeller på marine propeller, innså Wrights at en luftpropell (også kjent som en luftskrue) i hovedsak er den samme som en vinge, og kunne bruke data fra sine tidligere vindtunneleksperimenter på vinger. De introduserte også en vri langs lengden på bladene. Dette var nødvendig for å sikre at angrepsvinkelen til bladene ble holdt relativt konstant langs lengden. Deres opprinnelige propellblader var bare ca 5% mindre effektive enn den moderne ekvivalenten, noen 100 år senere. Forståelsen av lavhastighets propell aerodynamikk var ganske komplett på 1920-tallet, men senere krav til å håndtere mer kraft i mindre diameter har gjort problemet mer komplekst.
Alberto Santos Dumont, en annen tidlig pioner, brukte kunnskapen han fikk fra erfaringer med luftskip for å lage en propell med stålaksel og aluminiumsblader for sin 14 bis biplan. Noen av hans design brukt en bøyd aluminiumsplate for blader, og dermed skape en airfoil form. De var tungt undercambered, og dette pluss fraværet av lengdevridning gjorde dem mindre effektive enn wright-propellene. Likevel var dette kanskje den første bruken av aluminium i konstruksjonen av en luftskrue.