Śruba okrętowa - Polski Serwis Naukowy

Płetwa steru i śruba okrętowa podczas remontu statku w doku pływającym

Pędniki gondolowe wyposażone w śruby nastawne

Śruba okrętowa, śruba napędowa, śruba statku – rodzaj pędnika o napędzie mechanicznym, jeden ze sposobów napędzania statku wodnego – przetwarza ruch obrotowy wału śrubowego na siłę naporu poruszającą statek.

Koło łopatkowe - rodzaj pędnika statku w formie konstrukcji o poziomej osi obrotu prostopadłej do płaszczyzny symetrii statku. Jego elementami roboczymi są łopatki zamocowane na obwodzie koła. W przypadku małych jednostek zamocowanie łopatek może być stałe, jednak na dużych jednostkach stosuje się zamocowanie obrotowe i sterowanie łopatkami. Sterowanie odbywa się za pomocą mimośrodu i pozwala na takie ułożenie łopatek, by w czasie ruchu koła nie powodować ich uderzania o powierzchnię wody.

Śruba nastawna - rodzaj śruby okrętowej, która posiada zdolność zmiany skoku poprzez obrót jej skrzydeł wokół osi prostopadłej do osi obrotu pędnika. Zmiana skoku skrzydeł śruby powoduje zmianę siły naporu generowanej przez pędnik. Własciwość ta, w warunkach zmiennego obciążenia, pozwala na optymalne wykorzystanie mocy silnika napędowego poprzez dobór siły naporu pędnika stosownie do oporów stawianych przez środowisko. Możliwa jest również zmiana kierunku poruszania się statku bez zmieniania kierunku czy prędkości obrotowej zarówno wału śrubowego czy silnika - tylko poprzez zmianę kąta wychylenia skrzydeł śruby. Dzięki temu statki wyposażone w śrubę nastawną nie muszą mieć kosztownej przekładni dla biegu wstecz lub (w przypadku braku przekładni) silnika nawrotnego przystosowanego do uruchomienia w przeciwnym kierunku, niż podczas jazdy naprzód.

Spotykane są śruby od dwóch do pięciu, a nawet siedmiu łopat (najczęściej stosuje się czterołopatowe). Ponadto rozróżnia się śruby stałe (o stałym skoku) i nastawne.

Śruby okrętowe o skoku stałym stosowane są w układach napędowych z silnikami nawrotnymi, gdzie prędkość i kierunek (naprzód/wstecz) poruszania się jednostki regulowana jest prędkością obrotową i kierunkiem obrotów głównego silnika napędowego statku.

Śruba nastawna (tzw. o zmiennym skoku) ma możliwość ustawienia kąta łopat, dzięki czemu zachowując jeden kierunek obrotów i stałą wartość prędkości obrotowej silnika głównego, poprzez zmianę jedynie kąta wychylenia łopat, można płynąć do przodu lub wstecz ze zmienną prędkością, zaś w przypadku ustawienia łopat śruby nastawnej w położeniu neutralnym (zerowym) nie wytwarzają one siły naporu.

Turbina (z łac. turbo, burza, trąba powietrzna) – silnik przepływowy wykorzystujący energię przepływającego płynu do wytwarzania energii mechanicznej. Elementem wirnika oddziałującym z płynem są specjalnie ukształtowane łopatki.

Statek wodny – dość szerokie i nie do końca sprecyzowane pojęcie, zawężające określenie jednostki pływającej do takich jednostek, które mogą poruszać się samodzielnie, lub też, w myśl innych definicji, są wykorzystywane ogólnie jako środek transportu (z własnym napędem lub bez). Przykładowo w rozumieniu międzynarodowego prawa drogi morskiej statek oznacza wszelkiego rodzaju urządzenie pływające, nie wyłączając urządzeń bezwypornościowych i wodnosamolotów, używane lub nadające się do użytku jako środek transportu wodnego.

Śruba napędowa zastąpiła koła łopatkowe.

Historia

Wynalezienie śruby napędowej przypisuje się następującym osobom:

David Bushnell (1776), amerykański wynalazca i matematyk,

Josef Ressel (1827), austriacki wynalazca, z zawodu inżynier leśnictwa,

Louis Frédéric Sauvage (1832), francuski wynalazca i konstruktor okrętów,

John Ericsson (1836–1837), amerykański inżynier i wynalazca szwedzkiego pochodzenia.

Pierwsze znane pomysły użycia śruby do napędu statku pochodzą z 1802, kiedy Edwart Shorter opatentował ręcznie napędzaną śrubę, zaznaczając, że odpowiednio zaprojektowany silnik parowy byłby znacznie użyteczniejszy do tego celu. Niezależnie od niego śrubę napędową zaprojektował Edward Lyon Berthon po przykrym dla niego doświadczeniu: 28 czerwca 1834 w czasie rejsu po Jeziorze Genewskim podczas miesiąca miodowego jego szkicownik został zalany wodą z koła łopatkowego przepływającego obok statku. Berthon wysłał swój projekt do Admiralicji Royal Navy, która odrzuciła jego pomysł jako niepraktyczną zabawkę.

Ster to ruchome urządzenie będące częścią jednostki pływającej lub statku powietrznego (patrz: powierzchnie sterowe samolotu), służące zarówno do utrzymywania jak i do zmiany kierunku poruszania się jednostki. Działanie steru wpływa na kątową orientację sterowanego obiektu w przestrzeni.

Dok pływający – jednostka pływająca o konstrukcji pontonowej (najczęściej stalowej), o przekroju w kształcie litery "U", przeznaczona do wynoszenia ponad poziom wody innych jednostek.

Śruba została ponownie niezależnie wynaleziona przez Francisa Pettita Smitha który był jednym z głównych projektantów "Archimedesa" - pierwszego statku napędzanego śrubą. Pierwszym okrętem o napędzie śrubowym był angielski HMS Rattler wodowany w 1843.

Przypisy

Sławomir Kuźmicki: Rozwój napędu okrętów wodnych (pol.). „Przegląd Morski”, nr 2 (002), sierpień 2007. [dostęp 2009-12-28].
Andrzej Podgórski: Silniki i pędniki na rzekach (pol.). www.zegluga.wroclaw.pl, 2008-01-06. [dostęp 2009-12-27].
Isambard Kingdom Brunel and the engineers of the nineteenth century (ang.). Oxford Dictionary of National Biography. [dostęp 2010-09-21].
John Ellis: HMS Rattler (ang.). Naval Officers Club. [dostęp 2010-09-21].
Peter Davis: William Loney RN – Victorian naval surgeon (ang.). [dostęp 2010-09-21].

Zobacz też