|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
Za rufą, w spienionym strumieniu. Laboratorium naukowe dla dzieci
Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci Zwinny skuter wyścigowy i tankowiec o długości pół kilometra, atomowa łódź podwodna i holownik rzeczny - te różne statki i dziesiątki innych poruszają się w wodzie i pod wodą za pomocą śruby napędowej. Dziewięć nowoczesnych statków z własnym napędem na dziesięć ma napęd śrubowy.
Hydrobiolodzy przebadali setki mieszkańców rzek, jezior i oceanów - od krewetek po kalmary, od szprota po wieloryba, dokładnie przestudiowali sposoby ich poruszania się w wodzie. Żaden z nich nie został obdarzony przez naturę czymś przypominającym śmigło. Podobnie jak koło, główny napęd nowoczesnej floty nie ma analogii w naturze. Śruba okrętowa jest potomkiem śruby stworzonej przez genialnego Archimedesa do podnoszenia wody. Jeśli przypomnimy sobie również prawo Archimedesa, okaże się, że żegluga jest dziś podwójnie zobowiązana wielkiemu Syrakuzańczykowi… W 1793 roku francuski matematyk Ponton zaproponował użycie śruby napędowej do napędzania statków. Trzy dekady później czeski wynalazca I. Ressel stworzył pierwszy projekt śruby - świder. A w 1836 r. wypadek doprowadził do tego, że śruba ustąpiła miejsca śrubie o dzisiejszym kształcie - tej z ostrzem. Podczas testów długi, jak maszynka do mięsa, świder się zepsuł, a statek płynął szybciej. W 1849 roku zalety śmigła zostały udowodnione w uczciwej walce. Angielskie parowce, napędzany śrubą Niger i kołowy Basilisk, oba z silnikami o mocy 400 KM, połączone kablami, wyruszyły w przeciwnych kierunkach. To było coś w rodzaju przeciągania liny. Przez ponad godzinę śrubowy statek ciągnął swojego rywala z prędkością 1,5 węzła. To prawda, że \uXNUMXb\uXNUMXbpo tych zawodach parowce z łopatkami budowano przez ponad dekadę. Ale najprawdopodobniej przez bezwładność ... Globtik Tokyo, lider światowej floty tankowców, ma na pokładzie silniki o łącznej mocy 45 000 KM. s., moc silników lodołamacza „Ermak” - 42 0 l. s., liniowiec pasażerski „Królowa Elieabet-2” - 11 000 litrów. Z. Ale pozyskiwanie energii to nie wszystko: trzeba ją wykorzystać. Statek porusza się, rzucając strumienie wody, innymi słowy, wszystkie statki z własnym napędem są hydrometami. Koła odprowadzają wodę, naciskając na nią ostrzem - talerzem. W przypadku śruby proces ten jest bardziej skomplikowany. Każde z jego ostrzy służy jako rodzaj skrzydła. Kiedy łopata obraca się w słupie wody, na jednej powierzchni skrzydła tworzy się strefa rozrzedzenia, a na drugiej strefa kompresji. Różnica ciśnień tworzy siłę nośną uderzenia, a suma sił nośnych łopat to zatrzymanie śmigła. W przeciwieństwie do zwykłej śruby, której łeb porusza się z każdym obrotem o krok linii śrubowej, śmigło niejako usuwa gwint, odrzucając dużo wody. Im większa ta masa, tym silniejszy nacisk i lepsza śruba. Wydawać by się mogło, że aby zwiększyć nacisk, wystarczy zwiększyć tempo. Ale jednocześnie nie jest to już zmiażdżenie, ale zerwanie niewidzialnej nici wodnej. Nacisk na krawędź natarcia ostrza spada jeszcze bardziej, a woda wrze, tworząc liczne bąbelki. Gdy tylko bańka wyleci ze strefy niskiego ciśnienia, zapada się: jest ściskana przez słup wody. Śmierci każdej bańki towarzyszy mikroeksplozja. Wybuchowe uderzenia bąbelków w łopatę śruby napędowej powodują nie tylko hałas i wibracje. Ochronna warstwa tlenku zrywa metal, rozpoczyna się erozja kawitacyjna. Łopata śmigła, podlegająca kawitacji, przypomina cel podziurawiony kulami. Kawitacja występuje przy określonych obrotach śmigła. Aby pozbyć się tego wyjątkowo nieprzyjemnego zjawiska, musisz zmniejszyć prędkość. Ale wtedy pchnięcie śruby spadnie, jego pchnięcie. Walka z erozją metali nawigacyjnych doprowadziła do paradoksalnego rozwiązania technicznego: postanowili zwiększyć kawitację. Powstały śmigła z łopatami o specjalnym profilu. Przy bardzo wysokich prędkościach bąbelki nawigacyjne zaczęły pokrywać całą powierzchnię roboczą ostrza, tworząc ogromny bąbel pary. Zwiększenie prędkości takiego ślimaka prawie nie zmienia ciśnienia w pęcherzyku pary, a zwiększa się ciśnienie za ostrzem i całkowity opór. Takie śruby nazywane są superkawitacyjnymi. W przypadku zwykłych statków są nieskuteczne, ale są niezastąpione, gdy trzeba osiągnąć prędkość przekraczającą 40 węzłów. Na przykład radziecki wodolot z turbiną gazową „Tajfun” jest wyposażony w śmigło superkawitacyjne. Ostrza obracają się w ciągłym okrągłym tańcu. Wystarczy, że jeden z nich „straci czas”, aby wibrowało całe śmigło, a za nim cały posuw. Zdarzyło się, że ze względu na drgania śruby napędowej trzeba było przebudować statek. Dlatego wkręty są wyważane ze szczególną starannością, kształt ostrzy i ich nachylenie są weryfikowane za pomocą specjalnych szablonów, powierzchnia jest polerowana na lustrzany połysk przynajmniej raz w roku. Jeśli podczas badania śruby, która działała przez jakiś czas, na jej powierzchni zostaną znalezione dziury głębsze niż jeden milimetr, są one szpachlowane związkami epoksydowymi i ponownie polerowane do lustrzanego wykończenia. Szczególnym problemem jest wybór metalu na śmigło. Z powodu silnej korozji w wodzie morskiej konwencjonalne stale są praktycznie nie do przyjęcia. Dość powiedzieć, że na lodołamaczu „Murmańsk” przez dwa lata eksploatacji każde spiralne ostrze straciło na wadze 200 kilogramów. To jest ze specjalnych stali stopowych! W ostatnich latach coraz więcej śrub napędowych statków jest wykonanych z mosiądzu lub brązu. Odporność na korozję mosiądzu jest sto razy większa niż zwykłej stali. Ale w wodzie morskiej mosiądz jest również podatny na korozję - cynk jest z niego wypłukiwany. Miejsca o niskiej zawartości cynku pokrywają się pęknięciami, spada wytrzymałość ostrzy. Małe pęknięcie otwiera się i zamyka przy każdym obrocie śruby, produkty korozji szlifują jego krawędzie, rozszerzają się. A potem przychodzi moment, kiedy metal nie wytrzymuje i pęka… Mosiądz nie jest bardzo trwałym metalem. W przypadku śmigieł szybkobieżnych częściej stosuje się aluminium manganowe lub brąz niklowo-aluminiowy, których wytrzymałość jest zbliżona do wytrzymałości stali stopowych, a odporność w wodzie morskiej jest kilkakrotnie wyższa niż mosiądzu. Śruby o wadze ponad 50 ton są odlewane z takich brązów dla nowoczesnych kontenerowców i supertankowców. Jednak takie stopy nie wytrzymują zderzeń nawet z lekkim lodem. Dlatego dla lodołamaczy konieczne jest wytwarzanie śmigieł ze stopowej stali nierdzewnej, która zawiera miedź, mangan, nikiel, tytan i szereg innych dodatków. Opowieść o nowoczesnych materiałach na śruby okrętowe byłaby niepełna bez wzmianki o tworzywach sztucznych. Statki mają już odlewane nylonowe śruby napędowe. Ale tylko na małych łodziach. Nawet nylonowe łopaty obszyte stalową blachą nie są w stanie wytrzymać gigantycznych obciążeń mechanicznych przenoszonych przez śruby napędowe dużych statków. Ale śmigło istnieje od stu pięćdziesięciu lat, a pierwsze eksperymenty z plastikowymi łopatami rozpoczęły się dopiero około dziesięć lat temu ... Autorzy: M.Korotkiy, M.Nayding
▪ Z kompasem przez pola magnetyczne
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Określono dokładną szybkość ekspansji wszechświata ▪ Hybrydowy pilot do telewizora i przenośny głośnik ▪ Adapter do monitora 4K przez USB ▪ Zakrzywione panele dotykowe Panasonic do samochodów ▪ Robot do eksploracji kosmosu zasilany mikrobiologicznie
▪ sekcja serwisu Dozymetry. Wybór artykułu ▪ artykuł Rozrzucone z ulicy Basseynaya. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dlaczego byki rzucają się na czerwone ubrania? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Mikroskop ze wskaźnika laserowego. Laboratorium naukowe dla dzieci ▪ artykuł Przekaźnik czasowy Watchdog. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Odbiornik 0-18 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony