Elice

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Elicea unui vapor

Elicea (din greacă helix, "spirală") este un mijloc de propulsie care realizează deplasarea unei nave sau avion prin rotirea paletelor elicei, care sunt amplasate radial pe axa elicei.

Istoric[modificare | modificare sursă]

Elicea este un agregat care utilizează diferența de presiune dintre intradosul și extradosul palelor acesteia care apare în mișcarea de rotație a elicei. Descoperitorul sau inventatorul elicei care funcționa este austriacul Joseph Ressel (1793 - 1857).[necesită citare]

Principiu de funcționare[modificare | modificare sursă]

Paletele sau aripioarele elicei sunt în așa fel amplasate, încât produc prin rotație unde asimetrice de aer sau apă, prin aceasta iau naștere forțe de presiune și absorbție care determină la rândul lor formarea unui curent în mediul respectiv.
Fiecare paletă a elicei contribuie la acest efect motric de propulsie.
Efectul se poate observa la vapoare, sau toate ambarcațiunile cu motor, vehicule cu pernă de aer, avioane, elicoptere.
O elice după principiul de funcționare este inversul turbinei, prin faptul că cedează energie mediului înconjurător pe când turbina preia energia potențială din mediul înconjurător.
Lățimea paletelor este în funcție de unghiul de amplasare a lor pe axa elicei, ca și în funcție de viteza de rotație.
Paletele au de obicei un profil (lat. fillum = fir) sau contur o față fiind convexă obligând fluidul să efectueze o cale mai lungă ca și pe partea opusă, această diferență de viteză între cele două părți creează efectul de sorb (sugere), intensitatea acestui efect poate fi reglată prin modificarea vitezei sau poziției paletelor elicei.

Elice de propulsie[modificare | modificare sursă]

Farman MF.11 cu elice de propulsie

Acest tip de avion permite pilotului să fie în fața elicei care în timpul rotației va împinge avionul.
Acest tip de elice l-a folosit pilotul francez Farman (1913), principiul fiind folosit de avioanele militare britanice Airco D.H.1 și Airco D.H.2 cu scopul ca în față să fie posibilă folosirea mitralierei, ulterior au fost introduse combinații dintre elicele de tracțiune și cele de propulsie (Dornier Do 335 sau Cessna Skymaster).

Formule de calcul[modificare | modificare sursă]

Formula prin care se calculează deplasarea: J = \frac{v_A}{n\, D}
definește raportul dintre viteza curentului axial v_A și viteza punctelor exterioare de pe circumferința elicei (n\, D).
Aceasta fiind abcisa în diagrama de deplasare liberă putând fi exprimată prin următoarele trei funcții:

  • Valoarea Schubei K_T(J) = \frac{T}{\rho\, n^2 D^4}
  • Valoarea forței de torsiune K_Q(J) = \frac{Q}{\rho\, n^2 D^5}
  • Valoarea unghiului paletelor \eta_O(J) = \frac{T\, v_A}{2 \pi\, n\, Q}=\frac{J}{2 \pi} \cdot \frac{K_T}{K_Q}
In contrast cu turbinele, la viteze de 700 km/h paletele elicelor de avion au un grad mult mare față de axă .

Elice navale[modificare | modificare sursă]

O elice navală este un organ propulsor de tip reactiv utilizat la majoritatea navelor cu propulsie mecanică. Se compune din 2-6 pale (de obicei 3-4), dispuse simetric și în sens radial pe un butuc central cuplat prin intermediul unui ax cu mașina principală a navei. Forța de împingere (propulsie) a elicei este de natura reactivă și rezultă din diferența între presiunea exercitată de mediu la rotirea elicei, pe fața activă (intrados) a palei pe de o parte și pe fața de aspirație (extrados) pe de altă parte.

Elicele se confecționează din aliaje de alamă, ductile, polisabile și rezistente la solicitări și la coroziune; din oțeluri carbon sau aliate cu nichel (pentru spărgătoarele de gheață), sau din fontă turnată. O navă poate avea 1-5 elice dispuse la pupa. Unele spărgătoare de gheață, pasagere, feriboturi, dragi, gruie plutitoare etc. au elice și la prova, ca mijloc auxiliar pentru manevra de girație (la spărgătoare pentru îndepărtarea sloiurilor rupte de etravă).

La unele tipuri de nave se folosesc:

  • elice supracavitaționale, cu turații mari, de ex. la navele cu aripi portante;
  • elice cu inel concentric la butuc, care micșorează efectul de sucțiune;
  • elice cu manta tip Kort sau elice coaxiale contrarotative destinate navelor de ape mici;
  • elice pivotante și escamotabile de tip Schottel, care înlocuiesc și instalația de guvernare la navele fluviale;
  • elice cu pas variabil;
  • elice identice celor de aviație instalate la hidroglisoare sau la navele cu pernă de aer.

În matematică[modificare | modificare sursă]

În matematică, elicea este o curbă strâmbă, deci situată într-un spațiu tridimensional, având o proprietate esențială care o deosebește de toate celelalte curbe strâmbe: are raportul dintre curbură și torsiune constant. Cea mai simplă elice posibilă este definită prin următoarele trei ecuații scrise într-un sistem de coordonate cartezian:

x = \cos(t),\,
y = \sin(t),\,
z = t.\,

Atunci când parametrul t crește, iar sistemul cartezian ales este drept, punctul (x,y,z) descrie o elice cu torsiunea pozitivă în jurul axei z.

În coordonate cilindrice (r,\theta,h), aceeași elice este descrisă de ecuațiile:

r = 1,\,
\theta = t,\,
h = t.\,

Toate celelalte elice se obțin din aceasta printr-o rotație, o translație sau o schimbare de scală.

Lungimea elicei generale definită într-un sistem de coordonate cartezian prin ecuațiile:

x = a\cos(t),\,
y = a\sin(t),\,
z = bt,\,

cu t\in [0,T], este dată de L=T\cdot \sqrt{a^2+b^2}. Curbura acestei elice generale este \kappa=\frac{a}{a^2+b^2}, iar torsiunea ei este \tau=-\frac{b}{a^2+b^2}.

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Legături externe[modificare | modificare sursă]

Wikţionar
Caută „Elice” în Wikționar, dicționarul liber.
Commons
Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate de Elice