प्रोपेलर

प्रोपेलर

• प्रोपेलर एक घूमने वाले पंखे की तरह है। जब ब्लेड घूमते हैं, तो उनकी झुकी हुई सतह पानी या हवा के साथ संपर्क करती है, जिससे पानी या हवा पीछे की ओर धकेलती है। न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, पानी या हवा प्रोपेलर को एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया बल देगा, जो कि वह जोर है जो जहाज या विमान को आगे की ओर धकेलता है।

• प्रोपेलर का निर्माण एयरफ़ोइल के एक समूह द्वारा किया गया है, और कार्य सिद्धांत विंग के समान है। विंग एयरफ़ॉइल के ज्यामितीय परिवर्तनों और इनफ्लो के हमले के कोण पर निर्भर करता है ताकि एयरफ़ॉइल के ऊपरी और निचले हिस्सों से बहने वाले तरल पदार्थ की गति अलग-अलग हो। बर्नौली के सिद्धांत के अनुसार, अलग-अलग गति एयरफ़ॉइल की ऊपरी और निचली सतहों पर अलग-अलग दबाव पैदा करेगी, जिससे लिफ्ट उत्पन्न होगी। आगे की दिशा में एयरफ़ॉइल लिफ्ट का घटक प्रोपेलर का जोर है।

मुख्य प्रकार

• फिक्स्ड पिच प्रोपेलर: संरचना अपेक्षाकृत सरल है, और ब्लेड आम तौर पर तीन या चार और सात तक होते हैं। एक विशिष्ट गति पर इसकी दक्षता सबसे अधिक होती है, लेकिन पिच निश्चित होती है और इसे ड्राइविंग स्थितियों के अनुसार समायोजित नहीं किया जा सकता है। विभिन्न नौकायन परिस्थितियों में दक्षता प्रभावित हो सकती है। यह गति और स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताओं वाले जहाजों के लिए उपयुक्त है।

• एडजस्टेबल पिच प्रोपेलर: एडजस्टेबल पिच प्रोपेलर के रूप में जाना जाता है, जो हब में तंत्र के यांत्रिक या हाइड्रोलिक हेरफेर के माध्यम से ब्लेड को घुमाकर पिच को समायोजित कर सकता है। यह मुख्य इंजन की शक्ति को पूरा खेल दे सकता है और प्रणोदन दक्षता में सुधार कर सकता है। जब जहाज पलट रहा हो तो मुख्य इंजन के घूमने की दिशा को अपरिवर्तित रखा जा सकता है। इसमें ब्लेड लोड के परिवर्तन के लिए अच्छी अनुकूलनशीलता है और इसका उपयोग ज्यादातर टगबोट, मछली पकड़ने वाली नौकाओं और सामान्य परिवहन जहाजों में किया जाता है।

• डक्ट प्रोपेलर: पंख के आकार के क्रॉस-सेक्शन वाला एक गोलाकार डक्ट एक साधारण प्रोपेलर के बाहरी किनारे पर स्थापित किया जाता है। डक्ट प्रणोदन दक्षता में सुधार कर सकता है, लेकिन उलटा प्रदर्शन खराब है। फिक्स्ड डक्ट प्रोपेलर जहाज के टर्निंग व्यास को बढ़ा देगा। घूमने योग्य डक्ट जहाज के मोड़ने के प्रदर्शन में सुधार कर सकता है और इसका उपयोग ज्यादातर जहाजों को धकेलने के लिए किया जाता है।

• टेंडेम प्रोपेलर: दो या तीन साधारण प्रोपेलर एक ही शाफ्ट पर स्थापित होते हैं और एक ही गति से एक ही दिशा में घूमते हैं। जब प्रोपेलर का व्यास सीमित होता है, तो अधिक शक्ति को अवशोषित करने के लिए ब्लेड क्षेत्र को बढ़ाया जा सकता है, जो कंपन को कम करने या गुहिकायन से बचने के लिए फायदेमंद है, लेकिन वजन बड़ा है, प्रोपेलर शाफ्ट लंबा है, और लेआउट और स्थापना कठिन है, इसलिए इसका कम उपयोग किया जाता है।

• कॉन्ट्रा-रोटेटिंग प्रोपेलर: दो साधारण प्रोपेलर संकेंद्रित आंतरिक और बाहरी शाफ्ट पर एक के बाद एक स्थापित होते हैं, और एक ही गति से विपरीत दिशाओं में घूमते हैं। यह प्रोपेलर वेक की घूर्णी ऊर्जा हानि को कम कर सकता है, प्रणोदन दक्षता में सुधार कर सकता है और जहाज की गतिशीलता को बढ़ा सकता है, लेकिन संरचना जटिल है और उच्च स्थापना और रखरखाव की आवश्यकता है।

ज्यामितीय पैरामीटर

• व्यास: यह प्रोपेलर का मुख्य आकार है, जो आवश्यक शक्ति, रेटेड गति, उड़ान आवरण आदि से संबंधित है।

• ब्लेड की संख्या: इसका दक्षता और वजन पर बहुत प्रभाव पड़ता है। ब्लेड जोड़ने से टिप हानि में वृद्धि होगी, लेकिन यह ब्लेड लोड को भी कम कर सकता है, जिससे प्रत्येक ब्लेड द्वारा अवशोषित शक्ति कम हो जाती है, और वायुगतिकीय दक्षता में परिवर्तन समग्र प्रोपेलर डिस्क लोड के साथ भिन्न होता है।

• ट्विस्ट वितरण: प्रोपेलर को प्रत्येक खंड में हमले की सीमा के जी-दक्षता कोण में काम करने के लिए, आने वाली प्रवाह स्थितियों के अनुसार मरोड़ कोण को अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है। उच्च गति से उड़ने वाले प्रोपेलर को बड़े कुल मरोड़ के साथ डिजाइन करने की आवश्यकता होती है, जबकि कम गति से उड़ने वाले प्रोपेलर का कुल मरोड़ छोटा होता है।

• एयरफ़ॉइल: ब्लेड अनुभाग का एयरफ़ॉइल आकार एक प्रमुख वायुगतिकीय डिज़ाइन पैरामीटर है, जो लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात निर्धारित करता है जब एयरफ्लो प्रोपेलर के चारों ओर बहता है और सीधे दक्षता को प्रभावित करता है।

सामग्री चयन

• धातु सामग्री: सामान्य सामग्री तांबा मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातु और स्टेनलेस स्टील हैं। तांबे की मिश्रधातुओं में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, शक्ति और कठोरता होती है; एल्यूमीनियम मिश्र धातु हल्के और उच्च शक्ति वाले होते हैं, जो विमान या जहाजों के समग्र वजन को कम कर सकते हैं; स्टेनलेस स्टील में उच्च शक्ति और मजबूत संक्षारण प्रतिरोध होता है, और यह कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त है।

• समग्र सामग्री: जैसे कि कार्बन फाइबर प्रबलित मिश्रित सामग्री, जिसमें उच्च विशिष्ट शक्ति, उच्च विशिष्ट मापांक, अच्छा थकान प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध होता है, और डिजाइन आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है, लेकिन लागत अपेक्षाकृत अधिक होती है।