I dette blogindlæg vil vi se på, hvorfor propeller stadig bruges som den primære fremdriftsanordning til skibe, gennem deres baggrund, teknologiske udvikling, forskellige typer og eksempler på anvendelse.
Vi lever i øjeblikket i en global tidsalder. Med hyppig handel mellem lande udfører lande verden over handel baseret på deres egne interesser. Handel mellem lande foregår på forskellige måder, hvoraf en af de mest almindelige er med skib. Sammenlignet med andre handelsmidler har skibe den fordel, at de kan transportere store mængder gods på én gang, men de er langsomme og tager lang tid at rejse. For at overvinde disse ulemper har folk opfundet forskellige fremdriftsteknologier og -anordninger, såsom årer og sejl, siden skibe først blev taget i brug.
Udviklingen af fremdriftsteknologi ændrede den maritime handel's historie. Tidlige årer og sejl bragte store fremskridt inden for maritim handel, men de havde begrænsninger, idet de var afhængige af vind og havstrømme. Med den hurtige udvikling af fremdriftsteknologi og ændringer i handelsmiljøet i midten af 1800-tallet blev propellen opfundet, og den er forblevet den mest anvendte fremdriftsanordning den dag i dag. Stigningen i skibes fremdrift bidrog til en udvidelse af handelen, hvilket førte til en revitalisering af den globale økonomi.
Skibe, der opererer verden over, varierer meget i størrelse, type og formål, så de typer propeller, der anvendes på disse skibe, er også forskellige. I denne artikel vil vi introducere den specifikke baggrund bag fremkomsten af propelblade og kort introducere flere typer propelblade.
Den overordnede baggrund for fremkomsten af propeller er som følger. Omkring 1800-tallet var forskellige faktorer af teknologisk forandring i samfund, kultur og industri tæt forbundet med udviklingen af skibsfartsindustrien på det tidspunkt, og skibsbygningsteknologien gennemgik også en forandringsproces. Blandt dem er følgende vigtige ændringer og omstændigheder, der førte til fremkomsten af propeller.
Først omkring 1850'erne var der hungersnød i Irland, politiske revolutioner brød ud i Europa, og det vestlige USA blev etableret. Efter den amerikanske uafhængighedskrig gik USA ind på det kinesiske marked for at sælge opium og silke, og i processen blev handel med sejlskibe udbredt. Et sejlskib er et fartøj, der bruger sejl og vindkraft til at navigere.
Det tog mellem tre og elleve uger at krydse Atlanterhavet med sejlskib, hvilket betød, at det tog mindst flere måneder for handlende at reagere på ændringer i markedsforholdene. Derudover opererede sejlskibe uregelmæssigt, hvilket forårsagede stor utilfredshed blandt amerikanske købmænd. En løsning på dette problem var at forsøge regelmæssig sejlskibsservice.
Sejlskibe var dog meget vanskelige at operere i dårligt vejr, hvilket resulterede i mange aflysninger, og i et forsøg på at reducere aflysninger søgte man efter andre typer skibe. Det skib var dampskibet. Dampskibe er skibe, der bruger dampmaskinernes kraft til at bevæge sig, og sammenlignet med sejlskibe, som påvirkes af vejrforholdene, kan de operere mere frit og erstattede gradvist sejlskibe i handelen.
I mellemtiden, i dampskibenes tidlige dage, blev skovlhjul brugt som fremdriftsanordninger. Skovlhjul er anordninger, der skubber vand bagud ved hjælp af blade fastgjort til et hjul formet som et vandhjul, og skibet bevæger sig fremad ved hjælp af rekylen. Men efterhånden som tiden gik, og dampskibe blev mere udbredt, begyndte der at opstå problemer med skovlhjul. Disse problemer omfattede behovet for store motorer på grund af den lave rotationshastighed og vanskeligheden ved vedligeholdelse. Som et resultat begyndte opmærksomheden at fokusere på udviklingen af nye fremdriftssystemer, og to typer systemer blev udviklet: et vandstrålefremdriftssystem, der sugede vand gennem en turbine og derefter sprøjtede det ud gennem rør eller dyser, og en propel med en spiralform, der lignede en snoet muslingeskal.
Vandjetfremdriftssystemer har imidlertid ulemperne ved lav effektivitet (effektiviteten af et vandjetfremdriftssystem er mindre end 0.5, når den genererede effekt af motoren er 1) og behovet for større skibe sammenlignet med propeller, så propelsystemer kom til at blive brugt på de fleste skibe.
Dernæst vil vi se på typerne og egenskaberne ved almindeligt anvendte spiralpropeller. Først er der propellen med fast stigning. En propel med fast stigning er, hvad de fleste mennesker forestiller sig, når de tænker på en propel fastgjort til et skib. Det er en af de mest almindelige typer propeller, der bruges på små kapsejladsbåde, de fleste handelsskibe, store olietankskibe og andre fartøjer.
Den anden type propel er propellen med variabel stigning. Som navnet antyder, er forskellen mellem denne propel og den ovennævnte, at stigningen kan ændres. (Stigning refererer til den lineære afstand, som referencepunktet bevæger sig i skibets bevægelsesretning under én rotation af propellen, taget ét punkt på propellen i betragtning. Når man drejer en skrue med en stjerneskruetrækker, er den lodrette afstand, som skruen går ind i objektet under en 360-graders rotation, stigningen.)
Den sidste type propel, vi vil introducere, er den modroterende propel. Den modroterende propel får sit navn fra det faktum, at to propeller er monteret ryg mod ryg (i skibets bevægelsesretning) og roterer i modsatte retninger. Modroterende propeller bruges hovedsageligt på handelsskibe, flådefartøjer og torpedoer.
Udviklingen af propeller har haft en stor indflydelse ikke kun på skibsfartsindustrien, men også på den marinvidenskabelige forskning. Havforskningsfartøjer og forskningsfartøjer er også blevet i stand til stabil og effektiv efterforskning takket være propeller. Dette har ført til, at propeller spiller en vigtig rolle inden for forskellige områder, såsom forskning i marine økosystemer, udforskning af havbundsressourcer og vejrobservation. Derudover fortsætter propelteknologien med at udvikle sig, og der er forskellige forsknings- og udviklingsindsatser i gang for at omdanne den til en miljøvenlig og effektiv energikilde.
Denne artikel gav et kort overblik over propeller, som er den mest almindelige type fremdriftssystem til skibe. Vi så på den historiske baggrund for propeller, de vigtigste typer propeller og deres egenskaber. Selvom andre fremdriftsanordninger konstant udvikles, er det svært at finde nogen, der udgør en trussel mod propeller, og propelteknologien fortsætter med at udvikle sig. Propeller vil forblive den førende fremdriftsanordning til skibe i den nærmeste fremtid.
