Ներածություն
Մարդկային հասարակությունների աճով և սննդի, ռեսուրսների, աշխատատեղերի ստեղծման և եկամտի աղբյուրների աճող կարիքով, ծովային հնարավորությունների և ռեսուրսների (սննդամթերք, նավթ, հանքանյութեր և այլն) օգտագործումը դարձել է առաջնահերթություն բոլոր երկրների, հատկապես ծովերին և ջրային տարածքներին մուտք ունեցող երկրների համար: Ծովային արդյունաբերության զարգացումը ցանկացած ոլորտում պահանջում է ծովի, նրա հնարավորությունների և մարտահրավերների խորը ընկալում: Այս ընկալումը ձեռք է բերվում ճշգրիտ հետազոտությունների և ուսումնասիրությունների միջոցով: Մեր սիրելի երկրում՝ Իրանում, զգալի ծովային ռեսուրսներ կան հյուսիսային և հարավային սահմաններին, ինչպես նաև որոշ ոչ առափնյա և կենտրոնական շրջաններում, որոնք առաջարկում են սննդի, նավթի, հանքանյութերի, զբոսաշրջության և առևտրային ծովագնացության հսկայական ներուժ: Իրանը, որոշակի առումով, ծովային երկիր է՝ տարբեր սննդամթերք, նավթ, հանքանյութեր, աննման զբոսաշրջային և ժամանցային հնարավորություններով, ինչպես նաև բազմաթիվ առևտրային և ծովագնացային կիրառություններով, որոնք ստեղծում են բացառիկ հնարավորություններ անհատների և ընկերությունների համար՝ օգտագործելու այդ ռեսուրսները:
Հարկ է նշել, որ այս տնտեսական և երբեմն ռազմավարական ռեսուրսների օգտագործումը պահանջում է ծովի և ծովային արդյունաբերության հետ կապված տարբեր մասնագիտացված և ընդհանուր սարքավորումների կիրառում: Հիմնական սարքավորումներից մեկը, որն օգտագործվում է ծովային բոլոր արդյունաբերություններում անցյալից մինչև ներկա, ջրային նավերն են (նավեր, նավակներ, լանչեր և այլն)՝ տարբեր տոննաժով, մշակված տարբեր նպատակների համար՝ ներառյալ ռազմական, ոստիկանական, հետախուզական, սահմանապահ, ձկնորսական, առևտրային, զբոսաշրջային և ժամանցային, ինչպես անձնակազմով, այնպես էլ առանց անձնակազմի: Այս նավակների և ջրային նավերի վրա տեղադրված սարքավորումները հաճախ նախագծված են մեխանիկապես պարզ՝ ծախսերը նվազեցնելու, սպասարկումը հեշտացնելու և հուսալիությունը բարձրացնելու համար, սովորաբար բաղկացած են շարժիչից (սովորաբար երկհարվանի), փոխանցման տուփից (հաճախ կրճատող) և ծովային պտուտակից:
Հաշվի առնելով կատարված նախագիծը, որի զեկույցը ներկայացված է այստեղ, Գլուխ 1-ը քննարկում է ծովային պտուտակների գրականությունը և բնութագրերը: Գլուխ 2-ը վերլուծում է հաշվարկները հզորության և պտտման արագության վերաբերյալ՝ որպես առաջխաղացման համակարգերի հիմնական պարամետրեր: Վերջապես, Գլուխ 3-ը անդրադառնում է հզորության (ոլորող մոմենտի) փոխանցմանը լիսեռից և փոխանցման տուփից դեպի պտուտակ՝ օգտագործելով սպլայն կոչվող մեխանիզմ:
Գլուխ 1. Ծովային պտուտակների գրականություն և Yamaha-85 պտուտակի վերլուծություն
Ծովային պտուտակները, որպես ջուրը կտրող և առաջխաղացում ապահովող բաղադրիչներ, օգտագործվում են բոլոր ջրային և տրանսպորտային նավերում, ներառյալ նավակները, նավերը, սուզանավերը և այլն: Նրանք դասակարգվում են՝ ելնելով ձևից, արդյունավետությունից և կիրառությունից, տարբեր թվով թիակներով՝ կախված շարժիչի և փոխանցման տուփի պտտման ուղղությունից: Նախ անհրաժեշտ է ծովային պտուտակի և նրա տարբեր մասերի ձևի և բնութագրերի ընդհանուր ներկայացում:
Առաջնային եզր: Թիակի առաջին մասը, որն առնչվում է ջրի հետ, ավելի հաստ է՝ ուժի համար՝ ջուրը բարձր արագությամբ կտրելու համար:
Հետին եզր: Թիակի վերջին մասը, որտեղ ջուրը հեռանում է, ավելի բարակ է՝ ճնշման կորուստը և վիհերը նվազեցնելու համար:
Ներքին հանգույց: Պտուտակի միացման կետը ռետինե թփին և սպլայնին, թիակների արմատներով, որոնք ավելի հաստ և ամուր են:
Արտաքին հանգույց: Թիակները և նրանց արմատները միացնող մակերեսը, որը շփվում է ջրի հետ:
Թիակի արմատ: Թիակի միացման կետը արտաքին հանգույցին, նախագծված ամրության համար:
Հաշվիչներ: Միացնում են ներքին և արտաքին հանգույցները, նվազեցնելով պտուտակի քաշը՝ պահպանելով ամրությունը: Որոշ պտուտակներում հաշվիչների միջև տարածքը ծառայում է որպես տաք արտանետվող գազերի և շարժիչից արտանետվող քիմիական նյութերի անցման ուղի՝ նվազեցնելով քաշը՝ առանց ամրության վրա ազդելու:
Ճնշման մակերես: Պտտման ընթացքում, պտուտակի երկրաչափության պատճառով, ջրի արագությունը այս մակերեսին նվազում է, մեծացնելով ստատիկ ճնշումը, ուստի այն կոչվում է ճնշման մակերես:
Դիֆուզորի օղակ: Նվազեցնում է ճնշումը պտուտակի հետևում, կանխելով տաք գազերի հետհոսքը:
Թիակների թիվ: Պտուտակի վրա տեղադրված թիակների թիվը տարբեր է և կարևոր գործոն է, որն ազդում է կատարողականի վրա: Իրականացվել են ընդարձակ հետազոտություններ, և հրապարակվել են հոդվածներ թիակների թվի և տեսակի վերաբերյալ: Yamaha-85 պտուտակը, որը ուսումնասիրվել է այս նախագծում, ունի 3 թիակ:
Թիակի պրոֆիլ: Դիտարկելով թիակի ձևը՝ պարզ է, որ այն ունի հատուկ պրոֆիլ՝ նման ինքնաթիռի թևերի և ուղղաթիռի ռոտորների պրոֆիլներին՝ նրանց նման գործառույթի պատճառով՝ ստեղծելով մղիչ ուժ (նավերում) կամ բարձրացնող ուժ (ինքնաթիռներում և ուղղաթիռներում)՝ հեղուկում (օդ կամ ջուր) մակերևույթի վրա ճնշման տարբերություն ստեղծելով: Թիակները պետք է ունենան օդաչափի նման ձև՝ կոր և ոլորված խաչմերուկով, քանի որ դա մեծացնում է արդյունավետությունը՝ համեմատած հարթ թիակների հետ: Հարթ թիակը չունի կոր, կոնտուրային և ոլորված թիակի արդյունավետությունը:
Հաշմանդամի անկյուն (Rake Angle): Թիակի և թիակի առանցքին ուղղահայաց գծի միջև անկյունը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1.2-ում: Այն կարող է լինել զրո, հաստատուն (Flat Rake) կամ փոփոխական (Progressive Rake): Ավելի մեծ հաշմանդամի անկյուն ունեցող թիակները սովորաբար ապահովում են ավելի մեծ արագություն և մղիչ ուժ: Լավ կատարողական ունեցող պտուտակները սովորաբար ունեն 20-ից 30 աստիճան հաշմանդամի անկյուն: Yamaha-85 պտուտակն ունի մոտավորապես 15 աստիճան հաշմանդամի անկյուն:
Թեքման անկյուն (Skew Angle): Անկյունը թիակի բոլոր հատվածների կենտրոններով անցնող գծի և թիակի արմատի հաշվիչի միջև: Թեքման անկյունը կարող է առաջանալ հետևյալ կերպ.
Առանց թեքման (No Skew): Եթե բոլոր հատվածների կենտրոններով անցնող գիծը շարժվում է ուղիղ՝ սկզբնակետից (թիակի արմատ) մինչև վերջնակետ (թիակի ծայր)՝ առանց որևէ կորության կամ ուղղության փոփոխության, այն կոչվում է առանց թեքման պտուտակ (Նկար 1.3):
Հավասարակշռված թեքում (Balanced Skew): Եթե բոլոր հատվածների կենտրոններով անցնող գիծը փոխում է ուղղությունը թիակի արմատից մինչև ծայր, սկզբում կորանում է դեպի պտտման ուղղությունը, ապա հակառակը, այն կոչվում է հավասարակշռված թեքմամբ պտուտակ (Նկար 1.4):
Կողմնակալ թեքում (Biased Skew): Եթե բոլոր հատվածների կենտրոններով անցնող գիծը շարժվում է առանց ուղղության փոփոխության, կորանում է պտտման հակառակ ուղղությամբ արմատից մինչև ծայր, այն կոչվում է կողմնակալ թեքմամբ պտուտակ (Նկար 1.5):
Սովորաբար, եթե թեքման անկյունը գերազանցում է 25 աստիճան, պտուտակը կոչվում է բարձր թեքմամբ պտուտակ (High Skew Propeller): Հետևյալ դասակարգումը վերաբերում է թեքման տարբեր անկյուններին և դրանց ազդեցությանը պտուտակի ձևի վրա:
Բարձր թեքմամբ պտուտակները նախագծված են կավիտացիայից առաջացած ճնշման իմպուլսները վերացնելու համար, նվազեցնելով թրթռումները մինչև 30%՝ համեմատած առանց թեքման պտուտակների հետ: Թեքման անկյունը չի ազդում արդյունավետության վրա, բայց նվազեցնում է թրթռումները, ինչը կարևոր է ռազմական սուզանավերի և այլ նավերի համար, որոնք պահանջում են նվազագույն աղմուկ առաքելությունների ընթացքում:
Գավաթավոր պտուտակ (Cupped Propeller): Ինչպես ցույց է տրված Նկար 1.6-ում, այս հատկանիշը ներառում է կորություն թիակի ծայրին, որը նման է գավաթի, ուստի կոչվում է «գավաթավոր»: Գավաթավոր պտուտակները բարելավում են կառավարումը արագացման և պտույտների ժամանակ՝ ջրի ավելի լավ կպչելու պատճառով, և մեծացնում են արագության վերին սահմանը: Ընդհանուր առմամբ, գավաթավորումը բարձրացնում է պտուտակի արդյունավետությունն ու կատարողականը: Yamaha-85 պտուտակը, որը ուսումնասիրվել է այս նախագծում, ոչ գավաթավոր է:
Պտտման ուղղություն: Պտուտակը կարող է պտտվել ժամսլաքի ուղղությամբ (աջակողմյան) կամ հակառակ ժամսլաքի (ձախակողմյան), ինչը որոշվում է պտուտակին դեմքով նայելով (Նկար 1.7): Yamaha-85 պտուտակը աջակողմյան է:
Երկու պտուտակ ունեցող նավերի դեպքում աջ պտուտակը սովորաբար պտտվում է ժամսլաքի ուղղությամբ, իսկ ձախը՝ հակառակ ժամսլաքի, որպեսզի հավասարակշռվեն ոլորող մոմենտները: Որոշ նավեր թույլ են տալիս հետընթաց շարժում՝ պտուտակի հակառակ պտտմամբ (հաշվի առնելով հակառակ մղիչ ուժի ստեղծումը), բայց դա այստեղ չի քննարկվում:
