Mikä on ruuvipotkuri?

Ruuvipotkuri on laite, joka koostuu sarjasta kulmikkaita siipiä, jotka pyörivät navan ympäri työntövoiman aikaansaamiseksi. Potkurit on suunniteltu käytettäväksi eri ympäristöissä, kuten vedessä tai ilmassa, mutta ne kaikki käyttävät samoja periaatteita. Kun siivet pyörivät, ne korkkivat ilman tai veden pois potkurista ja tuottavat työntövoimaa. Laivat, sukellusveneet, lentokoneet ja helikopterit käyttävät tämän tyyppistä potkuria, samoin kuin tuulettimet, tuulimyllyt ja turbiinit.

Kuten nimensä, ruuvipotkuri toimii paljon kuin ruuvi ja kiertyy nesteen, kuten veden tai ilman, läpi samalla tavalla kuin ruuvin liike puun läpi. Siivet on kiinnitetty potkurin napaan kulmassa tai nousussa ja toimivat samalla tavalla kuin ruuvin kierre. Jyrkkä nousu tuottaa enemmän eteenpäin suuntautuvaa liikettä, mutta sitä on vaikeampi kääntää. Useimmat siivet ovat kiertyneitä eikä tasaisia, mikä tarkoittaa, että nousu vaihtelee terän pituuden mukaan, mikä lisää potkurin tehokkuutta.

Ruuvipotkurit toimivat työntämällä ilmaa tai vettä pois, ja Newtonin kolmannen lain mukaisesti tämä liike luo työntövoimaa vastakkaiseen suuntaan ja ajaa ajoneuvoa eteenpäin. Lentokoneiden ja helikopterien potkureissa on pitkät ja kapeat siivet, ja aluksissa käytetään leveämpiä ja lyhyempiä siipiä. Tämä johtuu pääasiassa ilman ja veden tiheyserosta. Ilma on paljon vähemmän tiheää kuin vesi, joten työntövoiman luomiseksi on siirrettävä enemmän ilmaa. Lisäksi alusten, jotka ovat luonnollisesti kelluvia, ei tarvitse liikkua riittävän suurilla nopeuksilla hissin saavuttamiseksi, mikä vähentää edelleen vesipohjaisten potkureiden kysyntää.

Ruuvipotkurin varhaisimmat juuret ovat Archimedesin ruuvilla, ruuvilla, joka pyörii kasteluun käytettävän sylinterin sisällä. Sen uskotaan luoneen Archimedes kolmannella vuosisadalla eKr. Tuulimyllyt ovat ainakin yhdeksännellä vuosisadalla. Leonardo da Vinci piirsi helikopterisuunnitelmia 16 -luvulla, joten se oli varhaisin suunnitelma käyttää ruuvipotkuria ajoneuvon siirtämiseen, mutta hän ei tietenkään koskaan rakentanut konetta. Vuonna 1796 yhdysvaltalainen keksijä John Fitch loi ruuvinmuotoisen potkurin höyryveneelle.

Nykyaikaisen ruuvipotkurin keksijästä käydään keskustelua. 19 -luvun alussa useat keksijät työskentelivät itsenäisesti ruuvipotkurilla alusten käyttövoimana. Näitä keksijöitä olivat Francis Pettit Smith Englannissa; Robert Wilson, James Watt ja James Steadman Skotlannista; Ranskan Frédéric Sauvage; Richard Jordan Gatling, John Stevens ja John Ericsson Yhdysvalloista; ja itävaltalainen Joseph Ressel. Smith ja Ericsson haki patentteja vuonna 1836, ja yleensä heidät luetaan ruuvipotkurin luomiseksi.