|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LABORATORIO CIENTÍFICO INFANTIL
Detrás de la popa, en un arroyo espumoso. Laboratorio de ciencias para niños
Directorio / Laboratorio de ciencias para niños Un ágil scooter de carreras y un camión cisterna de medio kilómetro de largo, un submarino nuclear y un remolcador fluvial: estos diferentes barcos y docenas de otros se mueven dentro y debajo del agua con la ayuda de una hélice. Nueve de cada diez buques modernos autopropulsados son propulsados por hélice.
Los hidrobiólogos han estudiado a cientos de habitantes de ríos, lagos y océanos, desde camarones hasta calamares, desde espadines hasta ballenas, estudiaron cuidadosamente las formas de su movimiento en el agua. Ninguno de ellos ha sido dotado por la naturaleza con algo parecido a una hélice. Al igual que la rueda, el motor principal de la flota moderna no tiene análogos en la naturaleza. El tornillo del barco es un descendiente del tornillo creado por el genial Arquímedes para levantar agua. Si recordamos también la ley de Arquímedes, resulta que la navegación hoy en día está doblemente obligada a la gran Siracusa... En 1793, el matemático francés Ponton sugirió utilizar una hélice para propulsar barcos. Tres décadas más tarde, el inventor checo I. Ressel creó el primer diseño de tornillo: la barrena. Y en 1836, un accidente llevó al hecho de que el tornillo dio paso al tornillo de la forma actual: el de hoja. Durante las pruebas, una larga, como una picadora de carne, la barrena se rompió y el barco fue más rápido. En 1849, las ventajas de la hélice quedaron demostradas en un combate justo. Los barcos de vapor ingleses, el Níger de hélice y el Basilisk de ruedas, ambos con motores de 400 hp, conectados por cables, partieron en direcciones opuestas. Era algo así como un tira y afloja. Durante más de una hora, el barco de hélice arrastró a su rival a una velocidad de 1,5 nudos. Es cierto que después de esta competencia, se construyeron barcos de vapor durante más de una década. Pero lo más probable es que por inercia... Globtik Tokyo, el líder de la flota mundial de petroleros, tiene a bordo motores con una capacidad total de 45 hp. s., la potencia de los motores del rompehielos "Ermak" - 000 42 l. s., transatlántico de pasajeros "Queen Elieabet-0" - 2 litros. Con. Pero conseguir energía no lo es todo: hay que aprovecharla. El barco se mueve lanzando caudales de agua, es decir, todos los barcos autopropulsados son hidromets. Las ruedas desechan el agua presionándola con una cuchilla, una placa. Con un tornillo, este proceso es más complicado. Cada una de sus aspas sirve como una especie de ala. Cuando la pala gira en la columna de agua, se forma una zona de rarefacción en una superficie del ala y una zona de compresión en la otra. La diferencia de presión crea la fuerza de sustentación del golpe, y la suma de las fuerzas de sustentación de las palas es la parada de la hélice. A diferencia de un tornillo común, cuya cabeza se mueve con cada revolución en un paso de la línea del tornillo, la hélice, por así decirlo, quita el hilo y arroja mucha agua. Cuanto mayor sea esta masa, más fuerte será el énfasis y mejor será el tornillo. Parecería que para aumentar el énfasis basta con aumentar la velocidad. Pero al mismo tiempo, ya no es un aplastamiento, sino la ruptura de un hilo de agua invisible. La presión en el borde delantero de la hoja cae aún más y el agua hierve, formando numerosas burbujas. Tan pronto como la burbuja sale volando de la zona de baja presión, colapsa: es comprimida por la columna de agua. La muerte de cada burbuja va acompañada de una microexplosión. Los golpes explosivos de burbujas en la pala de la hélice no solo provocan ruido y vibraciones. La película protectora de óxido rompe el metal y comienza la erosión por cavitación. La pala de la hélice, sujeta a cavitación, se asemeja a un objetivo acribillado a balazos. La cavitación ocurre en ciertas revoluciones de la hélice. Para deshacerse de este fenómeno extremadamente desagradable, debe reducir la velocidad. Pero entonces caerá el empuje del tornillo, su empuje. La lucha contra la erosión de los metales de navegación llevó a una solución técnica paradójica: decidieron aumentar la cavitación. Se crearon hélices con palas de un perfil especial. A velocidades ultra altas, las burbujas de navegación comenzaron a cubrir toda la superficie de trabajo de la hoja, formando una enorme burbuja de vapor. El aumento de la velocidad de dicho tornillo casi no cambia la presión en la burbuja de vapor, y la presión detrás de la cuchilla y el tope general aumentan. Estos tornillos se denominan supercavitantes. Para barcos ordinarios, son ineficaces, pero son indispensables cuando se necesita alcanzar velocidades superiores a los 40 nudos. Por ejemplo, el hidroala de la turbina de gas soviética "Typhoon" está equipado con una hélice supercavitante. Las palas giran en una danza circular continua. Basta que uno de ellos "pierda tiempo" para que vibre toda la hélice, y detrás de ella todo el avance. Sucedió que debido a la vibración de la hélice fue necesario reconstruir el barco. Por eso los tornillos se equilibran con especial cuidado, la forma de las palas y su inclinación se verifican con plantillas especiales, la superficie se pule a espejo al menos una vez al año. Si, al examinar un tornillo que ha funcionado durante algún tiempo, se encuentran baches de más de un milímetro en su superficie, se enmasillan con compuestos epoxi y se vuelven a pulir hasta obtener un acabado de espejo. Un problema particular es la elección del metal para la hélice. Debido a la severa corrosión en el agua de mar, los aceros convencionales son prácticamente inaceptables. Baste decir que en el rompehielos "Murmansk" durante dos años de operación, cada pala helicoidal perdió 200 kilogramos de peso. ¡Esto es de aceros de aleación especiales! En los últimos años, cada vez más las hélices de los barcos están hechas de latón o bronce. La resistencia a la corrosión del latón es cien veces mayor que la del acero ordinario. Pero en el agua de mar, el latón también es susceptible a la corrosión: el zinc se elimina por lavado. Las áreas con bajo contenido de zinc se cubren con grietas, la resistencia de las cuchillas disminuye. Una pequeña grieta se abre y se cierra con cada vuelta del tornillo, los productos de corrosión muelen sus bordes y la expanden. Y luego llega el momento en que el metal no resiste y se rompe... El latón no es un metal muy duradero. Para hélices de alta velocidad, se usa con mayor frecuencia aluminio de manganeso o bronce de níquel-aluminio, cuya resistencia es cercana a la resistencia de los aceros aleados, y la resistencia en el agua de mar es varias veces mayor que la del latón. Los tornillos que pesan más de 50 toneladas se funden a partir de estos bronces para los buques portacontenedores y superpetroleros modernos. Sin embargo, tales aleaciones no resisten la colisión incluso con hielo ligero. Por lo tanto, para los rompehielos es necesario fabricar hélices de acero inoxidable aleado, que incluye cobre, manganeso, níquel, titanio y una serie de otros aditivos. Una historia sobre los materiales modernos para las hélices de los barcos estaría incompleta sin mencionar los plásticos. Los barcos ya tienen hélices de nailon fundido. Pero solo en botes pequeños. Incluso las palas de nailon bordeadas con láminas de acero no pueden soportar las gigantescas cargas mecánicas que soportan las hélices de los grandes barcos. Pero la hélice existe desde hace ciento cincuenta años, y los primeros experimentos con palas de plástico comenzaron hace solo unos diez años... Autores: M.Korotkiy, M.Nayding
▪ En el umbral de mundos lejanos ▪ ¿De qué gases se compone el aire?
Contenido de alcohol de la cerveza caliente.
07.05.2024 Principal factor de riesgo para la adicción al juego
07.05.2024 El ruido del tráfico retrasa el crecimiento de los polluelos
06.05.2024
▪ dispositivo de extensión de la duración de la batería ▪ Thubber: caucho superelástico con propiedades metálicas ▪ Monitorear ViewSonic VG2401mh ▪ Sony descontinúa el MiniDisc
▪ sección del sitio para el diseñador de radioaficionados. Selección de artículos ▪ artículo Bomba hidráulica solar. Consejos para un modelador ▪ artículo ¿Por qué las aves tienen plumas? Respuesta detallada ▪ Artículo Cotoneaster común. Leyendas, cultivo, métodos de aplicación.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Recomendamos artículos interesantes. sección 
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página