Kas ir propellera efektivitāte?

Propellera efektivitāti izmanto, lai noteiktu, cik labi dzenskrūve pārnes savu rotācijas spēku vai enerģiju vilces spēkam. Ja to izmanto lidmašīnā vai laivā, dzenskrūvei neatkarīgi no tā, vai to izmanto laivas vai lidmašīnas darbināšanai, rotācijas enerģija ir jāpārvērš vilcē uz priekšu vai atpakaļgaitā. Enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai pagrieztu dzenskrūvi, gandrīz vienmēr ir lielāks par dzenskrūves vilci. Šo zaudējumu samazināšana ir dzenskrūves efektivitātes mērķis.

Propellera radīto vilces spēku kontrolē leņķis, kādā tā lāpstiņas uzbrūk gaisam vai ūdenim, kurā tas griežas. Propellera efektivitāte ir tajos pašos lāpstiņu leņķos. Izgatavojot lāpstiņu ar pareizo leņķi un pievienojot to atbilstoša izmēra rumbai, dzenskrūves efektivitāti var krasi mainīt. Tāpēc propellera dizains un forma nosaka tā efektivitāti vairāk nekā ātrums, ar kādu tas griežas.

Reaktīvā dzinējā dzinēja efektivitāti mēra kā daļu no degvielas potenciālās siltumenerģijas, kas pārveidota par vilces spēku. Ar propelleru darbināmā lidmašīnā propellera efektivitāti mēra kā zirgspēku, nevis vilci. Tas attiecas uz dzinēja jaudu, kā arī tā spēju nodrošināt jaudu, lai vadītu lidmašīnu.

Viens no visefektīvākajiem propelleru lidmašīnām bija Wright R-3350 turbokomplekss radiālais dzinējs. Šis ar virzuli darbināms lidmašīnas dzinējs spēja uztvert daļu no izplūdes gāzu enerģijas, jo tam bija trīs turbokompresori, kas savienoti ar tā piedziņas vārpstu. Tas ļāva dzinējam sasniegt kopējo piedziņas efektivitāti aptuveni 32 procentu apmērā pie 0.5 Mach. Šis skaitlis ir ievērojams vēja pretestības, kā arī ar propelleru darbināmas lidmašīnas stumšanas caur vēju termodinamikas dēļ.

Sliktā dzenskrūves efektivitāte daļēji ir saistīta ar dzenskrūves pūlēm iziet cauri vējam. Propellers ne tikai cīnās cauri vējam tieši lidmašīnas priekšā, bet arī katrai dzenskrūves lāpstiņai ir jācīnās pa gaisu katras dzenskrūves lāpstiņas priekšā, kad tā veic apgriezienu ap kloķvārpstu. Šis dubultās pretestības koeficients ietekmē dzenskrūves efektivitāti.

Neatkarīgi no tā, vai tas ir ūdens vai vējš, jebkura konkrēta kuģa dzenskrūves efektivitāte cieš no vides pretestības, caur kuru tas pārvietojas. Berzes un pretestības dēļ dzenskrūve patērē vairāk enerģijas, nekā saražo. Propelleru konstrukcijas un materiālu attīstība ir palielinājusi šo dzenskrūvju efektivitāti; tomēr tiem nekad nebūs tādas efektivitātes kā modernākiem reaktīvo dzinējiem un ūdens kuģu dzinējiem ar hidropiedziņu.