Kodėl laivo sraigtas beveik visada yra gale?

Daugelio propelerinių lėktuvų propeleriai yra priekyje. Ir daugelis automobilių yra varomi priekiniais ratais. Tuo tarpu beveik visų didžiųjų laivų pagrindiniai sraigtai yra gale. Kodėl?

Pabrėžtinas žodis – pagrindiniai. Didieji laivai kartais turi papildomus sraigtus manevravimui. Jie gali būti ir pačiame priekyje, kad pastumtų laivo nosį į šoną ir padėtų prisišvartuoti, įplaukti į kanalą ar atlikti kitą tikslumo reikalaujantį manevrą. Tuo tarpu pagrindiniai sraigtai praktiškai visada yra laivo gale.

Sraigtus laivai turi palyginti neilgą laiką. Amžių amžius žmonės keliaudavo per jūras naudodami bures ar net irklus. Sraigto principas buvo žinomas jau trečiame amžiuje prieš mūsų erą, kai Archimedas sugalvojo kaip ilgu sraigtu pakelti vandenį drėkinimui. Senovės egiptiečiai irgi rasdavo kur pritaikyti primityvius sraigtus, o Leonardas da Vincis sraigtą piešė savo niekada nepagaminto sraigtasparnio eskizuose. Tačiau laivuose sraigtai pasirodė tik gerokai vėliau.

Manoma, kad pirmasis laivas su sraigtu buvo Turtle (Vėžlys) – 1775 metais amerikiečio Davido Bushnello sukurtas povandeninis laivas. Tiesa, tas sraigtas buvo primityvus ir nebuvo svarstomas pritaikymui kitiems laivams. Vėliau sraigtai buvo kartas nuo karto bandomi įvairiuose laivuose, bet nieko didelio iš to neišeidavo.

1835 metais sraigtus laivams vienu metu, bet atskirai, kūrė du išradėjai – švedas-amerikietis Johnas Ericssonas ir britas seras Francis Pettit Smithas. Jų idėjos iš pradžių buvo atmestos, nes atrodė pašėlusiai neįmanomos. Kai kurie Karališkojo ir Jungtinių Valstijų laivynų karininkai manė, kad sraigtas gali veikti tik labai ramiame vandenyje. Taip pat buvo baiminamasi, kad sraigto ašis taps vandeniui laidžia skyle laivo korpuse, o jei ji bus virš vandens, sraigtas veiks neefektyviai. Tačiau bandymai įrodė sraigto privalumus ir 1845 metais amerikietiškas USS Princeton tapo pirmuoju laivu su sraigtu ir varikliu, sumontuotais po vandens linija.

Sraigtas tiesiog yra efektyvesnis būdas irtis į priekį. Dabar maži žvejybiniai laiveliai burzgia pro šalį, maišydami vandenį sraigtais. Ir milžiniški konteinerių laivai raižo pasaulio vandenynus stumiami sraigtų.

Tiesa, Nodum.lt esate skaitę ir apie alternatyvias idėjas. 19 amžiaus pabaigoje kanadietis Frederickas Knappas pradėjo bandyti savo riedantį laivą. Panašiu metu prancūzas Ernesto Bazinas kūrė laivą su 10 metrų skersmens ratais – jis turėjo važiuoti vandens paviršiumi.

Kodėl sraigtas yra laivo gale?

Laivai yra statomi, o ne gaminami, o tai palieka daug vietos inžinerinei laisvai. Nepaistant to, beveik visų laivų sraigtai yra gale. Kodėl?

Taip yra dėl kelių priežasčių. Visų pirma, sraigtas yra pakankamai jautri ir labai svarbi detalė, kurią reikia apsaugoti. Jei laivas į kažką atsiremtų nosimi, gale esantis sraigtas liktų nepažeistas. Jei sraigtas būtų priekyje, į koralus ar kitą nepastebėtą povandeninę kliūtį atsirėmęs laivas turbūt sulaužytų ne tik mentis, bet ir ašį, o gal ir transmisiją ar kitus variklių skyriaus mazgus. Variklius, vairus ir sraigtus geriausia įrengti gale, kur jie yra geriau apsaugoti.

Bet ir hidrodinamika siūlo įrengti laivo propelerį gale. Greitai besisukantis sraigtas maišo vandenį ir taip kuria stiprius sūkurius. Geriau tą turbulenciją palikti už nugaros, kur ji nepaveikia laivo korpuso, nekuria papildomo pasipriešinimo. Be to, įsibėgėję greitesni laivai kelia nosį iš vandens. Tai yra teigiamas, laivų statytojų apskaičiuotas efektas, sumažinantis vandens pasipriešinimą – vietoje to, kad korpusas brautųsi per vandenį, jis slysta paviršiumi. Didieji laivai nėra tokie greiti, kad iškeltų nosį virš vandens, bet priekyje sumontuotas sraigtas vis tiek didintų pasipriešinimą ir degalų sąnaudas.

Galiausiai, straipsnio įžangoje minėta, kad jei lėktuvas turi vieną propelerį, jis greičiausiai bus priekyje. Tiesa, lėktuvų su stumiančiais propeleriais yra ne taip jau mažai. Priekyje įrengti propeleriai ne tik tempia lėktuvą pirmyn, bet ir pučia orą virš keliančių paviršių – sparnų ir uodegos. Tai didina jų efektyvumą bei keliamąją jėgą. Laivams, savaime aišku, visa tai yra svetima.

Tačiau laivo sraigtas gali padėti vairui. Sraigto kuriama vandens srovė greitai teka aplink laivo vairą (ruderį) ir gerina manevravimo galimybes. Vairą irgi geriau įrengti gale, kur jis veikia efektyviau ir yra geriau apsaugotas. Sraigto kuriamas stiprus vandens srautas gerina vairo efektyvumą ir leidžia dideliam laivui sukti kone nejudant iš vietos.