Από τότε που επιτεύχθηκε η μηχανική πρόωση των πλοίων, αναπτύχθηκαν διάφορα συστήματα μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ώση προς κίνηση των πλοίων. Οι πρώτες εφαρμογές της μηχανικής πρόωσης ανάγονται στις αρχές του 19ου αιώνα. Γύρω στο 1801 εμφανίστηκε το πρώτο πλοίο, στο οποίο δινόταν κίνηση με τροχούς, ενώ το 1804 έγινε στη Νέα Υόρκη πειραματική εφαρμογή κίνησης με έλικα.
Από τα διάφορα συστήματα άλλα εγκαταλείφθηκαν, ενώ άλλα εξελίχθηκαν και χρησιμοποιούνται και σήμερα. Ανεξάρτητα από το πλήθος των διαφορετικών συστημάτων που αναπτύχθηκαν, το πιο συνηθισμένο και «επιτυχημένο» σύστημα πρόωσης είναι η έλικα (propeller), η οποία βρήκε εμπορική εφαρμογή από το 1836. Στην κατηγορία αυτή εντάσσονται οι έλικες σταθερού βήματος, οι έλικες ρυθμιζόμενου βήματος, και οι έλικες που λειτουργούν μέσα σε σήραγγα ή δακτυλίους.
Σε γενικές γραμμές, η έλικα έχει δύο ως επτά πτερύγια, τα οποία προεξέχουν από κολουροκωνικό σώμα, που καλείται πλήμνη (boss, propeller boss). Η πλήμνη συνδέεται με εφαρμογή και σφήνωση προς το κωνικό του ελικοφόρου άξονα.
Τα πτερύγια των ελίκων σταθερού βήματος μπορούν να αποτελούν συνεχές και ενιαίο σώμα με την πλήμνη ή μπορεί να συνδέονται με αυτήν με περιαυχένιο και κοχλίες, ώστε να μπορούν να αφαιρούνται και να αντικαθίστανται σε περίπτωση μερικής βλάβης. Οι έλικες ρυθμιζόμενου βήματος είναι εφοδιασμένες με μηχανισμό μεταβολής της κλίσης, που επιτρέπει στροφή των πτερυγίων επάνω στην πλήμνη της έλικας.
Οι παρακάτω ορισμοί αναφέρονται στην έλικα τριών πτερυγίων:
- Δεξιόστροφη (right handed propeller) είναι η έλικα, η οποία όταν κινεί το πλοίο προς τα μπρος στρέφεται κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού για παρατηρητή που παρακολουθεί την περιστροφή πρύμνηθεν της έλικας.
- Αριστερόστροφη (left handed propeller) είναι η έλικα, η οποία όταν κινεί το πλοίο προς τα μπρος στρέφεται αντίθετα προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού για παρατηρητή που παρακολουθεί την περιστροφή πρύμνηθεν της έλικας.
- Επιφάνεια ώσης (pressure face) είναι η πρυμναία επιφάνεια των πτερυγίων, η οποία δέχεται και δημιουργεί τις δυνάμεις ώσης, όταν το πλοίο κινείται προς τα μπρος.
- Οδηγός ακμή (leading edge) είναι η ακμή του πτερυγίου, η οποία τέμνει πρώτη το νερό, όταν η έλικα κινεί το πλοίο προς τα μπρος.
- Ακολουθούσα ακμή (following edge) είναι η άλλη από τις δύο ακμές του πτερυγίου.
- Διάμετρος έλικας είναι η διάμετρος του κύκλου, τον οποίο διαγράφει το πιο απομακρυσμένο από τον άξονα περιστροφής σημείο των άκρων του πτερυγίου.
- Ρίζα είναι το ίχνος σύνδεσης του πτερυγίου με την πλήμνη σε έλικα ενιαίου σώματος.
- Ελικοειδής επιφάνεια είναι η επιφάνεια που παράγεται από ευθύγραμμο τμήμα (γεννήτρια), του οποίου το ένα άκρο κινείται ισοταχώς κατά μήκος άξονα, η δε γεννήτρια σχηματίζουσα σταθερή γωνία με τον άξονα περιστρέφεται ισοταχώς.
- Το βήμα (pitch) ενός οποιουδήποτε σημείου του πτερυγίου είναι η κατά τη διεύθυνση του άξονα συνιστώσα της μετακίνησης (μετατόπισης) αυτού για περιστροφή της γεννήτριας στην οποία βρίσκεται κατά 360° (πλήρης περιστροφή).
- Όταν η επιφάνεια ώσης ενός πτερυγίου είναι πραγματική ελικοειδής επιφάνεια, όλα τα σημεία της έχουν το ίδιο βήμα και η έλικα ονομάζεται έλικα ομοιόμορφου (ή σταθερού) βήματος (Fixed Pitch ‒ FP).
- Συνήθως οι έλικες σχεδιάζονται και κατασκευάζονται με μεταβλητό βήμα (Controllable Pitch ‒ CP). Στην περίπτωση αυτή η επιφάνεια ώσης δεν είναι πραγματική ελικοειδής επιφάνεια και το βήμα μεταβάλλεται ομαλά από τη ρίζα προς τα άκρα των πτερυγίων και από την οδηγό προς την ακολουθούσα ακμή.
Πηγή: Οι πληροφορίες για το παραπάνω άρθρο αντλήθηκαν από το βιβλίο «Στοιχεία Ναυπηγίας» της Εμμ. Ν. Ζωγραφάκη (Εκπαιδευτική Έκδοση Ιδρύματος Ευγενίδου, Αθήνα 2024).
