2 Thiết bị đẩy
2.2 Các loại thiết bị đẩy 1 Buồm
2.2.1 Buồm
Buồm là loại thiết bị đẩy được sử dụng từ xa xưa đến nay. Buồm được sử dụng trên các tàu vận tải, tàu cá, tàu thuyền thể thao, tàu huấn luyện, v.v… từ loại nhỏ nhất cho đến tàu vài nghìn tấn lượng chiếm nước.
Buồm dùng làm thiết bị đẩy nhờ năng lượng giĩ. Nguyên tắc làm việc của buồm cĩ thể được giải thích trên cơ sở hình 3.7.
Tiết diện cong của buồm cĩ dạng profil khí động học nhờ sức căng của áp lực giĩ và buồm trở thành cánh nâng. Nếu tàu chuyển động với vận tốc v, tốc độ giĩ thổi là vw
dưới gĩc so với hướng chạy
tàu, buồm được căng giĩ tạo thành profil cánh nâng đặt dưới một gĩc so với hướng giĩ ảo với vận tốc vp. Tốc độ giĩ ảo là tốc độ tổng hợp thực của tốc độ giĩ và tốc độ tàu lấy dấu ngược lại.
Lực tổng hợp khí động học P tác dụng lên buồm cĩ thể chia ra lực nâng L và lực cản R. Lực P cũng cĩ thể được chia ra lực đẩy T tác dụng theo hướng chuyển động của tàu và lực dạt K tác dụng theo hướng vuơng gĩc với mặt phẳng đối xứng của tàu gây dạt tàu. Do sức cản ngang lớn hơn sức cản trực diện mũi tàu, tàu chịu đồng thời của hai lực này và chuyển động với hướng hơi chéo so với mặt phẳng đối xứng của tàu.
2.2.2 Guồng
Guồng là loại thiết bị đẩy một phần trong nước với trục ngang, ở độ cao nhất định, trong đĩ lực đẩy xuất hiện khi các cánh guồng chuyển động theo đường cycloid. Trong kết cấu cũ, cánh guồng phẳng lắp cố định (so với trục guồng) theo bán kính. Cánh guồng cĩ kết cấu như vậy vừa gây đập cánh vào bề mặt nước, khi lên khỏi mặt nước, nước đầy tràn, guồng phải mất thêm lực để nâng cánh lên. Hiện tượng này là nguyên nhân gây mất động năng, đồng thời chịu tải trọng va đập kết cấu. năm
1830, người ta sửa đổi kết cấu cánh guồng thẳng thành cánh guồng cong, thêm chuyển động gĩc- đảo và điều khiển được để gĩc khi cánh guồng vào nước và ra khỏi mặt nước bằng khơng, ngược lại đạt tới 900
khi ở vị trí dưới. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của guồng như vậy được chỉ ra ở hình 3.8.
Guồng cĩ từ 6 ÷ 12 cánh lắp cứng với tay địn cĩ thể quay (điểm A) cung trịn trong những khoảng cách bằng nhau. Những đầu mút tay địn khớp nối (điểm B) với tay biên điều khiển, cịn đầu mút kia (điểm C) khớp nối với đĩa lệch tâm. Chuyển động tổng hợp của trục cánh guồng A bao gồm chuyển động tịnh tiến của tàu và chuyển động quay của cung trịn, đĩ là chuyển động cycloid. Cánh guồng dịch chuyển trong nước với tốc độ vRi và lực thủy động Fi tác động, lực thành phần Ti theo hướng chuyển động của tàu chính là lực đẩy của cánh guồng. Tổng lực đẩy của các cánh guồng cho ta lực đẩy của guồng.
Guồng lắp ở hai bên mạn tàu hoặc ở sau đuơi tàu, hình 3.9. Guồng cĩ kết cấu phức tạp, lắp ráp và sử dụng phiền phức, cồng kềnh và nặng nề. Chiều chìm tàu thay đổi, lắc ngang và sĩng ảnh hưởng đến sự hoạt động của guồng, vì vậy guồng khơng được sử dụng làm thiết bị đẩy cho tàu biển.