TRAŽI DALJE:
STRUKE:

vijak, brodski

ilustracija
VIJAK, BRODSKI

vijak, brodski, brodski propulzor kojim se, okretanjem radijalno raspoređenih krila, pogonska snaga stroja pretvara u porivnu silu koja pokreće brod; kadšto vijčani propeler ili samo propeler (→ propulzija, brodska). Taj se, u današnje doba najrašireniji oblik brodskoga propulzora, smješta na podvodnom dijelu brodskoga trupa, iza krme ili ispod nje. Brodovi najčešće imaju jedan ili dva vijka, rjeđe tri ili četiri. Kod specijalnih brodova vijak se stavlja i na pramac (npr. radi sprječavanja gomilanja zdrobljenoga leda na pramcu ledolomaca, omogućavanja plovidbe trajekata unatrag). Najčešće je izrađen od bronce ili nehrđajućega čelika. Sastoji se od stožastoga središnjeg dijela (glavina) u koji je usađeno vratilo, a koji nosi 2 do 7 krila (najčešće 3 ili 4). Krilo je tijelo hidrodinamičkog oblika, koje ima tlačnu stranu (lice) i podtlačnu stranu (leđa). Tlačna je strana krila dio helikoidne zavojne plohe (vijčanica ili → helikoid) koja nastaje jednolikom vrtnjom izvodnice tlačne strane krila oko osi i njezinim uspinjanjem uzduž te osi. Pomak uzduž osi koji odgovara jednom okretaju jest korak ili uspon vijka. Kontura krila eliptična je ili slična elipsi. Danas se sve više primjenjuju i srpoliki vijci, kojima su krila zavijena u obliku srpa, jer se time smanjuje opasnost od kavitacijske erozije i uzbudne vibracijske sile.

Rotacijom vijka kroz vodu nastaje na stražnjoj strani krila veći tlak nego na prednjoj, podtlačnoj strani, što rezultira hidrodinamičkom silom – porivom. Ta se sila, preko propelerne osovine, s vijka prenosi na odrivni ležaj ugrađen u brodu. Kada je broj okretaja vijka velik, ili kada ploha krila zatvara sa smjerom pritjecanja vode neki veći kut, može tlak na pojedinim dijelovima krila pasti ispod tlaka kod kojega voda i pri normalnoj temperaturi počinje vreti pa se na krilu stvaraju prostori ispunjeni vodenom parom i zrakom. Ta se pojava zove kavitacija. Posljedice su kavitacije smanjenje poriva i erozijsko razaranje krila. Kod velikih brzina vrtnje i jako opterećenih vijaka ne može se izbjeći kavitacija. Za te je slučajeve razvijen oblik tzv. superkavitirajućega vijka sa specijalnim profilima krila, kod kojega je podtlačna strana potpuno prekrivena, pa kavitacija ne izaziva eroziju materijala krila.

Najčešći su vijci s nepomičnim krilima, ali postoje i vijci sa zakretnim krilima upravljiva uspona. Zakretanjem krila tih vijaka može se tijekom plovidbe mijenjati njihov uspon, te tako vijak prilagoditi opterećenju; time se omogućuje ekonomičniji pogon i dulji vijek trajanja pogonskoga stroja. Takvi se vijci ugrađuju na brodove koji rade u vrlo promjenljivim prilikama pa se i opterećenje vijaka znatno i često mijenja (tegljači, ribarski brodovi, ledolomci, minolovci). Vijak u sapnici (čahurni propulzor ili Kortova sapnica) poseban je oblik brodskoga propulzora, koji čini vijak smješten unutar hidrodinamički oblikovana koničnoga prstena; pogodan je kod brodova gdje su opterećenja velika, a brzina plovidbe malena, te ondje gdje su zbog ograničenoga gaza broda promjeri vijka manji od optimalnih (kod tegljača i riječnih brodova). Ako se sapnica izvede s mogućnošću okretanja oko vertikalne osi, može služiti i mjesto kormila. Posebna su izvedba suosni (koaksijalni) suprotnorotirajući vijci, koji služe za specifične namjene, npr. za poriv torpeda i brzih čamaca gliserskih (kliznih) formi, gdjekad i na većim brodovima.

Povijesni razvoj brodskoga vijka vezan je za početke mehaničkog pogona broda, koji je omogućio izum parnoga stroja. Prvi parobrodi imali su poriv s pomoću lopatičnih kola (bočnih brodskih kotača), ali se ubrzo javio i vijak kao najprikladniji tip brodskoga propulzora. Već u XVII. st. R. Hook je predlagao da se Arhimedov vijak upotrijebi za poriv brodova, ali se najzaslužnijima za razvoj brodskoga vijka smatraju američki brodograditelj John Stevens (1749–1838), koji ga je prvi uspješno upotrijebio za pogon parobroda 1804., češki šumar J. Ressel, koji ga je prvi patentirao 1827 (dio radnoga vijeka proveo u Hrvatskoj), engleski izumitelj Francis Pettit Smith (1808–74) i švedski inženjer J. Ericsson, koji su ga unaprijedili 1830-ih. Na morskim je brodovima vijak ubrzo sasvim istisnuo lopatična kola, a u drugoj polovici XIX. st. poprimio je današnji oblik. Vijak sa zakretnim krilima izumio je 1844. engleski izumitelj Bennet Woodcroft (1803–79), a vijak u sapnici 1933. Ludwig Kort (1888–1958). Razvoj brodskoga vijka dugo se zasnivao na invenciji i empiriji. Tek su W. J. M. Rankine (1865) i W. Froude (1878) prvi dali znanstvene osnove teorije djelovanja brodskih vijaka. Uz računalne metode, danas se hidrodinamičke značajke vijka određuju modelskim ispitivanjima, kakva se npr. provode u bazenima i kavitacijskom tunelu Brodarskog instituta u Zagrebu.

Citiranje:
vijak, brodski. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 10. 7. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=64591>.