www.timberships.fora.pl

knowak

Panie Krzysztofie, co to były "vibrating" koła łopatkowe ?
Bardzo proszę o objaśnienie.
Pozdrowienia, Krzysztof Nowak.

kgerlach · Wysłany: Śro 22:36, 11 Mar 2015 Temat postu:

Łopatkowe koła wibrujące to stosunkowo rzadko używana (bo nietrafna), dawna nazwa na koła o regulowanym samoczynnie - czyli zmieniającym się w trakcie obrotów - położeniu łopatek. Łopatki przekrzywiały się stale względem promienia, zatem niby „wibrowały” (drgały). Idea oczywiście była prosta. W zwykłym kole o stałych łopatkach (najprostszym, ale i najpopularniejszym) pozycja łopatki była niekorzystna przy wchodzeniu do wody i wychodzeniu z niej – mała siła napędowa, a bardzo duży opór. Każdy, kto uczył się skakać do wody na główkę, a lądował na klatce piersiowej, łatwo zgadnie, o co chodzi. Praktycznie tylko łopatka znajdująca się w najniższym położeniu wykorzystuje całą swoją powierzchnię do pchania. Naturalnym stało się dążenie do wymyślenia takiej konstrukcji, aby łopatka zawsze zajmowała pozycję pionową (czy do niej zbliżoną), a przynajmniej w całej strefie obrotu koła pod wodą. Z tego powodu koła takie zwano też (termin u nas również nie stosowany) „pionowymi kołami łopatkowymi”, podczas gdy zwykłe określano w tym zestawieniu jako „radialne (promieniowe) koła łopatkowe”.
[link widoczny dla zalogowanych]
O przeróżnych mechanizmach, którymi starano się wymusić tę zmianę położenia łopatki względem koła (rzekomą „wibrację”), a zarazem stale pionowe położenie względem wody, można napisać książkę. Ostatecznie poważniejsze zastosowanie znalazł tylko pomysł Gallowaya z 1829 r., wykupiony w 1830 r. i ciągle doskonalony przez Morgana. W Polsce używa się na to terminu „koło łopatkowe o nastawialnych łopatkach”.
[link widoczny dla zalogowanych]
Pozdrawiam, Krzysztof Gerlach

knowak · Wysłany: Pon 19:07, 16 Mar 2015 Temat postu:

Witam, bardzo dziękuję za odpowiedź.
Były też jeszcze "cykloidalne" koła łopatkowe. Także proszę o objaśnienie.
Pozdrowienia, Krzysztof Nowak.

kgerlach · Wysłany: Pon 21:39, 16 Mar 2015 Temat postu:

Chodziło o rozwiązanie tego samego problemu, tylko w inny sposób. Otóż koła łopatkowe o nastawialnych łopatkach były bardzo efektywne (przede wszystkim w wersji Gallowaya/Morgana), lecz z uwagi na wielką liczbę dźwigni i przegubów, albo innego typu prowadnic, charakteryzowały się dużą zawodnością. Próbowano wymyślić coś, co połączyłoby zaletę prawidłowego kąta ustawienia łopatki względem wody (zwłaszcza przy „wbijaniu” się w wodę i przy „wyrywaniu” z niej) z niezawodnością łopatki nieruchomej, „radialnej”. Anglik Joshua Field opatentował (albo tylko wypróbowywał) w 1833 koła cykloidalne. Wszystkie łopatki były w nich mocowane na stałe, ale każdą „typową” łopatkę podzielono na kilka płaszczyzn (np. cztery), ustawione względem siebie schodkowo, jedna za drugą, i inaczej odchylone względem promienia koła. Nazwa koło „cykloidalne” wzięła się stąd, że ustawienie tych fragmentów jednej łopatki odpowiadało przebiegowi cykloidy. Często segmenty jednej łopatki miały też różną powierzchnię (im bliżej osi koła, tym większą), a czasem nawet nieco inny kształt (te najdalsze od osi koła miewały zaokrąglone rogi „wbijające się” w wodę). W 1835 patent na koło cykloidalne uzyskał też Elijah Galloway, który starał się wykazać, że jego pomysł wykazuje z ideą Fielda jedynie pozorne podobieństwo.
Oczywiście i w zwykłej, dużej łopatce typowego koła łopatkowego każdy centymetr wysokości łopatki zanurzał się w innym czasie, a w efekcie - na skutek stałego obracania się koła – już w innym miejscu i pod innym kątem. Aranżacja z podziałem i zmiennym pochyleniem dawała szansę znacznego poprawienia efektywności przez zmniejszenie oporów. Każdy segment wchodził w wodę pod optymalnym kątem, a ich łączna powierzchnia równała się potrzebnej powierzchni łopatki, więc nie tracono na sile napędowej. Mam nadzieję, że rysunek wyjaśni to dużo lepiej niż słowa.
[link widoczny dla zalogowanych]
Opinie na temat kół cykloidalnych bywały skrajnie rozbieżne. Przeważało jednak zdanie, że zachowując niezawodność standardowego koła łopatkowego zapewniały dużo mniejsze straty mocy silnika, a w rezultacie stanowiły ważne ulepszenie względem kół typowych. Efektywnością nie dorównywały kołom Morgana, jednak suma zalet i wad przemawiała za nimi.
Pozdrawiam,
Krzysztof Gerlach

knowak · Wysłany: Wto 19:05, 17 Mar 2015 Temat postu:

Dziękuję za objaśnienia.
Pozdrowienia, Krzysztof Nowak.

Pantelej · Dołączył: 22 Cze 2012 Posty: 104 Przeczytał: 0 tematów

Panie Krzysztofie, w jaki sposób rozwiązane jest przeniesienie napędu na tylnokołowcach?

kgerlach · Wysłany: Pon 22:00, 30 Mar 2015 Temat postu:

Nie mam podstaw, by twierdzić, że WSZYSTKIE tylnokołowce napędzano w ten sam sposób, ale niewątpliwie najpopularniejsza i stosowana od zarania (1811 r.) do XX w. metoda polegała na instalowaniu silników skośnych o bardzo niewielkim kącie pochylenia. Tłoczyska tych silników wysuwały się w tył i lekko w górę. Do tłoczysk doczepiano monstrualnie długie korbowody (czasem kilkunastometrowe) idące oczywiście w tył, i (dzięki temu podniesieniu krzyżulców na końcach tłoczysk) mogące swobodnie obracać korby wału tylnych kół łopatkowych. Same silniki z czasem doskonalono (od pojedynczych cylindrów na każdej burcie do złożonych konstrukcji wielokrotnego rozprężania pary), ale układ przeniesienia napędu okazał się trwały.
Krzysztof Gerlach
[link widoczny dla zalogowanych]

Pantelej · Dołączył: 22 Cze 2012 Posty: 104 Przeczytał: 0 tematów

Jak parowóz tylko w drugą stronę, dziękuje za odpowiedź. Niekiedy na wizerunkach ( nie pamiętam boczno czy tylnokołowców) kominy umieszczone są nietypowo obok siebie w osi poprzecznej jednostki, czy mógłby Pan objaśnić z czego to wynika?

kgerlach · Wysłany: Wto 18:53, 31 Mar 2015 Temat postu:

Pozycja kominów zawsze była pochodną sposobu rozmieszczenia kotłów - im krótsze dymniki, tym lepiej. Natomiast ustawienie kotłów zależało od ogólnej koncepcji całej maszynowni: typu i wielkości silnika, pozostającego do dyspozycji miejsca, ustawienia bunkrów i ich komunikacji z paleniskami kotłów, liczby i wielkości kotłów, ich typu itp. W pierwszym tylnokołowcu zastosowano dwa niezależne silniki jednocylindrowe, po jednym przy każdej burcie (oczywiście napędzały korby wspólnego wału korbowego kół łopatkowych), później też bywało podobnie. Dzięki temu w środku było pełno miejsca. Taki układ aż się prosił o dwa kotły, każdy też blisko swojej burty, każdy obsługujący jeden silnik jednocylindrowy. Cylindry leżały równolegle, symetrycznie względem osi jednostki, więc automatycznie przenosiło się to na kotły i na kominy.
Oczywiście zasada ta dotyczyła wszystkich jednostek, a nie tylko tylnokołowców. Niektóre fregaty bocznokołowe Royal Navy, jak Tiger, Valorous, Magicienne miały kotły ustawione obok siebie, więc automatycznie także kominy stały parami, równolegle do osi wzdlużnej jednostek. W pierwszej wersji odpowiedzi wspomniałem o fregacie Terrible, ale to była pomyłka - mimo czterech kominów ich aranżacja wyglądała inaczej.
Krzysztof Gerlach

Pantelej · Dołączył: 22 Cze 2012 Posty: 104 Przeczytał: 0 tematów

Nasunęło mi się jeszcze jedno pytanie. Czy w bocznokołowcach istniała możliwość jednoczesnej przeciwbieżnej pracy każdego z łopatkowych kół napędowych?

kgerlach

Owszem. Dzięki temu bocznokołowce zyskiwały zwrotność, jakiej nie mogły dorównać (do czasu wynalezienia steru strumieniowego) jednostki śrubowe. Tyle tylko, że wymagało to specjalnej konstrukcji silników i wału korbowego. Istniały patenty na skrzynie przekładniowe, ale w praktyce prawie ich nie używano. Wał kół łopatkowych musiał być oczywiście dzielony (rzadko spotykane rozwiązanie) albo mieć w środku sprzęgło do rozłączania obu połówek. Każda połówka wału odbierała napęd od osobnego, kompletnego silnika – jeden z nich wprawiano w ruch tak, by obracał swoją połówkę wału w jedną stronę, drugi – w drugą. Możliwe też było rozwiązanie z jednym silnikiem wielocylindrowym pod warunkiem, że mimo wspólnej płyty nośnej, ramy itp., każdy cylinder miał własne, całkowite wyposażenie i mógł działać niezależnie. Natomiast obracanie jednego koła łopatkowego w jedną, a drugiego w drugą stronę stawało się prawie niemożliwe, gdy napęd stanowił silnik jednocylindrowy albo gdy cylindry miały wspólne skrzynie rozrządu, wspólne pompy skroplinowo-powietrzne itd. O ile wiem, w takich przypadkach nie silono się na jakieś rozwiązania z wykorzystaniem dodatkowej przekładni zębatej. W późniejszym czasie dbano więc, by możliwość niezależnego obracania kół zachowały te bocznokołowce, dla których było to szczególnie ważne – przede wszystkim holowniki.
Krzysztof Gerlach

Pantelej · Dołączył: 22 Cze 2012 Posty: 104 Przeczytał: 0 tematów

Dziękuje za objaśnienia.