Пропеллеры в воде имеют меньший диаметр. Они также двигаются медленнее. С другой стороны, воздушные винты больше в диаметре, имеют более узкие лопасти и работают на очень высоких скоростях. Пропеллер самолета развалится в воде, а водяной пропеллер практически не будет создавать тяги в воздухе.
Скорость вращения можно легко регулировать при перемещении между средами. Однако существует ли такая вещь, как форма пропеллера, которая находится на полпути между этими двумя конструкциями? Или это будет просто крайне неэффективно в обеих средах?
Между воздухом и водой есть два важных различия: воздух сжимаем, а плотность различается примерно в 1000 раз — 1 кг/м³ против 1 т/м³!
В большинстве случаев, когда вы используете гребные винты, сжатие не играет роли, потому что разница давлений очень мала. Плотность, однако, играет большую роль.
Тяга может быть описана как , с являющийся массовым расходом - кг / с или около того - и на разнице скоростей объемный элемент жидкости ускоряется.
Таким образом, для достижения аналогичной тяги тот же винт должен был бы перемещать в 1000 раз больше воздуха, чем воды по объему. Отсюда часто более крупные и быстро вращающиеся пропеллеры для самолетов.
С другой стороны, в более тяжелой среде каждое крыло винта подвергается большему крутящему моменту (при прочих равных условиях):
( Источник ) плотность, скорость продвижения (насколько гребной винт движется вперед за один оборот), D - диаметр, а N - количество оборотов.
Не вдаваясь в математику, вероятно, можно показать, что в более тяжелой среде винт будет испытывать несколько больший крутящий момент при той же тяге - мне сейчас лень пробовать. Пропеллер будет изготовлен из более прочного (и, возможно, более тяжелого) материала, чем если бы это был единственный воздушный пропеллер.
Тем не менее, я считаю, что пропеллер для обоих медиа вполне возможен, хотя и сложен.
Тем не менее, пропеллеру для обоих сред потребуется трансмиссия, способная выдерживать скорости, различающиеся примерно в 1000 раз (это не тривиально).
Еще одна причина, почему вы не видите пропеллер для обоих сред, заключается в том, что нет транспортного средства, которое могло бы его использовать.
Кто сказал, что пропеллеры в воде маленькие? Если вы посмотрите на атомную подводную лодку, вы, вероятно, увидите, что высота единственного винта почти равна высоте подводной лодки. Размер пропеллеров вообще не имеет значения. Это полностью основано на том, насколько плотнее жидкость (достаточно, чтобы сломать пропеллер)..!
Водяные винты сталкиваются с множеством проблем. Корабль имеет большую массу (для толкания) по сравнению с самолетами. Кроме того, лопасти также испытывают кавитацию (явление образования пузырьков), которая вызывает износ материала. Итак, гребные винты должны быть прочными, а также сконструированы таким образом, чтобы сохранялось равновесие корабля.
С другой стороны, у авиационных винтов нет (или меньше) проблем при движении по воздуху по сравнению с кораблями. Давление, оказываемое лопастями, достаточно велико, чтобы поднять самолет. Проблема с водой в другом, потому что «целая масса » воды должна быть отброшена назад.
Вы правы насчет них, когда функции обоих заменены. Самолет не может даже поднять винт подводной лодки. Таким образом, не может быть такой вещи, как «интерпропеллеры», которые могут функционировать в зависимости от жидкостей (как в «Людях Икс»). Но есть много подобных моделей, таких как некоторые гидросамолеты, которые могут двигаться с умеренной скоростью как в воздухе, так и в воде, поскольку легко скользят. Но никаких гетеропропеллеров...
Возьмем настольный вентилятор с четырьмя лопастями. Если он движется против часовой стрелки, то сторона по направлению его движения загибается внутрь, чтобы они могли вытолкнуть жидкость наружу. Предположим, что это тяга. А теперь представьте, как вентилятор закручивает обе жидкости. В воздухе ему требуется меньшая масса самого вентилятора , чтобы он мог двигаться вперед. В воде требуется больше массы, чтобы оттолкнуть более плотную жидкость назад и, таким образом, толкнуть вперед. Следовательно, здесь важны масса и инерция ...
Сила