Propellerlapátok

Propellerlapátok, vagy röviden lapátok, a propellerek közvetlen részei, amelyeket a tengely körül forogva a közegre kifejtett erő létrehozására terveztek. A lapátok a forgómozgást a közeg gyorsításával és nyomáskülönbségének megteremtésével alakítják át hajtóerővé, amely előre mozgatja a járművet (repülőgép vagy hajó) a légkörben vagy a vízben.

Geometria és tervezés szempontjai közé tartozik a lapátprofil, a csavarás (pitch) eloszlása a lapát hosszában, a hosszúság (sugár), a szélesség és a lapátok száma. A lapátprofilok aerodinamikai profilokra épülnek, amelyek a nyomáskülönbséget és az árvízetést szabályozzák. A csavarás segítségével a teljesítmény a sugár mentén egyenletesebben oszlik meg, és a lapátok tömege, kiegyensúlyozása is fontos a vibráció minimalizálásához. A beépített átmérő és a fordulatszám alapján számolják ki a szükséges hajtóerőt és hatásfokot.

Anyagok és gyártás: repülőgépeknél gyakran alumínium-ötvözetek és modern esetekben szén- vagy üvegszálas kompozit lapátokat alkalmaznak. Tengeri alkalmazásoknál elterjedt a bronz és acél alapú lapát, amelyek kiváló korrózióállóságot nyújtanak. Gyártási módok közé tartozik a kovácsolás, öntés, CNC-megmunkálás, illetve a kompozit lapátok rétegezése és kötése.

Fajták és alkalmazások: léteznek fix-pitch (FPP) és állítható-pitch (CPP) lapátok; a CPP lehetővé teszi a csavarás változtatását üzem közben, ezáltal javítva a hatásfokot különböző üzemállapotokban. A lapátok tervezése és karbantartása a teljesítmény, zajszint és megbízhatóság szempontjából is kiemelt jelentőségű.

Teljesítmény és karbantartás: a hajtóerő és hatásfok függ a lapátátmérőtől, a pitch-től, a fordulatszámtól, a közeg sűrűségétől és a jármű sebességétől. A tipikus problémák közé tartozik a kiegyensúlyozatlanság, korrózió, kopás és jégmentesítés szükségessége. A hatásfokot a tip-speed és az advance ratio befolyásolja, és a magas tipusszél közel a hangsebességhez zajt és teljesítmény-csökkenést okozhat.