Hélice
Una hélice es un dispositivo con un cubo giratorio y palas radiantes que se colocan en un paso para formar una espiral helicoidal que, cuando se gira, ejerce un empuje lineal sobre un fluido de trabajo, como el agua o el aire. [1] Las hélices se utilizan para bombear fluido a través de una tubería o conducto, o para crear empuje para propulsar un bote a través del agua o un avión a través del aire. Las palas tienen una forma especial para que su movimiento de rotación a través del fluido provoque una diferencia de presión entre las dos superficies de la pala según el principio de Bernoulli que ejerce fuerza sobre el fluido. [2] La mayoría de las hélices marinas son hélices de tornillo.con palas helicoidales que giran sobre un eje de hélice con un eje aproximadamente horizontal. [3]
El principio empleado en el uso de una hélice se deriva del remo . En el remado, una sola hoja se mueve a través de un arco, de lado a lado teniendo cuidado de seguir presentando la hoja al agua en el ángulo efectivo. La innovación introducida con la hélice de tornillo fue la extensión de ese arco en más de 360 ° al unir la pala a un eje giratorio. Las hélices pueden tener una sola pala , pero en la práctica casi siempre hay más de una para equilibrar las fuerzas involucradas.
El origen de la hélice de tornillo comienza al menos ya en Arquímedes (c. 287 - c. 212 a. C.), quien utilizó un tornillo para levantar agua para el riego y los botes de achique, tan famoso que se hizo conocido como el tornillo de Arquímedes . Probablemente fue una aplicación del movimiento en espiral en el espacio (las espirales fueron un estudio especial de Arquímedes ) a una rueda de agua hueca y segmentada utilizada para el riego por los egipcios durante siglos. Un juguete volador, el helicóptero de bambú , se disfrutó en China a partir del año 320 d.C. Más tarde, Leonardo da Vinci adoptó el principio del tornillo para conducir su helicóptero teórico, cuyos bocetos implicaban un gran tornillo de lona sobre su cabeza.
En 1661, Toogood y Hays propusieron utilizar tornillos para la propulsión por chorro de agua, aunque no como hélice. [4] Robert Hooke en 1681 diseñó un molino de agua horizontal que era notablemente similar a la hélice de eje vertical Kirsten-Boeing diseñada casi dos siglos y medio después en 1928; dos años más tarde, Hooke modificó el diseño para proporcionar fuerza motriz a los barcos a través del agua. [5] En 1693, un francés de nombre Du Quet inventó una hélice de tornillo que se probó en 1693 pero luego se abandonó. [6] [7] En 1752, la Academie des Sciencesen París otorgó a Burnelli un premio por el diseño de una rueda de hélice. Aproximadamente al mismo tiempo, el matemático francés Alexis-Jean-Pierre Paucton, sugirió un sistema de propulsión de agua basado en el tornillo de Arquímedes. [5] En 1771, el inventor de la máquina de vapor James Watt sugirió en una carta privada el uso de "remos en espiral" para propulsar barcos, aunque no los utilizó con sus máquinas de vapor, ni implementó la idea. [8]
Uno de los primeros usos prácticos y aplicados de una hélice fue en un submarino llamado Turtle que fue diseñado en New Haven, Connecticut, en 1775 por el estudiante e inventor de Yale David Bushnell , con la ayuda del relojero, grabador y fundidor de latón Isaac. Doolittle , y con el hermano de Bushnell, Ezra Bushnell, y el carpintero y fabricante de relojes Phineas Pratt, construyendo el casco en Saybrook, Connecticut. [9] [10] En la noche del 6 de septiembre de 1776, el sargento Ezra Lee pilotó Turtle en un ataque al HMS Eagle en el puerto de Nueva York. [11] [12] Tortugatambién tiene la distinción de ser el primer submarino utilizado en batalla. Bushnell describió más tarde la hélice en una carta de octubre de 1787 a Thomas Jefferson: "Un remo formado según el principio del tornillo se fijaba en la parte delantera del barco, su eje entraba en el barco y, al girar en un sentido, hacía que el barco avanzara, pero giraba el de otra manera lo remaba hacia atrás. Estaba hecho para ser girado con la mano o con el pie ". [13] La hélice de latón, como todas las piezas de latón y móviles del Turtle , fue fabricada por el "ingenioso mecánico" Issac Doolittle de New Haven. [14]
