ملخ (وسیله)

چرخاندن یک ملخ همیلتون استاندارد مدل ۵۴H۶۰ بر روی موتور چهارم یک هواپیمای پی-۳ اوریون نیروی دریایی آمریکا به عنوان بخشی از وارسی‌های پیش از پرواز.

ملخ وسیله‌ایست که برای تبدیل نیروی مکانیکی به نیروی رانش در هواگردها و کشتی‌ها استفاده می‌شود. نیروی رانش لازم از راه به حرکت درآوردن هوا یا آب فراهم می‌شود. یک ملخ از دو یا چند تیغهٔ تاب‌خورده تشکیل می‌شود. وقتی ملخ حول محور خود می‌چرخد، برآر تولید شده توسط این تیغه‌ها در جهت افقی باعث حرکت هواگرد می‌شود.

ملخ‌ها در سامانه‌های پیشرفته، وظیفهٔ تبدیل قدرت چرخشی میل‌لنگ موتور (در موتورهای پیستونی) را به نیروی پیشرانه دارند. این نیرو برابر است با حاصل ضرب جرم هوای به عقب رانده شده به وسیله ملخ در ثانیه و سرعتی که به این جریان هوا داده می‌شود. چنانچه فردی در هنگام سکون هواپیما روی زمین در عقب ملخ در حال چرخش ایستاده باشد این جریان هوا را کاملا حس می‌نماید. به طور اصولی، پره یک ملخ همانند یک بال کوچک بوده که تولید کنندهٔ نیروی آیرودینامیکی است. این نیروی آیرودینامیکی را می‌توان به یک مولفه نیرو در امتداد محور هواپیما (نیروی پیشرانه)، و مولفه دیگر در صفحهٔ پره‌های ملخ (نیروی گشتاوری) تجزیه نمود. پره ملخ از یک سری مقاطع ماهی‌واره شکل تشکیل شده که امکان دارد شکل آن از ریشه تا نوک پره تغییر نماید. ملخ نسبت به هواپیما در حال چرخش است و از این‌رو جریان نسبی عبور داده شده متشکل از مجموع بردارهای سرعت جریان آزاد هواپیما و سرعت چرخشی ملخ است. زاویه بین این سرعت نسبی و صفحهٔ چرخش ملخ به نام زاویهٔ حلزونی معروف است. برای سرعت معین یک هواپیما، این زاویهٔ حلزونی از ریشه تا نوک پره تغییر می‌نماید، زیرا مقاطع نوک ملخ سریعتر از مقاطع ریشه در حال چرخش هستند.

ملخ‌های هواپیما

ملخ‌های هواپیما را می‌توان به ۸ دستهٔ کلی تقسیم کرد.

• ملخ گام ثابت: ملخ بصورت یک تکه ساخته می‌شود، زاویهٔ گام آن ثابت است و معمولاً در انواع دو پره ساخته می‌شود. جنس این نوع ملخ غالبا چوبی یا فلزی می‌باشد. انواع چوبی آن در جنگ جهانی، معمولاً در هواپیماهای شخصی و تجاری استفاده می‌شد. یک ملخ چوبی، از یک بلوک جامد بریده نشده بلکه از تعدادی لایه‌های مجزا ساخته شده که به دقت انتخاب شده‌اند. امروزه ملخ‌های فلزی کاربرد گسترده‌ای در تمامی انواع هواپیماها دارند که ظاهر آن همانند انواع چوبی آن می‌باشد با این تفاوت که مقطع آن معمولاً باریکتراست.

• ملخ‌های با گام قابل تنظیم زمینی: در این نوع ملخها زاویهٔ گام ثابت نیست و می‌تواند تغییر کند اما این تغییرات فقط باید توسط ابزارهایی روی زمین انجام شوند. این ملخها دارای قسمتی به نام هاب می‌باشند. • ملخ دو مکانه: دراین نوع ملخ خلبان می‌تواند زاویه گام را از یک زاویه به یک زاویه دیگردر حین پرواز تغییر دهد.

• ملخ‌هÃای با پیچ قابل کنترل: خلبان می‌تواند در حین پرواز و یا هنگام کار انداختن موتور، گام ملخ را تغییر دهد. این کار غالبا با یک سیستم هیدرولیکی صورت می‌گیرد.

• ملخ سرعت ثابت: در این نوع، به وسیله سیستم‌های الکتریکی یا هیدرولیکی، ملخ با سرعت ثابت می‌گردد و موجب می‌شود زاویه حمله به گونه‌ای تغییر کند که سرعت ثابت موتور حفظ گردد. وقتی که توان موتور افزایش می‌یابد، زاویه حملهٔ پره نیز افزایش می‌یابد تا ملخ را مجبور کند تا توان اضافی را جذب کند و دور ثابت بماند.

• ملخهای پر زن: بعضی از ملخها امکان دارد در حالت پرواز اصطلاحا پرپر بزنند. بدین معنی که پره‌ها به صورتی می‌چرخند که لبهٔ حملهٔ مقاطع ماهی‌واره در امتداد جریان هوای آزاد قرار می‌گیرند. پرپر زدن معمولاً در حالت سکون انجام می‌پذیرد، زیرا صدمهٔ کمتری به موتور آمده و پسای ملخها کاهش می‌یابند.

• ملخهای گام معکوس: این ملخها از انواع ملخهای سرعت ثابت بوده و دارای گام معکوس می‌باشند که به عنوان ترمزهای فرود استفاده می‌شوند. در این حالت، با چرخش پره به سمت زوایای حمله منفی، نیروی پیشرانهٔ منفی ایجاد می‌گردد.

• ملخ‌های کنترل بتا: در این ملخها تغییر دستی زاویه حمله وجود دارد و در جاهایی که نیاز به کنترل دستی نیروی تراست می‌باشد، استفاده می‌شود.

در یک دسته بندی دیگر می‌توان ملخهای هوپیما را به دو نوع ملخ‌های پوشر و ملخ‌های تراکتوری تقسیم کرد. نوع اول در انتهای موتور موتور نصب می‌شود و تراست تولید شدهٔ آن هواپیما را به جلو هل می‌دهد. نوع دوم در جلوی هواپیما نصب می‌شود و هواپیما را با خود می‌کشد.

پره‌های برآزا: در بالگردان، پره چرخنده وسیله‌ای برای تولید نیروی برا می‌باشد. پره‌های روتور (چرخنده) دارای شکل ماهی‌واره بوده و طول آنها بلند و کشیده‌است (نسبت منظری زیاد) تعداد پره‌ها بستگی به عوامل طراحی دارد. به طور کلی، برای بالگردانهای سنگین پره‌های بیشتری استفاده شده تا اینکه نسبت بار گذاری روی هر یک از پره‌ها کاهش یابد.

یکی از شرکت‌های تولید کنند ملخ هواپیما شرکت مادو می‌باشد که بیشترین فعالیت آن در زمینه ملخ و موتور است.

منابع

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ ملخ (وسیله) موجود است.

• برگرفته از کتاب آئرودینامیک به زبان ساده/ تئودر تالی
• ترجمه متون اینترنتی