Vrtule jako námět pro praktické pracovní činnosti

Příspěvek popisuje vrtule jako strojní součást, která je potřebná v mnoha důležitých zařízeních, dopravních prostředcích, motorech, chladičích či ventilátorech apod. Tento námět je využitelný v praktických činnostech při výuce technických principů, rozeznávání různých druhů materiálů (dřeva, kovů, plastů), při určování základních vlastností materiálů (fyzikálních, technických a technologické zpracovatelnosti), při rozvoji praktických dovedností a výuce technologie ručního opracování materiálů. Pracovní postup realizace je dokumentován fotografiemi. Na tomto tématu lze demonstrovat fyzikální princip využití rozkladu sil v technické praxi a běžném životě. Vrtule umožňuje přeměňovat energii rotačního pohybu na tah, nebo naopak tah na rotační pohyb. Při rotaci vrtule ve vzduchu působí na každou část vrtule aerodynamická síla, podobně jako na křídle letadla. Vrtule se skládá z osy, na níž je připevněna "hlavice" s vrtulovými listy. Je používána pro pohon letadel, vzducholodí a některých jiných strojů nebo naopak pro zužitkování větrné energie.

Existují dvě teorie o funkci vrtule:

1. Vrtule koná šroubový pohyb a zařezává se do prostředí.
2. Vrtule má určitý profil, na kterém vzniká vztlak, který vrtuli nasaje do prostředí.

Podle Bernouillovy rovnice klesá v rychlejším proudu vzduchu tlak - nad křídlem vzniká sání (podtlak), pod křídlem přetlak. Tento rozdíl - vztlak - se s rostoucí rychlostí zvětšuje a křídlo vrtule nadnáší. Vztlak a hmotnost jsou dvě z hlavních opačně orientovaných sil, které působí na letoun. Síly, které působí, jsou tah - dopředná síla, vytvářená otáčením vrtule pohonem (v klouzavém letu přitažlivostí zemskou) - a odpor, způsobovaný vzduchem, v němž se letadlo pohybuje.

Obr.

Vztlak je významně ovlivňován úhlem, pod nímž se křídlo setkává s okolním vzduchem, to je takzvaný úhel náběhu.