عرض مصدر مروحة (علم الطيران)

{{عن|المروحة في علم الطيران||مروحة (توضيح)}}

تقوم '''مروحة [[مركبة جوية]]''' بتحويل الحركة الدورانية من [[محرك|المحرك]] أو أي مصدر [[طاقة ميكانيكية|طاقة ميكانيكى]] آخر، لتوفير [[قوة|القوة]] الدافعة، وتتضمن محور دوار يرتبط به إطار من شفرات الأجنحة (ريش المروحة)، وتدور تلك التجميعة بالكامل حول المحور الطولي. ويمكن التحكم في درجة [[ميل (وحدة)|ميل]] شفرات المروحة بالتغيير يدويا، أو بالتغيير [[أوتوماتيك]]يا، وضع «[[سرعة متجهة|السرعة الثابتة]]».[[ملف:US Navy 060817-N-1467R-042 A Sailor assigned to Assault Craft Unit Four (ACU 4) stationed at Little Creek Amphibious Base, Va., checks the propeller of a Landing Craft Air Cushion (LCAC).jpg|تصغير|بحار يتفقد مروحة للملاحة الأمريكية]][[ملف:Precision air ATR72 5423a.gif|تصغير|أ تي أر 72 خلال رحلة]]
وتتصل مروحة الدفع ب[[علبة سرعة|ناقل الحركة]] مباشرة، أو من خلال تقليل النقل أو السرعة، وخاصة في تصاميم الطائرات الكبيرة. في البداية، نحتت معظم مراوح الطائرات باليد من [[خشب|الخشب]] [[فولاذ|الصلب]] أو المغلف بصفائح، في حين أصبحت الإنشاءات [[معدن|المعدن]]ية في وقت لاحق أكثر شعبية، وفي الآونة الأخيرة أستخدمت المواد المركبة بشكل متزايد.
تتناسب المراوح مع السرعات التي تحت مستوى [[سرعة الصوت]] والتي تصل إلى حوالي 480 [[ميل (وحدة)|ميلا]] في [[ساعة (توضيح)|الساعة]] (770 [[كم (توضيح)|كم]] / ساعة)، حيث إذا زادت السرعة عن ذلك تتخطى أطراف شفرات المروحة سرعة الصوت، ويحتمل وجود صدمات تسبب السحب العالية ومشاكل [[ميكانيكي]]ة أخرى.

== التاريخ ==
[[ملف:Taketombo.JPG|تصغير|نموذج للهيلوكوبتر الخيرزان الصيني]][[ملف:Leonardo da Vinci helicopter.jpg|تصغير|منطاد ليوناردو الهوائي]][[ملف:Taketombo.JPG|تصغير|نموذج للهيلوكوبتر الخيرزان الصينية]]جاءت أولى المراجع عن الطيران العمودي من [[الصين]].منذ حوالي 400 سنة [[قبل الميلاد]]،<ref name="Gordon2">Leishman, J. Gordon. ''Principles of Helicopter Aerodynamics''. Cambridge aerospace series, 18. Cambridge: [[مطبعة جامعة كامبريدج]], 2006. ISBN 978-0-521-85860-1. [http://terpconnect.umd.edu/~leishman/Aero/history.html] Web extract {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150203102724/http://terpconnect.umd.edu/~leishman/Aero/history.html|date=03 فبراير 2015}} {{وصلة مكسورة|تاريخ=2020-08-02|bot=JarBot}}</ref> بينما كان الأطفال الصينيين يلعبون بلُعب الطائرة المصنوعة من [[خيزران|الخيزران]].<ref>[http://www.aerospaceweb.org/design/helicopter/history.shtml] "Early Helicopter History." ''Aerospaceweb.org.'' Retrieved: 12 December 2010 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171018101843/http://www.aerospaceweb.org/design/helicopter/history.shtml|date=18 أكتوبر 2017}}</ref><ref name="Taking Flight: Inventing the Aerial Age, from Antiquity Through the First World War2">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Taking Flight: Inventing the Aerial Age, from Antiquity Through the First World War|ناشر=Oxford University Press|صفحات=22–23|isbn=978-0-19-516035-2|مسار=https://books.google.com/books?id=YRqV_PayIKIC&pg=PA22|تاريخ=8 May 2003|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200103210948/https://books.google.com/books?id=YRqV_PayIKIC&pg=PA22|تاريخ أرشيف=3 يناير 2020}}</ref><ref name="china-12">Goebel, Greg. {{استشهاد ويب|مسار=http://www.vectorsite.net/avheli_1.html|عنوان="The Invention Of The Helicopter."|تاريخ الوصول=13 نوفمبر 2016|تاريخ أرشيف=29 يونيو 2011|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20110629140626/http://www.vectorsite.net/avheli_1.html|حالة المسار=dead}} ''Vectorsite.net.'' Retrieved: 11 November 2008</ref> والفكرة كانت بمسك [[عصا]] وإدارتها بين الأيدي. تلك العصا بها مروحة، وعند إطلاقها ترتفع لأعلى.<ref name="Gordon2" /> وفي [[القرن 4|القرن الرابع]] بين جى هونج في كتابه [[طاوية|الطاوي]] باوبوزي (والذى اعتنق مبدأ البساطة) بعض الأفكار المرتبطة لخلق وصنع طائرة بجناح دوار.<ref name="china-22">Fay, John. [http://www.helis.com/pioneers/1.php] "Helicopter Pioneers&nbsp;– Evolution of Rotary Wing Aircraft." ''Helicopter History Site.'' Retrieved: 28 November 2007 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171018101843/http://www.helis.com/pioneers/1.php|date=18 أكتوبر 2017}}</ref>
 [[ملف:Lomonocov s Aerodynamic Machine 01.jpg|تصغير|مروحة لومونسوف]]
ظهرت تصاميم مماثلة إلى لعبة [[مروحية|هليكوبتر]] الصينية في [[لوحة|لوح]]ات [[عصر النهضة]] وغيرها من الأعمال.<ref>[[Donald F. Lach]]. (1977). [https://books.google.com/books?id=N0xD7BYXv_YC] ''Asia in the making of Europe. Volume II, A Century of Wonder''. p. 403 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170306065039/https://books.google.com/books?id=N0xD7BYXv_YC|date=06 مارس 2017}}</ref>
[[ملف:Hercules.propeller.arp.jpg|تصغير|المراوح الريشية لطائرة راف هيركليز سى 4]]
وحتى أوائل 1480، عندما اخترع [[ليوناردو دا فينشي]] تصميم لآلة يمكن وصفها بأنها «اللولب الجوي»، وحيث كان أي تقدم محرز في اتجاه الطيران العمودي. وأشارت مذكراته أنه بنى نماذج طيران صغيرة، ولكن لم تكن هناك مؤشرات على أي تدابير لوقف الدوار من جعل المركبة تدور.<ref name="flight-1">Rumerman, Judy. [https://www.centennialofflight.net/essay/Rotary/early_helicopters/HE1.htm] "Early Helicopter Technology." ''Centennial of Flight Commission,'' 2003. Retrieved 12 December 2010 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170703132508/http://www.centennialofflight.net/essay/Rotary/early_helicopters/HE1.htm|date=03 يوليو 2017}}</ref><ref name="aerial screw">Pilotfriend.com [http://www.pilotfriend.com/photo_albums/helicopters/Leonardo%20Da%20Vinci's%20Helical%20Air%20Screw.htm] "Leonardo da Vinci's Helical Air Screw." ''Pilotfriend.com''. Retrieved 12 December 2010 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170704102345/http://www.pilotfriend.com/photo_albums/helicopters/Leonardo%20Da%20Vinci's%20Helical%20Air%20Screw.htm|date=04 يوليو 2017}}</ref> وكلما زادت المعرفة العلمية وأصبحت أكثر قبولا، تواصلت متابعة فكرة الطيران العمودي. كثيرا من تلك النماذج و[[آلة|الآلات]] في وقت لاحق كانت أكثر شبها للخيزران الطيار القديم مع أجنحة الغزل، بدلا من لولب ليوناردو.
وفي يوليو 1754، اخترع الروسي [[ميخائيل لومونوسوف]] نموذج محوري بعد الصينيين ولكنه كان يدفع بأداة دفع الهواء <ref name="Leishman 2006, p. 8">Leishman, J. Gordon (2006). [https://books.google.com/books?id=nMV-TkaX-9cC&lpg=PP1&dq=Principles%20of%20Helicopter%20Aerodynamics] Principles of Helicopter Aerodynamics. Cambridge University Press. p. 8. ISBN 0-521-85860-7 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170306033318/https://books.google.com/books?id=nMV-TkaX-9cC&lpg=PP1&dq=Principles%20of%20Helicopter%20Aerodynamics|date=06 مارس 2017}}</ref> وشرحه وقدمه ل[[الأكاديمية الروسية للعلوم|لأكاديمية الروسية للعلوم]]. كان يعمل بنفخ [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]]، واقترح كوسيلة لرفع أدوات [[علم الأرصاد الجوية|الأرصاد الجوية]]. في 1783، قام كريستيان دى لاونواى ومهندسهه بينفينو بعمل نموذج على خلفية الرأس الصينية ذات المحور المركزي وتكونت شفرات مروحته الدوارة من [[ريشة (توضيح)|ريش]] ديك رومي.<ref name="Leishman 2006, p. 8"/> وفي 1784، أوضحهه ل[[الأكاديمية الفرنسية للعلوم|لأكاديمية الفرنسية للعلوم]]. وتم تقديم نموذج للمنطاد ذو محرك من قبل جون بابتيست في 1783. بينت الرسومات طوله حيث كان 260 قدم (79 متر) ومغطى بشكل انسيابي وملحق ب[[بالون]]ات هوائية داخلية تنظم حركة الصعود. صمم ذلك المنطاد للتحرك بثلاث مراوح دافعة. سنة 1784، قام [[جان بيير بلانشار]] بتركيب مروحة تعمل بالطاقة اليدوية للبالون، وهي أول وسيلة سجلت لدفع المنطاد عاليا.<ref>Winter & Degner (1933), pp. 26–27.</ref> تأثر جورج جايلاي بسحر الطفولة في الرأس الصينية الطائرة، لذلك وضع نموذجا من الريش مشابه لنموذج لاونواى وبينفينو ولكن مدعوم بأربطة ال[[مطاط]]ية. وبحلول نهاية القرن، كان قد تقدم لاستخدام [[شراع]] من [[قصدير|القصدير]] للشفرات الدوارة ومنفاخ هواء كمصدر للطاقة. كما أن كتاباته عن [[تجربة|تجارب]]ه ونماذجه أصبحت مؤثرة على [[قائمة رواد الطيران|رواد الطيران]] في [[المستقبل]].<ref name="flight-1"/>[[ملف:Vans.rv-7a.g-jfrv.arp.jpg|تصغير|مروحة بثلاث ريش لطائرة خفيفة]]
أرسل ويليام بلاند تصاميم لمنطاده الأوتوماتيكى إلى معرض مملوك في [[لندن]]، حيث عرض ذلك النموذج. وكان بالون ممدود ب[[محرك بخاري|محرك بخار]] وبزوج من المراوح تعلق تحته.<ref>[http://nla.gov.au/nla.news-article2032274 ''Airship honours for Australia - Bland's remarkable invention more than 70 years ago.'' The Argus, September 13, 1924] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200430191206/https://trove.nla.gov.au/newspaper/article/2032274 |date=30 أبريل 2020}}</ref><ref>[https://www.smh.com.au/national/visions-of-a-flying-machine-20060511-gdniu8.html ''Visions of a flying machine.'' The Sydney Morning Herald, May 11, 2006] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170805042017/http://www.smh.com.au/news/national/visions-of-a-flying-machine/2006/05/10/1146940613357.html |date=05 أغسطس 2017}}</ref> وفي سنة 1870 صمم ألفونس بينود نموذج للعبة هيلكوبتر ذو محور مركزي دوار ومدعومة بأربطة مطاطية. في عام 1872 أطلق دوبوي دي لومي بالون كبير للملاحة، حيث إمتلك مروحة كبيرة تدفع من قبل ثمانية رجال.<ref>Brooks, Peter, W., Zeppelin: Rigid Airships 1893–1940, Washington, Smithsonian Institution Press, 1992, ISBN 1-56098-228-4 p. 19.</ref> قام حيرم ماكسيم ببناء مركبة تزن 3.5 [[طن]]، ويصل [[طول]] أجنحتها ل 110 [[قدم]] (34 [[متر]]) ويقوم بدفعها زوج من المراوح والتي يشغلها زوج من المحركات البخارية بقوة 360 [[فرس|حصان]] (270 [[وات (توضيح)|ك وات]]) وفي عام 1894 تم اختبار جهازه مع [[قضيب (توضيح)|القضبان]] العلوية لمنعها من الارتفاع. وأظهر الاختبار أن لديه ما يكفي من الرفع للإقلاع.<ref>Beril, Becker (1967). ''Dreams and Realities of the Conquest of the Skies''. New York: Atheneum. pp. 124–125</ref> إحدى ألعاب [[بينوود]]، أعطت إليهم كهدية من أبيهم وكانت إلهام الأخوين رايت لملاحقة حلم الطيران.<ref>{{استشهاد ويب| مسار = https://www.loc.gov/teachers/classroommaterials/primarysourcesets/flight/pdf/teacher_guide.pdf| عنوان =| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20171118192712/http://www.loc.gov/teachers/classroommaterials/primarysourcesets/flight/pdf/teacher_guide.pdf | تاريخ أرشيف = 18 نوفمبر 2017 }}</ref> وقدم الأخوان رايت ما يسمى بالأجنحة الملتوية وهي شكل لمروحة طائرة. وفي الوقت الذي كان فيه مهندسون سابقون يحاولون تصميم المراوح الجوية على أساس المراوح [[قوات بحرية|البحرية]]، أدرك الأخوان رايت أن المروحة مهمة تماما كالجناح، وكانوا قادرين على استخدام بيانات تجارب [[نفق رياح|النفق الهوائي]] على الأجنحة السابقة، لعمل التواء على طول شفرات المروحة.<ref>{{استشهاد بكتاب
 | عنوان = Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge
 | سنة = 2008
 | ناشر = U.S. Federal Aviation Administration
 | مكان = Oklahoma City
 | المعرف = FAA-8083-25A
 | صفحات = 2–7 ie page 7 of Chapter 02: Aircraft Structure
 | مسار= https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/pilot_handbook/ |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20160702052140/http://www.faa.gov:80/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/pilot_handbook/|تاريخ أرشيف=2016-07-02}}</ref> وكات كفاءة شفرات مروحتهم الأصلية حوالى 82% ، مقارنة بنسبة ال90% للمراوح الحديثة.<ref>Rogers, David F. "[http://www.nar-associates.com/technical-flying/propeller/cruise_propeller_efficiency_screen.pdf Propeller Efficiency]", page 3. ''NAR'', 2010. Accessed: 28 August 2014. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160303214021/http://www.nar-associates.com/technical-flying/propeller/cruise_propeller_efficiency_screen.pdf |date=03 مارس 2016}}</ref>
[[ملف:Propeller diagram.jpg|تصغير|قطاع عرضى للمروحة المعيارية لهميتون. تلك الطائرة ثابتة السرعة استخدمت في كثير من المعارك الأمريكية]]
كان خشب الماهوجانى هو المفضل لعمل المراوح خلال [[الحرب العالمية الأولى]]، ولكن نقص المواد في وقت الحرب شجعت استخدام خشب [[جوز|الجوز]] و[[سنديان|البلوط]]، و[[كرز|الكرز]]، و[[الرماد (مسلسل)|الرماد]].<ref>{{استشهاد بكتاب |الأخير=Ayres |الأول=Leonard P. |مؤلف-وصلة = |عنوان =The War with Germany |سنة=1919 |مسار=https://archive.org/details/cu31924027816820 |ناشر =United States Government Printing Office |المجلد = |طبعة =Second |تاريخ =1919 |مكان =Washington, DC |صفحة =[https://archive.org/details/cu31924027816820/page/n97 92] |isbn =}}</ref> وكان [[ألبرتو سانتوس]] ديمونت رائد آخر سابق، له تصميم مروحة لطائرته قبل الأخوين رايت (ولو لم يكن بنفس الكفاءة).<ref>Henri R. Palmer Jr. ''The birdcage parasol,'' Flying Magazine oct. 1960 p51</ref> لقد طبق المعرفة التي حصلها من خبراته مع الطائرات لعمل مروحة بعمود أو ناقل من الصلب وشفرات [[ألومنيوم]] لطائرته ذات الجناحين بيس 14 سنة 1906. بعض تصاميمه استخدمت ورقة من الألومنيوم للشفرات، وبالتالي خلق شكل [[جنيح (طيران)|الجنيح]]. كان به تحدب خطير بالإضافة إلى عدم وجود تطور طولي جعلها أقل [[كفاءة]] من مراوح رايت.<ref>Physical propeller theory was at the time restricted to the [[وليم رانكين]]-[[William Froude|Froude]] theory, also known as the "actuator disc theory" or the axial momentum theory. That theory however adequate, does not give indication on the shape that should be given to the propeller. This would be solved regarding that theory only in the 1920s by complement of the [[قانون بيتز|Betz]] law (Goldstein, Betz, Prandtl and Lanchester): William Graebel, ''Engineering Fluid Mechanics'', p144 , ISBN 1-560-32711-1, John Carlton, ''Marine Propellers and Propulsion'', p169, ISBN 978-0-08-097123-0. The Wright brothers however were equating the propeller blade to an airfoil instead, which for they previously had already determined the aerodynamic behavioural patterns: John David Anderson, ''A History of Aerodynamics: And Its Impact on Flying Machines'', ISBN 0-521-66955-3</ref> ومع ذلك، ربما كان هذا أول استخدام للألومنيوم في بناء الطائرات. وأصلا، الجنيح الدوار وراء الطائرة، والذي يدفعها، كان يسمى المروحة، في حين سمي الذي يسحبها من الأمام [[جرار (توضيح)|جرار]].<ref>Encyclopedia Britannica, 1910 edition, volume 30 (1922 supplement), in the article "Aeronautics" page 20. "Airscrews have been described as 'tractors' and 'propellers', according as the airscrew shaft is placed in tension or in compression by the thrust, and corresponding aeroplanes are usually called by the same names. The first biplanes, those of the Wrights and the Farmans, were of the propeller type, colloquially 'pushers'; almost all monoplanes were 'tractors.'</ref> مؤخرا أصبح ما يسمى بالدافع منصب في نهاية الطائرة على عكس الجرار المركب بالأمام وكلاهما يعتبر مروحة.وأكتملت تماما [[ديناميكا هوائية|الديناميكيات الهوائية]] لمروحة السرعة المنخفضة في 1920، ولاحقا، أصبحت مشكلة الحصول على طاقة أكبر وبحيز [[قطر]]ى أقل أكثر تعقيدا.

== نظرية وتصميم مراوح الطائرات ==
صممت المروحة تصميما جيدا وبشكل نموذجي تصل كفاءتها إلى حوالي 80٪ عندما تعمل في أفضل نظام.<ref>[https://allstar.fiu.edu/aero/BA-Background.htm Propeller Aircraft Performance and The Bootstrap Approach] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180319171134/http://www.allstar.fiu.edu/aero/ba-background.htm |date=19 مارس 2018}}</ref> وتتأثر كفاءة المروحة من زاوية الهجوم ([[ألفا (حرف)]]).ويعرف ذلك على أنه [[ألفا (حرف)]] = [[في (حرف يوناني)|فاي (حرف)]] – [[ثيتا]]،<ref name=kundu>{{استشهاد بكتاب
 | الأخير = Kundu
 | الأول = Ajoy
 | عنوان = Aircraft Design
 | مسار = https://archive.org/details/aircraftdesignca00kund
 | ناشر = Cambridge University Press
 | سنة = 2010
 | صفحة = [https://archive.org/details/aircraftdesignca00kund/page/n389 346]
 | isbn = 0521885167
}}</ref> حيث θ هي الزاوية الحلزونية (الزاوية بين [[محصلة (توضيح)|محصلة]] السرعة النسبية واتجاه دوران الشفرة) و Φ هي زاوية ميل شفة المروحة. الميل الصغير جدا والزاوية الحلزونية يعطيان أداء جيد ضد [[المقاومة والمواصلة الكهربائية|المقاومة]] لكن يوفران دفع قليل، بينما الزوايا الأكبر لها تأثير معاكس. وتعتبر أفضل زاوية حلزونية عندما تعمل الشفرات كأجنحة تنتج ارتفاعا أكثر من السحب.وتعتبر زاوية الهجوم مشابهة لنسبة التقدم بالنسبة للمراوح.
يتم تحديد كفاءة المروحة كالآتي:<ref name="Spak">[https://aeroastro.mit.edu/zoltan-spakovszky Prof. Z. S. Spakovszky] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200903124723/https://aeroastro.mit.edu/zoltan-spakovszky|date=3 سبتمبر 2020}}. "[http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node86.html#SECTION06374300000000000000 11.7.4.3 Efficiency]" ''{{Ill-WD2|MIT turbines|id=Q6784301}}'', 2002. [http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/notes.html Thermodynamics and Propulsion, main page] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120628044328/http://web.mit.edu/aeroastro/people/spakovszky.html|date=28 يونيو 2012}}</ref>

[[ملف:Airbus A400M EC-404 ILA 2012 11 (cropped2).jpg|تصغير|المروحة التربونية إيربص أ 400)]]

<math>\eta = \frac{\hbox{propulsive power out}}{\hbox{shaft power in}} = \frac{\hbox{thrust}\cdot\hbox{axial speed}}{\hbox{resis torque}\cdot\hbox{rot speed}}.</math>

المراوح المستخدمة في قسم الجنيح مشابهة لجناح السحب المنخفض وعموما تكون منخفضة في كفاءة عملها إذا كانت في وضع غير زاوية الهجوم المثلى.ولذلك تستخدم بعض المراوح آلية الميل المتنوع بحيث تتغير زاوية ميل الشفرات مع تغير سرعة المحرك أو الطائرة.
مروحة الشفرات الثلاث للطائرة الخفيفة: الناقلة أر في-7أ
وهناك اعتبار آخر هو عدد وشكل الشفرات (ريش) المستخدمة.فزيادة نسبة [[حجم]] الريش يقلل السحب ولكن [[كمية]] الدفع المنتجة تعتمد على منطقة الشفرات، ولذلك استخدام شفرات ذات حجم عالي تؤدى لإفراط في قطر المروحة.وتوازن آخر حيث استخدام عدد أقل من الريش يقلل من آثار التدخل بينها، ولكن لكى نمتلك منطقة شفرات كافية لنقل الطاقة المتاحة في قطر محدد يعني أننا بحاجة إلى حل وسط.وزيادة عدد الشفرات يقلل مسحة العمل التي تحتاجها كل شفرة، مما يحد من عدد [[ماخ (توضيح)|ماخ]] المحلي –حد أداء عالي للمراوح.
يعانى أداء المروحة كلما إقتربت سرعة الشفرات من سرعة الصوت.ولأن سرعة الهواء النسبية في أي قسم من المروحة هي حاصل جمع سرعة الطائرة وسرعة الانحراف بسبب الدوران، فإن أطراف شفرات المروحة ستصل لسرعة الصوت قبل الطائرة نفسها.عندما يصل الهواء المتدفق حول طرف الشفرات إلى سرعته الحرجة، تزداد مقاومة [[عزم الدوران]] والسحب بشكل كبير وتباعا تزداد موجات التصادمات بشدة.ولذلك لا تطير الطائرات ذات المروحة التقليدية أوسع من [[ماخ (توضيح)|ماخ]] 0.6 رغم وجود طائرة مروحية وصلت لسرعة ماخ 0.8 لكن بالطبع عدم كفاءة المروحة عند تلك السرعة يجعل من النادر حدوثها.
وقد كانت هناك جهود لتطوير مراوح الطائرات بسرعات عالية.<ref>[https://planesandpilotsofww2.webs.com/Fisher.html ''Pushing The Envelope With Test Pilot Herb Fisher''.] ''Planes and Pilots of World War 2,'' 2000. Retrieved: 22 July 2011. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150402105803/http://planesandpilotsofww2.webs.com/Fisher.html |date=02 أبريل 2015}}</ref> «الإصلاح» هو مشابه لتصميم الجناح الأسرع من الصوت.حيث تظل السرعة النسبية العظمى أقل بقدر الإمكان بالتحكم الحذر بالميل للسماح للشفرات بالحصول على زوايا لولبية أكبر، ثم تستخدم أقسام شفرة رقيقة فتعيد الشفرات مرة أخرى في شكل السيف (مروحة بحد سيفى)، يتم استخدام عدد أكبر من الشفرات لتقليل عمل الشفرة وكذلك تقليل طول الدورة، ويستخدم الدوران المرتد.والمراوح المصممة أكثر كفاءة من مراوح التربو وسرعتها الصاروخية (ماخ 0.7 -0.85) مناسبة لطياران الخطوط الجوية، ولكن الضوضاء المتولدة منها هائلة (أنتونوف أن -70 وتوبوليف تى -95)

=== القوى العاملة (المؤثرة) على المروحة ===
تعمل قوى خمس على ريش مراوح الطائرات في وضعية الحركة. بعض من هذه القوى يمكن ترتيبها لتتصرف فيما بينها، وبالتالى الحد من الضغوط الميكانيكية الشاملة المفروضة.<ref name="beaumont">Beaumont, R.A.; ''Aeronautical Engineering'', Odhams, 1942, Chapter 13, "Airscrews".</ref><ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Airframe and Powerplant Mechanics Powerplant Handbook|ناشر=Federal Aviation Administration|صفحة=327|مسار=https://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/AC_65-12A.pdf| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170513235906/https://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/AC_65-12A.pdf | تاريخ أرشيف = 13 مايو 2017 }}</ref>
==== قوة انحناء الدفع ====
تعمل قوة الدفع المحملة على شفرات (ريش) المروحة كرد فعل للهواء المعاكس لاتجاهها على ثنى الشفرات، لذا غالبا ما تميل الشفرات للأمام، ولذلك نجد أن [[قوة طرد مركزي|القوة الطاردة المركزية]] الظاهرية للدوران تعمل على انحناء الشفرات للخلف، وبالتالي تحقيق التوازن بين آثار الانحناء.
==== قوى الالتواء الديناميكى الهوائى والطرد المركزية ====
تم اختبار قوى التواء الطرد المركزية بالدوران السريع غير المتماثل.وفي المروحة، فإنها تعمل على التواء الشفرات لميل مناسب.ولذلك يترتب مركز الديناميكية الهوائية للضغط ليكون إلى الأمام قليلا من المنتصف الميكانيكي، وخلق لحظة التواء نحو الميل الخشن والتصدي للحظة الطرد المركزي .ومع ذلك في حالة الهبوط السريع من الممكن أن تتغير قوة الطرد المركزية بشكل كبير ما يعمل على اختلاف الحظات .
==== قوة الطرد المركزية ====
تشعر القوة بعمل الشفرات وتقوم بسحبها بعيدا عن المحور عند الدوران .وتترتب بشكل يعمل على إبطال قوة انحناء الدفع، كما الموضح أعلاه .
==== قوة انحناء عزم الدوران ====
مقاومة الهواء التي تعمل ضد الريش، والمصحوبة بآثار [[قصور ذاتي|القصور الذاتي]] تسبب انحناء ريش المروحة بعيدا عن اتجاه الدوران .
=== شفرات المروحة المنحنية ===
منذ 1940، فالمراوح ذات الأطراف المرتدة للخلف أو الشفرات المنحنية (شكل سيفى) تم دراستها تحت تطبيقات السرعة العالية لتأخر الصدمات الموجية، مشابهة لطريقة الجناح المكسح الخلفية، حيث تقترب أطراف الشفرات من سرعة الصوت .و توقع من طائرة النقل أ400م أن توفر المثال الأول: لاحظ أنها ليست مروحة بالفعل لأن المراوح ليست منصبة على ناقل المحرك مباشرة وإنما تدفع من خلال تقليل النقل أو السرعة .

== تغير الميل ==
الغرض من اختلاف زاوية الميل هو الحفاظ على أفضل زاوية للهجوم لشفرات المروحة، وإعطاء أقصى قدر من الكفاءة في جميع أنحاء نظام الرحلة .
=== الميل المتغير ===
ومشهد الصورة لمروحة [[هاميلتون]] المعيارية . وقد استخدم هذا النوع من مروحة السرعة الثابتة على العديد من المقاتلات [[الولايات المتحدة|الاميركية]] و[[قائمة قاذفات القنابل|قاذفات القنابل]] و[[قائمة طائرات النقل الخفيفة|طائرات النقل]] من [[الحرب العالمية الثانية]].
وتم تشغيل تجريبي لإعدادات التحكم في الميل في وقت مبكر، إما مع عدد قليل من مواقع محددة مسبقا أو متغير باستمرار .<ref name="beaumont" />
في أعقاب [[الحرب العالمية الأولى]]، وضعت المراوح التلقائية للحفاظ على الزاوية الأمثل للهجوم . وقد تم ذلك من خلال تحقيق التوازن لحظة التواء [[جاذبية (توضيح)|الجاذبية]] على الشفرات ومجموعة من الأثقال ضد قوى الديناميكية الهوائية والانطلاق على الشفرات .وكان للمروحة التلقائية ميزة كونها بسيطة، خفيفة [[وزن|الوزن]]، والتي لا تتطلب السيطرة الخارجية، ولكن كان أداء المروحة صعبا لتتناسب مع طاقة الطائرة الموضوعة .
قد تمتلك الطائرات الحديثة الخفيفة والطائرات المصنوعة محليا ميلا متغيرا (م م) للمروحة .وقد يتحول الأمر إلى التشغيل ا[[كهرباء|لكهربائ]]ى والتحكم اليدوى أو ب[[حاسوب|الكمبيوتر]].فالمروحة ستعمل ذاتيا وتكون مستقلة .
وهناك نموذج مبسط لمروحة في بى ذات السرعتين (الانطلاق ل[[إقلاع وهبوط عمودي|لإقلاع]])، والتى ضبطت لتلائم الإقلاع ثم أعدت للتحرك بسرعة بشكل صاروخى، وتظل المروحة تدور طوال باقى الرحلة .كما وجد نموذج أكثر بساطة وهو المروحة الأرض القابلة للتعديل، والتي يمكن تعديلها على الأرض .
=== السرعة الثابتة ===
 
والسرعة الثابتة هو تحسين أضفى على النوع الأوتوماتيك الذاتى .حيث يقوم هذا النوع ب[[معادلة رياضية|معادلة]] ميل الشفرات مع سرعة المحرك، وبالتالي الحفاظ على سرعة المحرك ثابتة لأي تحكم يدوي قائم .ref name="beaumont" /> تسمح المراوح ثابتة السرعة لل[[طيار]] بضبط سرعة الدوران وفقا للحاجة للحصول على أقصى قوة للمحرك أو أقصى قدر من الكفاءة، ويعمل حاكم المروحة كوحدة تحكم لحلقة مغلقة حيث تغير من زاوية ميل المروحة بالشكل الذي يحافظ على سرعة المحرك المحددة .ومثل هذا النظام يكون [[علم حركة السوائل|هيدرولكيا]] في معظم الطائرات، باستخدام زيت المحرك كما هو التدفق الهيدروليكى . ومع ذلك، طورت مراوح التحكم كهربائيا خلال الحرب العالمية الثانية وشهد استخدام واسع النطاق على [[طائرة عسكرية|الطائرات العسكرية]] وقد شهدت مؤخرا نهضة في الاستخدام على [[قائمة الطائرات المدنية|الطائرات المدنية]].{{بحاجة لمصدر|تاريخ=فبراير 2016|reason=claim of recent revival needs independent citation}}
=== الريش ===
المروحة الريشية الخارجية ت ب 400 [[عنفة غازية|توربينية]] الدفع المركبة بطائرة نقل الركاب أ400 م
في بعض المراوح ذات الميل المتغير، يمكن أن تدور الشفرات بشكل مواز لتدفق الهواء لتقليل التحرك في حالة فشل المحرك .وهذا ما يسمى بالريش، وهو مصطلح مأخوذ من [[تجديف (رياضة)|التجديف]].وفي حالة الطائرة بمحرك واحد سواء كانت شراعية أو توربينية فالتأثير يزيد من مسافة الانزلاق .وفي الطائرة متعددة المحركات، تدوير ريش المروحة على محرك به عطل يساعد على الحفاظ على الطائرة على ارتفاعها في ظل انخفاض طاقة المحركات الباقية .
معظم أنظمة ريش المروحة لمحركات ترددية بمعنى عند الانخفاض في ضغط الزيت تحرك الشفرات تجاه موضع الريش، وتتطلب من الطيار بالتحكم بالمروحة وإرجاعها لتوقيف الميل الكبير قبل وصول المحرك لعطل لحظى . عادة ما تستخدم أنظمة التحكم في الدفع التوربيني جهاز [[استشعار (توضيح)|استشعار]] عزم الدوران السلبي في علبة التروس للحد الذي يحرك الشفرات نحو الريش عندما لا يستطيع المحرك توفير الطاقة للمروحة . واعتمادا على التصميم، يستطيع الطيار أن يهيمن على توقفات الميل العالي بالضفط على ذر ويكمل عملية الريش، ربما تكون عملية الريش أتوماتيكية كليا .
=== الميل العكسى ===
في بعض الطائرات، مثل سى -130 هيركليز، يمكن للطيار تجاوز يدويا آلية السرعة الثابتة لعكس اتجاه زاوية الميل للشفرة، وبالتالي قوة الدفع للمحرك (على الرغم من دوران المحرك نفسه لا يعكس). وتستخدم هذه للمساعدة في ابطاء الطائرة بعد هبوطها من أجل إنقاذ الرداء على [[مكبح|المكابح]] و[[إطار مطاطي|الإطارات]]، ولكن في بعض الحالات يسمح للطائرات أن ترجع من نفسها - وهذا مفيد وبشكل خاص عند إخراج الطائرات العائمة من الأحواض أو الأرصفة المغلقة .
== مراوح عكس الدوران ==
تستخدم مراوح عكس الدوران أحيانا مع الطائرات التي تدفع بمحرك زوجى أو متعددة المحركات .فالمراوح المركبة على محركات الأجنحة تدور في اتجاهين متعاكسين .وبصفة عامة، المراوح على كلا محركين الطائرات ذوالمحركين تدور مع عقارب الساعة (كما يرى من خلف الطائرة).وبالنسبة للمراوح عاكسة الدوران فإنها تدور مع عقارب الساعة في المحرك على اليسار، وتدور عكس عقارب الساعة في المحرك على اليمين . ميزة مراوح عكس الدوران هي لتحقيق التوازن في آثار عزم دوران طاقة كبس المحرك العالية، فضلا عن آثار السبق التوازني (عامل السبق) خلال [[تدريب عسكري|مناورات الطيران]]، والقضاء على مشكلة المحرك الحرجة . ويشار إلى هذه أحيانا باسم مراوح «التسلم»، منذ وجود نماذج لليد اليسرى واليد اليمنى لكل مروحة .
== المروحة المضادة للدوران ==
تقوم المروحة مضادة للدوران بوضع اثنين من المراوح المعاكسة على ناقل حركة مركزي بحيث تعطل أحدهم الآخر .ما يوفر فوائد مروحة الدوران المعاكس لطائرة ذات [[مزود طاقة|مولد طاقة]] وحيد .وتوفر المروحة اللاحقة غالبية الدفع، بينما تقوم مروحة المؤخرة بتعويض فقد الطاقة من حركة [[دوامة (توضيح)|الدوامة]] الناتجة عن مروحة إزاحة الهواء .كما تعمل المضادة للدوران على زيادة قدرة المروحة لامتصاص الطاقة من المحرك الموجود، وبدون زيادة في قطر المروحة .ونستطيع القول أن [[التكلفة التصنيعية|التكلفة المضافة]] مستحقة ولها [[قيمة (توضيح)|قيمت]]ها مقابلة مع [[تلوث ضوضائي|الضوضاء]] ووزن النظام السابق، كما أنها الطريقة الوحيدة المستخدمة للطائرات عالية الأداء حيث الأداء المثالى أهم من الكفاءة .
== مراوح الطائرات ==
الفانة أو المروحة المقصودة هنا هي مروحة لها عدد كبير من الريش (الشفرات).ولذلك الفانة أو تلك المروحة توفر دفع أكبر بكثير لنفس قطر المروحة إلا أن المسافات القريبة بين الريش تولد تدفق هوائى أشد حولها .تلك التداخلات ستكون نافعة لو أن التدفقات فوق سرعة الصوت وتكبس من خلال موجات تصادمية متتالية . عن طريق وضع مروحة داخل شكل [[أنبوب]]ى، فأن أنماط تدفق محددة يمكن أن تنشأ اعتمادا على سرعة الطيران وأداء المحرك . وكلما يدخل الهواء القناة، يتم تقليل سرعته في حين يزداد [[ضغط|الضغط]] و[[درجة حرارة|درجة الحرارة]]. وإذا كانت السرعة دون سرعة الصوت التي تسير بها الطائرة عالية فهذا يخلق ميزتان: الهواء يدخل المروحة بسرعة ماخ أقل، وارتفاع درجة الحرارة يزيد من سرعة الصوت المحلية .وفي الوقت الذي يحدث فيه فقد في الكفاءة بسبب أن المروحة تعمل في مساحة صغيرة من المجرى الحر وبالتالى تستخدم هواء أقل، يتوازن مع ذلك احتفاظ المروحة الأنبوبية بالكفاءة في السرعات العالية حيث لا تستطيع المراوح التقليدية فعل ذلك .كما أن المروحة الأنبوبية لها فوائدها مع السرعات الأقل ولكن لابد من تغير شكل الأنبوب عن شكل السرعات العالية ما يسهل عملها .وفي تلك الحالة تسحب كمية أكبر من الهواء وكفائتها تتساوى مع المراوح التقليدية الغير الأنبوبية .كما تقل الضوضاء مع المراوح الأنبوبية، كما أن فصل المروحة عن الأنبوب يعمل على احتواء المخاطر .ومع ذلك علينا معرفة أن المراوح الأنبوبية تزيد الوزن، والتكلفة، والتعقيد، والسحب
== انظر أيضا ==
* [[دوار المروحية]]
* [[قائمة الطائرات المدنية]]
* [[طائرة عسكرية]]
* [[ميخائيل لومونوسوف]]
* [[ليوناردو دا فينشي]]
== مصادر ==
{{مراجع}}
== وصلات خارجية ==
* [https://web.archive.org/web/20111214083950/http://www.experimentalaircraft.info/homebuilt-aircraft/aircraft-propeller.php Experimental Aircraft Propellers]
* [http://howthingsfly.si.edu Smithsonian National Air and Space Museum's How Things Fly website]

{{تصنيف كومنز|Aircraft propellers}}
{{مكونات المحرك التوربيني الغازي للطائرات}}
{{Aircraft piston engine components}}
{{مكونات المحرك التوربيني الغازي للطائرات}}
{{شريط بوابات|تقانة|طيران|نقل|هندسة ميكانيكية}}

{{ضبط استنادي}}

[[تصنيف:هندسة الطيران والفضاء]]
[[تصنيف:مكونات دفع الطائرات]]