نسبة التقدم

نسبة التقدم J هي مصطلح غير بُعدي يُعطى بواسطة: ^{[ 1 ] [ 2 ]}

${\displaystyle J={\frac {V_{a}}{nD}},}$

أين

V a	هي سرعة تدفق السائل الحر بالمتر/ثانية، وعادةً ما تكون السرعة الجوية الحقيقية للطائرة أو سرعة الماء للسفينة
ن	هي سرعة دوران المروحة بالدورات في الثانية
د	قطر المروحة بالمتر

يتم تعريف نسبة التقدم μ على النحو التالي: ^{[ 3 ] [ 4 ]}

${\displaystyle \mu ={\frac {V_{\infty }}{\Omega r}},}$

أين

V ∞	هي سرعة تدفق السائل الحر بالمتر/ثانية، وعادةً ما تكون السرعة الجوية الحقيقية للمروحية
Ω	سرعة دوران الدوار في${\displaystyle {\frac {rad}{s}}}$
ر	نصف قطر الدوار بالمتر

نسبة التقدم المنخفضة (J < 1): عندما تكون نسبة التقدم منخفضة، تتحرك المركبة للأمام ببطء مقارنةً بسرعة المروحة. يحدث هذا عادةً عند السرعات المنخفضة أو عندما تدور المروحة بسرعة كبيرة.

نسبة التقدم العالية (J > 1): عندما تكون نسبة التقدم عالية، تتحرك المركبة للأمام بسرعة أكبر مقارنةً بسرعة دوران المروحة. يحدث هذا عادةً عند السرعات العالية أو عندما تدور المروحة ببطء.

تُعدّ نسبة التقدم عاملاً حاسماً في تحديد كفاءة المروحة. فعند نسب تقدم مختلفة، قد تُنتج المروحة قوة دفع أكبر أو أقل. ويستخدم المهندسون هذه النسبة لتحسين تصميم المروحة والمحرك، مما يضمن تشغيل المركبة بكفاءة عند سرعة الإبحار المُصممة لها، انظر نظرية المروحة .

فعلى سبيل المثال، يجب أن يكون مروحة الطائرة فعالة أثناء الإقلاع (حيث تكون نسبة التقدم منخفضة) وعند التحليق على ارتفاعات عالية (حيث تكون نسبة التقدم أعلى). وبالمثل، يختلف تصميم مروحة القارب تبعًا لما إذا كان مصممًا للمناورة بسرعات منخفضة أو للسفر بسرعات عالية.

تُحدَّد السرعة الأمامية للمروحيات ذات الدوار الواحد بمزيج من سرعة طرف الشفرة عند تجاوز سرعة الصوت وتوقف الشفرة أثناء التراجع . مع ازدياد نسبة التقدم، تتناقص السرعة النسبية التي تتعرض لها الشفرة أثناء التراجع، بحيث تصل سرعة طرف الشفرة إلى الصفر عند نسبة تقدم تساوي واحدًا. تعمل مراوح المروحية على زيادة زاوية هجوم الشفرة أثناء التراجع للحفاظ على قوة الرفع مع انخفاض السرعة النسبية. عند نسبة تقدم عالية بما يكفي، تصل الشفرة إلى زاوية هجوم التوقف وتتعرض لتوقف الشفرة أثناء التراجع. يمكن للأسطح الهوائية المصممة خصيصًا زيادة نسبة التقدم التشغيلية باستخدام أسطح هوائية ذات معامل رفع عالٍ . حاليًا، تقتصر المروحيات ذات الدوار الواحد عمليًا على نسب تقدم أقل من 0.7. ^{[ 5 ]}