Propultsio

Propultsioa, aurrerantz bultzatu edo objektu bat aurrerantz gidatzea da. Terminoa, latinean jatorria duten bi hitzetatik dator: pro, "lehen" edo "ondoren" esan nahi du; eta pellere, "gidatu". Propultsio-sistema baten oinarria dira potentzia mekanikoko iturri bat eta propultsatzaile bate (potentzia mekanikoa propultsio-indar bihurtzeko gailua).

Sistema teknologiko batek motor bat erabiltzen du energia iturri moduan (normalean planta eragile deitua), eta gurpilak eta ardatzak, helizeak edo haizebide propultsatzaile bat indarra sortzeko. Posible da enbragea edo engranaje kutxa bezalako osagaiak behar izatea motorra ardatzetara, gurpiletara edo helizeetara konektatzeko.

Propultsio sistema biologikoek animaliaren giharrak erabiltzen dituzte energia iturri gisa, eta hegoak, hegalak edo hankak propultsatzaile gisa, besteak beste.

Sistema teknologiko/biologiko batek gizakiaren edo entrenatutako animalien gihar indarra erabil dezake dispositibo mekaniko bati eragiteko.

Ibilgailuen propultsioa

Aireko propultsioa 

Orokorrean, aireontzi baten propultsio sistemak, aireontzi motor bat eta bulkada sortzeko beste medio batzuetan oinarritzen da; hala nola, helize batean edo propultsio boquilla batean.

Aireontzi baten propultsio sistemak bi gauza lortu behar ditu. Lehenengo gauza, hegazkina gurutzaldi-abiaduran mugitzen denean, propultsio sistemaren bulkadak hegazkinaren erresistentzia (drug-a) orekatu behar du. Bigarrena, hegazkina azeleratzeko, propultsio sistemaren bulkada hegazkinaren erresistentzia baino handiagoa izan behar da. Zenbat eta handiagoa izan bulkada eta erresistentziaren arteko ezberdintasuna, gehiegizko bulkada deitua, azkarrago azeleratuko du hegazkinak.

Hegazkin batzuek, bidaiarientzako hegazkinek eta merkantziarako hegazkinek kasu, euren bizitzaren parterik handiena gurutzaldi egoeran ematen dute. Hegazkin hauentzat, motorraren bulkada ez da motorraren efizientzia altua eta erregaiaren kontsumo baxua bezain garrantzitsua. Bulkada (mugitutako gas kantitatearen eta abiaduraren menpe dagoenez) gas masa kantitate handi bat neurri txikian azeleratuz bulkada handi bat sor daiteke, edo, gas masa kantitate txiki bat neurri handian azeleratuz. Helize eta haizegailuen efizientzia aerodinamikoaren ondorioz, erregaiaren ikuspuntutik, efizienteagoa da masa handi bat neurri txikian azeleratzea. Arrazoi honengatik, bypass altuko turbohelize eta turbopropultsoreak maiz erabiltzen dira bidaiarientzako hegazkin eta merkantziarako hegazkinetan.

Beste aireontzi batzuek, kazek edo abiadura handiko hegazkin esperimentalek kasu, azkar azeleratzeko eta abiadura handiekin lotutako erresistentzia gainditzeko, gehiegizko bulkada handia behar dute. Hegazkin hauentzat, motorraren efizientzia ez da bulkada oso handi bat edukitzea bezain garrantzitsua. Gudarako hegazkin modernoek errekuntza osteko erretzaile bat izan ohi dute bypass baxuko turbofan bati gehituta. Etorkizuneko hegazkin supersonikoek ramjet edo kohete bidezko propultsio mota erabili ahal izango dute.

Lurtarra 

Lurtar propultsioa lurrean zehar gorputz solidoak higiarazteko edozein mekanismori deritzo, orokorrean garraiatzeko helburuarekin. Gehienetan, aplikazio estandarretan, motor, kutxa aldagailu eta gurpilak eta ardatzak osatzen dute propultsio-sistema.

Maglev 

Magleva (lebitazio magnetikotik eratorria: magnetic levitation) ibilgailuak esekitzeko, gidatzeko eta propultsatzeko imanen bidez lebitazio magnetikoa erabiltzen duen garraio sistema bat da, metodo mekanikoak, hala nola; gurpilak, ardatzak eta kojineteak erabili ordez. Maglevaren bidez, ibilgailu bat imanak erabiliz lebitarazten da, ibilgailua gidatuko duen bide batetik distantzia txiki batera , bai altxaketa bai bulkada sortzeko. Maglev ibilgailuak leunago eta isilago mugitzen direla esaten da, eta gurpilak erabiltzen dituzten garraio sistemak baino mantenu gutxiago behar dutela ere. Ez dagoenez marruskaduraren menpe, existitzen diren garraio sistemak dituzten azelerazio eta dezelerazioa modu handi batean gaindi dezaketela baieztatzen da. Lebitazioa sortzeko beharrezko energia kantitatea ez da kontsumo totalaren ehuneko handi bat; erabilitako energia kantitate gehiena airearekiko marruskadura (drag) gainditzeko erabiltzen da, beste abiadura handiko garraio sistemetan bezala.

Itsastarra 

Propultsio itsastarra, itsasontzi edo txalupa bat uretan zehar mugitzeko beharrezko  bulkada sortzeko mekanismoa edo sistema da. Itsasontzi txikietan belak eta palak erabiltzen jarraitzen den arren, itsasontzi moderno gehienetan sistema mekanikoak erabiltzen dira; motor batek helize bat birarazten du, edo kasu gutxiagotan, txorro-propultsioaren bidez. Itsastar ingeniaritza, itsastar propultsio sistemak diseinatzen dituen disziplina da.

Propultsio itsastarrean erabilitako lehenengo motorrak lurrunezko motorrak izan ziren. Hauen parte handi bat, bi edo lau aldiko diesel motorren ordez aldatu da eta bordaz kanpoko eta gasezko turbinadun motorren ordez itsasontzi azkarrenetan. Lurruna sortzen duten erreaktore nuklearrak guda-ontziak eta izotzausteko ontziak propultsatzeko erabiltzen dira, itsasontzi komertzialak bultzatzeko erabiltzen saiatu dira ere. Motor elektrikoak urpeko ontzietan eta itsasontzi elektrikoetan erabiltzen dira eta energetikoki efizientea den propultsio sistema bezala proposatu dira. Likidotutako gas naturalaren (liquified natural gas, LNG) bidez elikatutako motorretan eman berri den garapenaren ondorioz, motor hauek gero eta gehiago ari dira aintzat hartzen, euren emisio kantitate txikia eta prezio baxua direla eta.

Espaziala 

Espazio-ontzien propultsioa, satelite artifizialak eta espazio-ontziak azeleratzeko erabilitako edozein metodori deritzo, espazio-ontziak propultsatzeko metodo ezberdin asko daude. Metodo bakoitzak bere abantailak eta desabantailak dituen arren, espazio-ontzien propultsioa oraindik ere ikertzen ari den esparrua da. Hala ere, gaur egungo espazio-ontzi gehienak ibilgailuaren atzeko partetik gas bat abiadura handian Laval haizebide supersoniko batetik zehar igarotzera behartuz higitzen dira. Motor mota horri kohete motorra deritzo.

Espazio-ontzi guztiek kohete kimikoak (bipropultsorea edo erregai solidoa) erabiltzen dituzte aireratzeko momentuan, nahiz eta lehenengo etapan airea erabiltzen duten motorrak  (air-breathing engines) erabiltzen dituzten espazio-ontziak egon (Pegasus eta SpaceShipOne). Satelite guztiek propultsore kimiko sinple eta fidagarriak edo resistojet koheteak erabiltzen dituzte estazio orbitalaren mantenua gauzatzean. Sobietar sateliteak propultsio elektrikoa erabili izan dute hainbat urtetan zehar, mendebaldeko espazio-ontzi berriak ipar-hego estazio orbitalaren mantenua eta orbita altxaketa egiteko propultsio elektrikoa erabiltzen hasi dira. Planetarteko ontziek ere kohete kimikoak erabiltzen dituzte, nahiz eta gutxi batzuek  arrakasta handiz erabili izan dituzten ioi propultsoreak eta Hall efektuko propultsoreak (propultsio elektrikoaren bi mota ezberdin).

Kablea 
Teleferikoa, ibilgailuak erritmo konstante batean herrestatzeko edo jaisteko kableen beharra duen edozein garraio sistema motari deritzo. Terminologiak ere sistema horietako ibilgailuei egiten die erreferentzia. Teleferiko ibilgailuak ez dute motorrik eta bordaz kanpoko motor batek birarazten duen kable baten bidez higitzen dira.

Aberea 

Abere lokomozioa edozein animaliak autopropultsioa gauzatzearen ekintza da eta hainbat eratan ematen da; korrika, igeri, jausi  eta hegan eginez, beste ekintza askoren artean. Abereak arrazoi askorengatik mugitzen dira; hala nola, janaria, kide bat edo batzuk edo mikrohabitat egokia bilatzeko, edo baita harrapariengandik ihes egiteko ere. Abere askorentzat, mugitzeko gaitasuna ezinbestekoa da bizirik irauteko; honen ondorioz,  presio selektiboen eraginez, organismoek lokomozio metodoak eta mekanismoak garatu dituzte. Adibidez, distantzia handiak egiten dituzten abere migratzaileek, ipar-txenadak (Sterna paradisaea) esaterako, energia gutxi kontsumitzen duen lokomozio sistema izan ohi dute. Bestalde, harrapariengandik ihes egiteko azkar mugitu behar diren animali ez migratzaileek, igelak esaterako, energia asko kontsumitzen duen baina oso azkarra den lokomozio sistema dute. Abere lokomozioaren azterketa, biomekanikaren azpiatal gisa hartzen da normalean.

Lokomozioak energia behar du marruskadura, drag-a, inertzia eta grabitatea gainditzeko, nahiz eta kasu batzuetan faktore hauek garrantzi gabekoak izan.  Inguru lurtarretan grabitatea gainditu behar da, airearen drag-a kezka txiki bat da. Inguru urtsuetan ordea, drag-a da gainditu beharreko erronka, eta grabitatea kezka txikia da. Flotagarritasuna ezaugarri naturaltzat duten animaliek energia kantitate txikia xahutzen dute posizio bertikala mantentzeko, beste animali batzuk naturalki hondoratuko dira eta flotatzeko energia xahutu beharko dute. Hegaldian drag-a arazo bat izan daiteke; honek, hegaztiek euren gorputzaren efizientzia aerodinamikoa garatzea ekarri du. Hegaldiak, uretan mugitzeak dakarren arazo ezberdin bat aurkezten du; izan ere, ez da existitzen airea baino dentsitate txikiagoa duen organismo bizirik. Lurrean zehar mugitzen diren gorputz-adar gabeko animaliak gainazaleko marruskadurari aurre egin behar diote; orokorrean, grabitateari aurka egiteko ez dute energia kantitate esanguratsurik xahutzen.

Abere lokomozioa aztertzeko Newtonen hirugarren legea erabiltzen da: pausagune egoeran, animali batek aurrera joateko, zerbait bultzatu beharko du atzerantz. Animalia lurtarrek zoru solidoa bultzatu behar dute, hegan eta igeri egiten duten animaliak fluido baten kontra bultzatu behar dute (ura edo airea). Lokomozioan ematen diren indarrek, hezur-sistemaren diseinuan duten eragina garrantzitsua da, baita lokomozioa eta fisiologia muskularraren arteko elkarrekintza ere, nola lokomozioaren efektuek animalien mugimenduak baimendu edo mugatzen dituzten zehazteko.

Erreferentziak

Kanpo estekak 

Ibilgailuak
Ingeniaritza mekanikoa
Garraioen teknologia