Helize (mekanika)

Helizea, pala izeneko elementuez osaturiko gailu mekakaniko bat da, ardatz kontzentriko baten inguruan muntatuta daudenak. Palak biratzen dutenean, plano batean mugimendu birakorra marratzen dute. Palak ez dira xafla zapalak, kurbatuak baizik. Horregatik, lehenago aipatutako planotik pixka bat irteten dira alde bakoitzera, fluidoari abiadura-diferentzia bat sorraraziz helizearen bi aldeetan. Ondorioz, helizearen alderdi batean fluidoaren abiadura azkarragoa baina presio txikiagoa lortzen da eta bestaldean, fluidoak abiadura txikiagoa baina presio handiagoa eragitea lortzen da. Horrela, palen biraketa-planoan indar perpendikularra lortzen da presio baxuagoko eremurantz. Indar hau, itsasontzi edo aireontzien indar-propultsagailu bezala ezagutzen da.

Helizeen lehenengo aplikazioak, duela milaka urte, haize eta ur-errotak izan ziren. Gaur egun, "errotore", "turbina" eta "haizagailu" izenekin ere, helizeak eta horietatik eratorritako gailuak hainbat helburutarako erabiltzen dira, hala nola hozte-sistemak, fluidoen konpresioa, elektrizitatea sortzea, ibilgailuen propultsioa eta baita estroboskopioak sortzeko.

1804. urtean, John Fitch estatubatuarrak propultsio bidezko helize bat sortu zuen, baina arrakastarik gabe. Azkenean, bapore bat propultsatzeko helizearen lehen sortzailea Josef Ressel txekiar-germaniarra izan zen, patente austriarra eskatu zuena 1826ko azaroaren 28an. 1827an aitortu zioten patentea. Resselen helburua, garai hartako bapore eta gurpil bidezko itsasontzien propultsioa hobetzea izan zen, itsas nabigazioaren ikuspegia guztiz biratu zuen gailu berri bat ezarriz.

Ressel, gobernu inperialeko basozaina, egurraren produkzioaren inguruan egiten zuen lana Trieste ontziolentzat, lehenagoko gailu batzuetan inspiratu zen, hala nola egiptoarrek erabili zuten hari bat K.a. 950. urtean ureztatzea errazteko eta Arkimedesen torlojua (287-212 K.a.), likidoak, irina, zerealak edo material induskatua altxatzeko balio zuena. Leonardo Da Vincik (1452-1519) plano batzuk landu zituen Arkimedesen torlojuan oinarrituta eta aplikazio propultsagailu bat ere bilatu zuen diseinu helikoidalen bidez: izan ere, helikoptero-prototipoarentzako marrazkiak antz handia du Resselek diseinatu zuen lehen helizearekin.

Resselek kuriositate handia sentitzen zuen itsasoa eta itsasontziekiko. Austrian ikasi zuen eta Eslovenian eta Triesten lan egin zuen. Bapore-gurpilei behatzen zion, garaiko azken teknologia, Trieste-Venecia ibilbidea egiten zuena eta akatsak egiteko joera zuena. Palazko gurpilen propultsioa ez-eraginkorra zela konturatu zen. Honen ondorioz, indarra eta abiadura handitzeko modu bat pentsatu zuen itsasontzientzako.

Resselek, bere ideia lehenengo aldiz probatu zuen, eskuzko akzioa zuen helize helikoidal bat ipiniz txalupa baten brankan.

Praktikara eramatea erabaki zuen eta baporezko makinari "el Civetta" gehitu zion, torloju helikoidal bat, baina oraingo honetan popan. Erregistroan 48 tonako itsasontzia, askoz azkarrago desplazatu zen, baina baporezko motorra lehertu egin zen sei korapiloko abiadura harrapatu zuenean. Porrot egiteak, bere ideiak herrialdean oihartzuna ez edukitzea eragin zuen eta bere diseinuetako batzuk eskrupulurik gabeko enpresaburu frantses baten esku utzi ondoren, plagiatua izan zen eta horrela iritsi zen bere ideia beste ontzi diseinatzaile batzuengana.

1836. urtean, Sir Francis Pettit Smith ingelesak Resselen antzeko prototipo bat probatu zuen, Britania Handian patentatu zuena.

Bere aldetik, 1837. urtean, Resselen helizean oinarrituz John Ericsson suediar-estatubatuarrak diseinu hobeago bat probatu zuen 15 metro eta 10 korapiloko abiadura harrapatzen zuen baporezko txalupa batean Tamesis ibaian, baina ez zuen lortu Britainiar Almirantegoa konbentzitzea, bere ideia onartua izan zedin. Ericssonek egin zuen akatsetako bat helizea brankan ezartzea izan zen popan beharrean. Helizea brankan ezartzearen ondorioz, Ericssonek helize bidez propultsatutako bigarren itsasontzi handiago bat eraiki zuen, "bergantin-goleta" estilora, Robert F. Stockton izenekoa, eta Estatu Batuetara nabigarazi zuen, bere motako lehenengoa Atlantikoa gurutzatzen. Hori dela eta, Ericssonek laster irabaziko zuen ospea USS Princetoneko diseinatzaile bezala; Ipar Amerikako Itsas Armadako helize bidez propultsatutako gerrarako lehen itsasontzia.

Sir Francis Pettit Smith, baporezko SS Archimedes itsasontziaren merkaturatzearen kudeatzailea izan zen, Britainia Handian eraikia, eta torloju motako helize bidez propultsatutako baporezko lehen itsasontzi arrakastatsua izan zen.

SS Archimedes helizearen arrakastan inspiratuz, SS Great Britain itsasontziaren diseinua, palazko gurpiletik helizera aldatua izan zen. 1845. urtean, Liverpool-etik New York-era zeharkaldi transatlantikoa egin zuen 14 egun eskasetan. Arrakasta komertziala izan eta gero, 1845. urtean Britainiar Itsas Armadak, sokatira txapelketa bat antolatu zuen, non antzeko itsasontziek parte hartzen zuten kontrako aldeetara tiratuz. Hain zuzen ere HMS Rattler eta HMS Alecto. Indar-proba HMS Rattler itsasontziak irabazi zuen eta 2,5 korapiloko abiaduraz herrestatu zuen HMS Alecto itsasontzia. Horrela, Britainiar Almirantegoak helizea aukeratu zuen palazko gurpilen ordez.

Helizearen asmaketa aurrerapauso handi bat izan zen itsasontzien diseinuaren munduan. 1880. urterako, helizeen aurrerapenak estabilizatuak izan ziren.