brodski vijak, brodski propulzor kojim se, okretanjem radijalno raspoređenih krila, pogonska snaga stroja pretvara u porivnu silu koja pokreće brod; također vijčani propeler ili samo propeler. Najrašireniji je tip brodskoga propulzora. Sastoji se od određenog broja krila (od dva do sedam, najčešće tri ili četiri) pričvršćenih na glavinu. Smješta se uglavnom na krmenome dijelu podvodnoga dijela brodskoga trupa. Brodovi su najčešće jednovijčani ili dvovijčani, ali i trovijčani ili čak četverovijčani. U konusni provrt u glavini nataknuto je vratilo preko kojega se snaga porivnoga stroja predaje vijku. Predajom okretnoga momenta na krilima vijka zbog njihova posebnog oblika nastaje sila hidrodinamičkog uzgona, koja se dalje preko vratila prenosi na odrivni ležaj i s njega na trup broda, čime se omogućuje kretanje zbog svladavanja sila otpora broda u plovidbi. Najvažnije geometrijske veličine koje opisuju brodski vijak su njegov promjer i uspon. Promjer vijka je promjer kružnice koja prolazi vrhovima krila, a uspon je udaljenost koju vijak prijeđe za jedan puni okretaj. Izvedba brodskih vijaka definirana je i površinom krila, nagibom krila (aksijalna nagnutost krila), kutom srpolikosti krila (obodna iskrivljenost krila), oblicima cilindričnih presjeka krila i dr.

Brodski vijci s nepomičnim krilima najčešće se izrađuju u jednom komadu, ali mogu biti i sastavljeni, odn. s odvojeno izrađenim krilima koja se zatim pričvršćuju na glavinu. Jednu vrstu sastavljenih vijaka čine vijci s krilima upravljiva uspona, kojima se zakretanjem krila tijekom plovidbe broda može mijenjati njihov uspon, čime se vijak bolje prilagođava trenutačnom opterećenju. Posebna je izvedba brodski vijak u sapnici, kad je vijak smješten unutar hidrodinamički oblikovanoga prstena. Prikladan je za brodove s jako opterećenim vijcima i malom brzinom plovidbe te ondje gdje su zbog ograničenoga gaza broda promjeri vijka manji od optimalnih (kod tegljača i riječnih brodova). Suosni (koaksijalni) suprotnovrteći vijci smješteni su na osovini jedan iza drugoga sa suprotnim smjerovima okretanja. Zbog svoje složene izvedbe najčešće se koriste za pogon → torpeda jer omogućuju postizanje najveće moguće brzine s ograničenim promjerom vijaka te svode utjecaj zakretnoga momenta (bočne sile) na najmanju vrijednost.

Brodski se vijci najčešće izrađuju od bronce ili nehrđajućega čelika, a mogu biti izrađeni i od posebne mjedi, poglavito oni za manja plovila. Moraju zadovoljiti više uvjeta, poput ispravno odabrane radne točke, povoljnog stupnja djelovanja, normalnog opterećenja porivnoga stroja, dovoljne čvrstoće, umjerene razine šuma i vibracijske uzbude, bezopasne kavitacije te dobrih manevarskih značajki. Općenite su prednosti brodskoga vijka prema ostalim vrstama brodskih propulzora razmjerno jednostavna izradba, velika trajnost, izrazito maleni troškovi održavanja te visok stupanj djelovanja, koji se kreće i do 0,75. Brodski se vijci primjenjuju u širokom rasponu snage (0,5−70 000 kW) i veličine, što ih čini prikladnima za sve veličine plovila. Dostižu promjere više od 10 m i mase veće od 130 t.

Razvoj brodskoga vijka u svijetu

Sve do izuma i usavršavanja parnoga stroja potkraj XVIII. st. nije postojala mogućnost mehaničke propulzije brodova. Prvi parobrodi bili su pogonjeni s pomoću bočnih kotača, ali se kao novi tip brodskoga propulzora uskoro pojavio brodski vijak. Izum brodskoga vijka ne može se pripisati jednoj osobi jer su mnogi radili na praktičnoj primjeni tijela sa zavojnim plohama za propulziju broda. Još u XVII. st. Robert Hooke (1635–1703) predlagao je Arhimedov vijak za propulziju broda. Praktičan doprinos razvoju brodskoga vijka dali su 1804. Amerikanac John Stevens (1749−1838), 1812. Čeh → Josip Ressel (1793−1857), 1836. Britanac Francis Pettit Smith (1808−1874) te 1836. Šveđanin John Ericsson (1803−1889). Na morskim parobrodima brodski je vijak ubrzo istisnuo bočne kotače, a pritom se njegov oblik mijenjao i razvijao. Početkom prevlasti vijka kao brodskoga propulzora smatra se 1845., kada je prvi put brod s brodskim vijkom Great Britain preplovio Atlantski ocean. Brodski vijak s krilima upravljiva uspona izumio je 1844. Englez Bennet Woodcroft (1803−1879), a brodski vijak u sapnici 1933. Nijemac Ludwig Kort (1888−1958). Oblik brodskih vijaka poput današnjih definirao je John Isaac Thornycroft (1843–1928) oko 1880. U XX. st. mnogobrojni su se znanstvenici počeli baviti teorijom propulzije i brodskoga vijka, što je pridonijelo razvoju djelotvornih tipova brodskih vijaka i niza praktičnih metoda za njihovo projektiranje.







Brodski vijak u hrvatskoj brodogradnji

U Hrvatskoj je za razvoj brodske hidrodinamike, kao područja unutar kojeg se razmatraju znanstveni i stručni problemi brodskih vijaka, značajan → Brodarski institut u Zagrebu. Ondje je projektiran velik broj brodskih vijaka, posebno za potrebe ratne mornarice ondašnje države, a do danas je izrađeno i ispitano oko 1200 modela. Četiri bazena i dva kavitacijska tunela za hidrodinamička ispitivanja dovršena su 1959. Od svojega osnutka Brodarski je institut član međunarodne organizacije za hidrodinamička ispitivanja brodova International Towing Tank Conference (ITTC).













Brodski vijci u manjoj su se mjeri projektirali i u projektantskom poduzeću → Brodoprojekt te tvornici brodskih vijaka → Rikard Benčić u Rijeci. Oba su poduzeća bila osnovana 1948., a s radom su prestala sredinom 1990-ih. Danas u Hrvatskoj postoji više manjih poduzeća koja pružaju usluge izradbe i popravaka malih brodskih vijaka, dok se projektiranjem ne bavi više nitko.

Visoko školstvo i publicistika

Sadržaji u kojima se obrađuje brodski vijak bili su uključeni u studije brodogradnje i pomorstva u Zagrebu, Rijeci i Splitu od njihovih početaka. Sustavna nastava iz područja brodogradnje u Hrvatskoj započinje 1919. osnivanjem Tehničke visoke škole u Zagrebu (od 1926. Tehnički fakultet) s Brodograđevnim i Brodostrojarskim odjelom. Od samoga osnutka kolegije koji su bili u vezi s brodograđevnom strukom predavali su doajeni hrvatske brodogradnje → Đuro Stipetić i → Leopold Sorta. Podjelom Tehničkoga fakulteta, studiji brodogradnje i brodostrojarstva se od 1956. održavaju na Brodograđevnom odjelu Strojarsko-brodograđevnoga fakulteta (→ Fakultet strojarstva i brodogradnje; FSB). Brodograđevni odjel preimenovan je u Zavod za brodogradnju 1978., a današnji naziv, Zavod za brodogradnju i pomorsku tehniku, dobio je 1983. Nastava iz brodske propulzije danas se odvija pri Katedri za hidrodinamiku plovnih objekata FSB-a (voditeljica Nastia Degiuli). Nastavnici brodogradnje FSB-a, poglavito oni vezani uz brodsku hidrodinamiku, tradicionalno su surađivali s Brodarskim institutom. Ističu se → Stanko Šilović, koji je potaknuo njegovo osnivanje i bio prvi voditelj i direktor, → Ivo Bujas i → Miroslav Sambolek, koji su se uže bavili brodskim vijcima, → Antun Gamulin, → Izvor Grubišić, → Mladen Fancev i dr.

Nastavno, istraživačko i stručno djelovanje u području brodogradnje u Rijeci započelo je 1968. na Strojarskom fakultetu (→ Tehnički fakultet u Rijeci). Zavod za brodogradnju osnovan je 1970., a 1981. dobio je današnji naziv, Zavod za brodogradnju i inženjerstvo morske tehnologije (predstojnik Roko Dejhalla). Znatan doprinos nastavnoj djelatnosti i riječkoj brodograđevnoj industriji ostvarila je → Alice Vučinić. U Rijeci su sadržaji iz hidrodinamike brodskih vijaka bili uključeni i u nastavu studenata brodostrojarskog usmjerenja na studiju strojarstva.

U Hrvatskoj je izdano više publikacija vezanih uz brodske vijke, osobito 1950-ih, razdoblju značajnom za znanstveni i stručni razvoj u području otpora i propulzije broda u svijetu. Ondašnja su se nedostatna znanja nastojala proširiti izdavanjem većega broja knjiga sa sadržajima koji se dijelom odnose i na brodske vijke. Pritom posebno mjesto zauzimaju djela Otpor i propulzija broda (S. Šilović, 1952), prijevod knjige Resistance, Propulsion and Steering of Ships W. P. A. van Lammerena (1908−1992), te zbirka riješenih primjera Problemi otpora i propulzije brodova (A. Sentić, M. Fancev, 1956). Ističu se i djela Otpor i propulzija (1972) i Hidrodinamika plovnih objekata (otpor i propulzija) (1997) A. Vučinić, veći broj radova objavljenih u časopisu Brodogradnja i dr. Problematika vezana uz brodske vijke redovito se obrađivala na domaćim simpozijima Teorija i praksa brodogradnje, in memoriam prof. Leopold Sorta te okruglim stolovima Hidrodinamika u osnivanju broda, in memoriam prof. Stanko Šilović.