Drvivú väčšinu z tisícov lietadiel, ktoré v každom okamihu brázdia oblohu, poháňajú už v súčasnosti prúdové motory. Letectvo, ktoré pre nás zmenšilo a zrýchlilo svet ako žiadne iné dopravné odvetvie pred ním, by sa však nikdy neodlepilo od zeme, nebyť premeny skrutky na vrtuľu.
Vrtuľa je v princípe jednoduché zariadenie. Na to, aby pomohla lietadlám vzniesť sa do vzduchu a vydržať tam po celé hodiny, musela však prejsť rôznymi nenápadnými, no o to podstatnejšími vylepšeniami.
Škrobené plátno
Hoci nie každému sa familiárne pomenovanie leteckej vrtule skrutka pozdáva, tento termín, dosiaľ bežne používaný napríklad vo Veľkej Británii, fyziku vôbec neuráža. Koniec-koncov, názov vzdušná skrutka použil v roku 1481 pre svoj náčrt helikoptéry – prvý návrh leteckého stroja v dejinách – Leonardo da Vinci, a to nebol len tak hocikto.
Na kruhovej plošine Leonardovho stroja bol umiestnený vertikálny stĺp, ktorého horná polovica slúžila ako nosná os pre špirálovú plachtu s polomerom 5 m z plátna vystuženého škrobom. Vnútorný okraj plachty sa otáčal v smere hodinových ručičiek okolo tyče, zatiaľ čo vonkajší okraj bol spojený lanami s prstencom, ktorý sa otáčal okolo spodnej plošiny. Na plošine sa okolo stĺpu mali pohybovať ľudia a otáčať plachtou. Plátenná skrutka by pri dostatočne rýchlom otáčaní zdvíhala konštrukciu do vzduchu. Leonardo postavil malé modely, ale verzia v plnej veľkosti bola nemysliteľná bez ľahších materiálov a výkonnejšieho pohonu. Samotná vzdušná skrutka však fungovala, ako dokázali aj nedávne pokusy s dronmi rovnakej konštrukcie na Marylandskej univerzite v USA. Historici si občas neodpustia povzdych, ako by asi vyzeral vývoj techniky, keby väčšina Leonardových zápisníkov nezmizla po jeho smrti v súkromných archívoch a nevynorila sa až v roku 1883.
Čerpadlo a parník
Prirovnávanie vrtule ku skrutke nesúvisí iba s úctou k renesančnému géniovi. Skrutka, ktorá patrí k jednoduchým strojom podobne ako kladka či páka, premieňa otáčavý pohyb na pohyb vpred. Uhol závitu na skrutke určuje, akú silu treba vynaložiť na jej otočenie. Skrutkou so strmým závitom a s menším počtom otáčok po dĺžke sa ťažšie otáča, ale rýchlejšie prenikne do materiálu, zatiaľ čo skrutkou s plytkým závitom a s väčším počtom otáčok sa ľahšie otáča, ale treba ňou viackrát otočiť.
S myšlienkou použiť skrutku na pohyb vecí prišiel ako prvý v 3. storočí pred n. l. grécky vedec Archimedes, ktorý navrhol zavrieť dlhú špirálovitú skrutku vo valci, aby mohla čerpať vodu (skrutka sa otáča a vynáša vodu nahor). Archimedove skrutky sa používajú doteraz na premiestňovanie sypkých materiálov alebo napríklad v kombajnoch. Prvá lodná skrutka na parníku, ktorú v roku 1796 vyrobil americký vynálezca John Fitch, bola svojím tvarom tiež skutočnou skrutkou – až v roku 1836 Angličan Francis Petit-Smith a Američan John Ericsson vyvinuli lodné vrtule moderného tvaru s lopatkami.
Tvar krídla
Vrtuľa lietadla, podobne ako skrutka, premieňa rotačný pohyb motora alebo iného zdroja energie na pohyb, presnejšie na vírivý prúd vzduchu (kvapaliny), ktorý tlačí vrtuľu dopredu alebo dozadu. Zatiaľ čo účelom skrutky je držať niečo pohromade a minimalizovať silu, ktorá je potrebná na jej zatlačenie do pevného materiálu, účelom vrtule lietadla je vyvinúť väčší alebo menší ťah (hnaciu silu) v rôznych bodoch letu: napríklad počas vzletu alebo pri lete.
Vrtuľa sa skladá z rotujúceho hnacieho náboja, ku ktorému je pripojených niekoľko lopatiek s prierezom aerodynamického krídla tak, aby sa celá zostava otáčala okolo pozdĺžnej osi. Listy vrtule sú skrútené aj pod uhlom: zatiaľ čo skrutka má konštantný sklon závitu, sklon listu vrtule sa mení po celej dĺžke. Najstrmšia je v strede a najplytšia na vonkajšom okraji. Bežné krídlo s aerodynamickým profilom vytvára vztlak zrýchľovaním vzduchu smerom nadol. Keď sa však takéto krídla pripevnia na protiľahlé strany kolesa a dostatočne rýchlo roztočia, namiesto vztlaku vytvárajú skrutkovací efekt a silu smerujúcu dozadu, ktorá tlačí vrtuľu dopredu. Vek letectva sa začal, keď vzdušná skrutka dostala tvar krídla.
R
