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Propeller
Ersatzteilnummern
Bevor Sie auf die Suche nach einen
Propeller für Ihren Außenborder gehen sollten Sie den
Gehäusedurchmesser und die Zähneanzahl Ihrer Propellerwelle kennen.
Standardmäßig gibt es 2 ½, 3, 3¼, 4¼ und 4¾ Zoll Gehäusedurchmesser
und Propellerwellen mit 8,10,12,13,14,und 15 Zähnen. Ab 3" (76mm)
gibt es neben den fix verpressten Gumminaben auch Wechselnaben (Flo-Torq
II)
Alpha und Bravo Z-Triebe haben 4¾ "
Gehäuse (120mm) und 15 Zähne
Propeller Theorie
 
Blattneigung 0°
15°
15° progressiv
Die
heute gebräuchliche Standard Blattneigung
(Rake) ist 15° progressiv in Verbindung mit parabolischer
Blattgeometrie (löffelförmig). Hochleistung Sportpropeller können bis zu
30° Rake haben, Propeller mit höherer Neigung können meistens besser mit
Kavitation und Ventilation umgehen und heben den Bug merklich höher aus
dem Wasser, da Sie den Wasserstrahl besser bündeln. Dieses erhöhte
Bugsteigverhalten führt dazu dass sich der Wasserwiderstand des Bootes
verringert, leichte Boote können aber rasch instabil werden. Bei
schwereren Booten verpufft der konzentrierte Strahl, da ist ein größerer
Durchmesser des Wasserstrahls, wie das bei geringerer Blattneigung der
Fall ist, eher von Vorteil.
Als Cup
bezeichnet man am Blatt Ende etwas aufgestellte Kanten um mehr
Druck auf die Propellerschaufel zu bringen. Die Drehzahl sinkt etwa um
50 U/min. Je nachdem wo der Cup angebracht ist, auf der Abrisskante oder
auf der Flügelspitze, beeinflusst er entweder die Steigung oder die
Blattneigung.
Steigung (Pitch) = theoretische
Wegstrecke die der Propeller bei einer Umdrehung zurücklegt
Konventionell
Cleaver
Weedless
Die
Konventionelle ist die am häufigsten verwendete Propellerform
praktisch alle Sport und Freizeitboote werden mit solchen Propellern
ausgerüstet. Es sind Unterwasserpropeller die unter bestimmten
Voraussetzungen moderat als Oberflächenpropeller oder nahe der
Oberfläche betrieben werden können.
Cleaver
(Hackmesser) werden nur bei höher montierten Antrieben eingesetzt die
dem Propeller das Durchbrechen der Wasseroberfläche ermöglichen.
Weedless
(Unkrautfrei) bezeichnet man Propeller mit einem sichelförmigen
Blattdesign welches verhindert dass sich Seegras oder Tang im Propeller
verfängt. Sie werden bei PS schwachen Motoren eingesetzt die nicht
genug Kraft oder Drehzahl haben sich durch das Gemüse zu hacken.
Alle Anderen
Propellerformen leiten sich von diesen Dreien ab.
Propellerwirkung
Um die
Funktion eines Propellers besser verstehen zu können muss man wissen
dass bei einem rotierenden Propeller an der Blattvorderseite ein
Unterdruck entsteht der das Wasser in den Propeller saugt. Dieses wird
an der Blattrückseite zu einem Strahl gebündelt und unter hohem Druck
wieder ausgestoßen. Der Durchmesser dieses Wasserstrahles ist deutlich
kleiner als der Durchmesser des Propellers aber durch den
Jet-Effekt kommt es zu einem ordentlichen Rückstoß der das Boot vorwärts
schiebt während der Unterdruck an der Vorderseite des Propellers das
Boot vorwärts zieht.
Ein
Wort noch zur
Kavitation,
die Ursache hierfür sind schnell bewegte
Objekte im Wasser. Da an der Propellervorderseite ein Unterdruck
entsteht sinkt der statische Druck des Wassers und ist umso geringer, je
höher die
Propellerdrehzahl ist. Fällt
der statische Druck unter den Verdampfungsdruck vom Wasser, bilden sich
Dampfblasen. Diese werden mit dem strömenden Wasser in Gebiete höheren
Druckes mitgerissen wo der Dampf dann schlagartig kondensiert -
die Dampfblase fällt in sich zusammen - sie implodiert. Dabei treten
extreme Druck- und Temperaturspitzen auf denen kaum ein Material
standhalten kann. Ursachen die eine Kavitation begünstigen sind dicke
Profile, unebene Vorderkanten der Blätter, eine zu starke Blattwölbung,
zu scharfe Blattkanten oder eine unsaubere Ausführung der
Blattoberfläche, vor Allem aber eine zu hohe Propellerdrehzahl im
Verhältnis zum Propellerdurchmesser.
Ab einer Umfangsgeschwindigkeit von ca 80m/sec beginnen die Blattspitzen
regelrecht zu kochen und es kommt zum verstärkten
Kavitationsfraß was zum Verlust ganzer Propellerblätter führen kann.
Die Triebuntersetzungen für die Verwendung von Standartpropellern sind
meist so ausgelegt das sie 60-70m/sec nicht überschreiten, was bei den
üblichen Propellerdurchmessern einer Propellerdrehzahl von etwa
3000 bis 3500 U/min entspricht.
Für Boote mit hohen Geschwindigkeiten empfehlen wir Edelstahlpropeller
die mit geringeren Blattstärken auskommen und dadurch das Einsetzen der
Kavitation verzögern bzw. in einen höheren Geschwindigkeitsbereich
verschieben. Zusätzlich erlaubt das festere Material schärfere
Schnittkanten, einen stärkeren Cup und einen asymmetrischen
Hinterschliff der Abrisskanten, was die Verwirbelungen verringert und
die Performance weiter erhöht.
Ein weiteres Phänomen ist die Ventilation, bei der statt Wasser, Luft
oder ein Gemisch aus Beidem in den Propeller gesaugt wird sodass dieser
in einer Luftblase läuft und nicht mehr greifen kann. Oft passiert das
in engen Kurven oder bei extremen Trimmlagen, wir sagen dann - der
Propeller kavitiert - aber meinen eigentlich dass er ventiliert. Auch
die als Kavitationsplatte bezeichnete Propellerabdeckung hat die Aufgabe
das Ansaugen der Luft von der Wasseroberfläche in den Propeller zu
verhindern - also das Ventilieren.
Propellerberechnung
Wasser
verdampft bei einem Druck von 1013,25 hPa (normaler
Luftdruck) bei 100 °C. Bei einem höheren Druck ist die
Verdampfungstemperatur höher, bei einem geringeren Druck
niedriger. So verdampft Wasser bei einem Druck von nur
23,37 hPa bereits bei einer Temperatur von 20 °C.
Beim Verdampfen entstehen im Wasser Blasen, da der
Wasserdampf bei 20 °C einen vielfach größeren Raum als
das flüssige Wasser benötigt. Sofern der Wasserdruck
wieder ansteigt, hört der Verdampfungsvorgang wieder
auf, der in der Kavitationsblase entstandene Wasserdampf
kondensiert an der Außenwand der Dampfblase, und die
bereits gebildeten Dampfblasen fallen schlagartig in
sich zusammen. Der vorher benötigte Raum wird
schlagartig kleiner, das Wasser muss diesen Raum wieder
ausfüllen und strömt implosionsartig zurück, wodurch im
Wasser stärkste – wenn auch kurzzeitige –
Druckstöße
entstehen, die Größenordnungen von mehreren 100 MPa
annehmen können. Bei diesem Vorgang entstehen
Druckwellen mit hohen Druckspitzen. Befinden sich die
Dampfblasen in der Nähe oder direkt an einer festen
Wand, zum Beispiel den Propellerblättern, so entsteht
bei der Implosion ein Flüssigkeitsstrahl, ein so
genannter Mikrojet, der mit hoher Geschwindigkeit auf
die Wand beziehungsweise Propellerblätter auftrifft und
diese durch die schlagartige Druckbelastung hoch
beansprucht. Daher rühren die kraterförmigen
Materialabtragungen beim Auftreten von Kavitation.
Die mögliche
Geschwindigkeit die ein Boot erreichen kann hängt direkt von der
Steigung des Propellers ab den ein Motor, bis zu seinem gegebenen Soll -
Drehzahlbereich, ausdrehen kann. Die Steigung des Propellers ist somit
der Schlüssel zur Geschwindigkeit der Durchmesser ist in der Steigung
bereits berücksichtigt. Bei gleicher Propellerdrehzahl gilt daher - je
größer die Steigung umso schneller das Boot.
Ein wichtiger
Faktor ist der
Schlupf
(Slip) - also wie viel % die tatsächliche Geschwindigkeit von der
theoretisch möglichen Geschwindigkeit abweicht. Dabei zeigt sich ob
Motor, Rumpf , Trieb, X-Dimension und Propellerwahl harmonisch zusammen
passen und wie viel vom Schub des Propellers tatsächlich in
Vorwärtsbewegung umgesetzt wird. Konstruktionsbedingt ist schon ein Slip
von ca. 4% eingebaut und wenn wirklich alles absolut Top ist kann der
Slip schon mal unter 10% gehen aber auch 10-15% sind noch sehr gute
Werte.
Wer wissen
will wie es um die Performance seines Bootes wirklich steht
kann das einmal nachrechnen. Dazu muss man folgende Werte wissen:
Motordrehzahl (RPM), Triebuntersetzung (Ratio), Propellersteigung
(Pitch) und die aktuelle Geschwindigkeit (km/h) sehr genau, GPS!
zum Rechner!
mibo`s
Empfehlung für Innenborder
Wenn Ihr Ziel Top Speed ist dann
bis 200 PS Laser II und darüber Mirage Plus
Wenn es um Handling und Durchzug geht dann bis 200 PS Alpha4
oder Highfive
, darüber Bravo I oder Revolution 4
und alles dazwischen fährt die gute alte Black Max, der Rest
ist Tüftelei
Für
die Z-Antrieb und stärkeren Außenborder Propeller benötigen Sie das
bewährte
Flo-Torq II
Wechsel-Nabensystem
Für
die 40-60 PS Mercury, Yamaha und Honda Außenborder gibt es
Mercurys neues
Flo-Torq Reflex
Propellernabensystem
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