Gedanken zu Ruder und Turnfin

[Ch.Lucas]

Hi,
ich habe irgendwo noch Bilder und Femrechnungen zu Kavitation am Unterwasserteil bei verschiedenen Anstellwinkeln beim Kurvenfahren. Eine Massnahme war dass nicht wie Üblich das Kegelrad das auf der Propellerwelle vorne sitzt sondern hinten zu Schraube hin Hat die Dicke Verämdert und so die Kavitation bei starken Einschlagwinkeln erst viel Später bis gar nicht aufkommen lassen. Die Kavitationplatte verhindert nicht Kavitation sie verhindert das Luft angesaugt wird und so den Propeller belüftet . Ist Schlecht wenn es ein reiner Vollgetauchter Propeller ist. Kann aber auch gewollt durch das Belüften den Motor beim Hochdrehen entlasten wodurch der dann einen größeren Durchmesser oder eine größere Steigung bewältigt. Levi Surface drives blasen ja Abgase auf die Propeller , Buzzi hat das auch so gemacht. BMW hat wirklich über einen Semi Superkavitierenden Propeller nachgedacht , also soetwas in der Art Octura X4 Serie . Kein Keilprofil nur Cupping am Blattende . Die Diesel haben das schon durchgezogen.
https://www.bmwmarine.com/media/BMW%...p%20Manual.pdf

Happy Amps Christian

[Shark]

Hi,
Gegenfrage , hast du schon einmal einen Propeller mit so einer Fase wie im Bild gefahren ?
Aktuell fahren die Meisten Propeller deren Blätter so dünn wie möglich geschliffen sind. Die kommen ja quasi den Elliptischen Profilen entgegen. Die erzeugen aber auch fast immer auf beiden seiten der Blätter die Oberflächenreibung. Die will man ja los werden. Superkavitationsprofile tunt das ja auch aber erst wenn es in hohe Leistungen geht. Die Propeller im Bild tun das , sind sehr Stabil , verbiegen sich nicht wie zuvor gefahrene dünne Blätter und haben eben die Geschwindigkeit erhöht bei niedrigerer Leistungsanforderung. War nur ein Test von mir.

Happy Amps Christian

Hallo Christian,

Gegenfragen finde ich super. Daher beantworte ich sie dir gerne. Die Antwort ist "nein". Das Prinzip dahinter ist mir aber durchaus bewusst. Darum haben die Superkavitations-Vehicle ja auch eine entsprechend gestaltete Nase um die Kavität zu erzeugen ...

Wie hast due die Propeller den mit der Fase getestet bzw. verglichen (Test- / Versuchsaufbau) ? Hast du mal ein paar Hausnummern für uns bzgl. Geschwindigkeitserhöhung und Leistungsreduktion ?

Gruß,
Patrick

p.s. über die Beantwortung meiner vorherigen Fragen hinsichtlich Ruder / Turnfin wäre ich dir dankbar.

[GunnarH]

Hi,
ich habe irgendwo noch Bilder und Femrechnungen zu Kavitation am Unterwasserteil bei verschiedenen Anstellwinkeln beim Kurvenfahren. Eine Massnahme war dass nicht wie Üblich das Kegelrad das auf der Propellerwelle vorne sitzt sondern hinten zu Schraube hin Hat die Dicke Verämdert und so die Kavitation bei starken Einschlagwinkeln erst viel Später bis gar nicht aufkommen lassen...

Ja OK, das mit dem Kegelrad ist bei den früher üblichen kurzen Unterwasserteilen in der Tat ein Thema.
Die Duoprops haben ja prinzipbedingt Kegelräder auf beiden Seiten, aber auch mitlterweile die langen Unterwasserteile und Nabenauspuff womit Mercury schon in den 70ern angefangen hat.

Gruß
Gunnar

[Shark]

Im Boot waren auch zwei Scorpion Motoren für den Antrieb eingebaut. Zu erst ist er mit ABC Propellern gefahren und dann mit den von ihm gefrästen Props. Die Propeller haben ca. 20% weniger Leistung abgefordert wie zuvor und dass Boot wurde aber damit 10% schneller.

Moin,

Christian hatte hier eine Antwort zu den Props gegeben, nur damit alle anderen auch den Faden behalten ...

Danke für die Infos. Der Vergleich hingt für mich aber ein wenig, weil ich Annehme, ohne jetzt die genaue Daten (Durchmesser, Steigungsverhältnis, etc) der Propeller zu kennen, dass die Propeller doch unterschiedlicher waren als nur die Fase an der Eintrittskarte auf der Saugseite. Somit könnte der gefräste Propeller auch durch seinen Grundparameter / Grundgeometrie einfach besser zum Boot gepasst haben und deshalb damit schneller und effizienter unterwegs gewesen sein. Aufschlussreicher wäre gewesen auch eine Version des gefrästen Propellers nur ohne die Fase zu testen ...

Gruß,
Patrick

p.s. es sind immer noch ein paar Fragen unbeantwortet ...

[Shark]

Moin,

auch wenn das Video schon ein paar Tage alt ist, sieht man sehr gut wie das Ruder an einem Dragster Boat mit Twin-Antrieb aussieht ... Bin ich heute zufällig drüber gestolpert.



Gruß,
Patrick

[Ch.Lucas]

Hi,
tja , da haben die auch bei Mutter in die Küchenschublade gegriffen und ein passendes Messer herausgeholt. Die Zeiten als Jim Faulkerson den W Drive eingeführt hat sind halt schon Geschichte. Wird sich wohl nicht viel geben und der Keil ist auch stabiler. Was für Fragen sind noch offen . Ventilieren vise Kavitation , muss man austrsten. Wichtiger erachte ich dass die Vorderkannte eines Ruders später Luft zulässt wie wenn sie schräg nach hinten , unten verläuft . Das sind ja ganz normale Dinge die ja auch in der Luftfahrt durch Grenzschichtzäune bekämpft werden .

Happy Amps Christian

[Shark]

Hey Christian,

naja, auch wenn zwischen dem Video und der Einführung des W-Drives einige Tage liegen ist, hat das Ruder immer noch ein Keilprofil und nichts elliptisches oder vergleichbares ... Die Biegesteifigkeit kann es nicht sein, da alle strömungsgünstigen symmetrischen Profile bei gleicher Profillänge und dicke eine größere Querschnittsfläche besitzen als ein Keilprofil. Hatte ich aber schon in Post #7 mal geschrieben bzw. angedeutet. Am einfachsten lässt sich das klar machen, wenn man die dickste Stelle des Keils in die Mitte schiebt und aus dem einen Keil zwei kleine macht mit entgegengesetzten Spitzen. Beide Querschnitte haben die gleiche Querschnittsfläche und auch das gleiche Widerstandsmoment bzgl. Biegung. Alles was dann Richtung elliptisches oder strömungstechnisch günstiges Profil geht hat dann mehr Querschnittsfläche. Anders sieht es aus wenn man ein Rechteckquerschnitt einfach nur einen gewissen Teil der Profillänge vorne anspitzt. Habe dazu mal ne kleine Skizze (nur halbes Profil abgebildet) angehängt ...

Somit bleibt eine noch offene Frage, warum man immer noch Keilprofile verwendet und nicht was elliptisches oder vergleichbares ?

Eine weitere wäre die nach Kavitation und Ventilation an Ruder und Turnfin, wie du schon richtig erkannt hast. Ich denke da so in die Richtung Gemeinsamkeiten / Unterschied, aber hauptsachlich an die Folgen wenn diese Phänomene auftreten ...

Ah, ein neues Themenfeld Grenzschichtzäune, überlege grade ob ich sowas schon mal an Rudern und Turnfin gesehen habe ...

Gruß,
Patrick

p.s. auch ein spannendes Thema sind Delta Wings und deren Auftriebscharakteristik bei hohen Anstellwinkeln ...

[Ch.Lucas]

Hi Patrick,

schau mal bei Finnen für Surfbretter , dort habe ich auch Finnen mit Grenzschichtzäunen gesehen und auch selbst ein paar für einen Surfer gebastelt. Ich wollte allerdings ein nach vorne Gepfeiltes Finn aber das wollte der Surfer nicht .
Habe auch mal ein Delta Wing Ruder am Outrigger gefahren. Der Rigger ist 35 Jahre alt , war mit Sicherheit einer der ersten der über 120 km/h gelaufen ist im Ovaltrim. Hinten war noch ein sehr großes Leitwerk drauf ,das jetzt aber bei einem Hydroplan montiert ist.
Das Ruder in Deltaform ist aus hochsteifen Titanblech 0,7mm dick , hat auch keine Probleme gemacht , ist einfach zur Eintrittkannte hin angeschliffen zur Schneide. Ach ja , der hatte auch ein Turnfin vorne in der Mitte unter dem vorderen Auslegerrohr . Tatzen seitlich. Ursprünglich mit Akkus vorne und Motor hinten auf Flexwelle. Irgendwann habe ich angefangen umzubauen auf Motor vorne mit 2 mm Federstahldrahtwelle wegen kleineren und leichteren Akkus. Der Motor war dann der schwerere somit besser dort vorne liegend untergebracht. Staudruck unter den Laufflächen liegt so weiter hinten.

Happy Amps Christian

[Ch.Lucas]

Hi,
mal ein Boot das ohne Turnfin und ohne Skegfin am Aussenborder sehr gut gelaufen ist. Der Aussenborder mit Flexwelle hatte keine Finne , nur der Schubwinkel hat die Richtung des Bootes bestimmt. Das warum ist einfach erklärt. Der Cat hatte im vorderen Teil der Schwimmer gar keinen V-Winkel der Laufflächen . Bis hinter zum Heckspannt habe ich aber einen V-Winkel der Läufflächen eingebaut.
Dadurch führt das Boot im Heck stärker wie vorne . Tunnelboote graben sich im Bugbereich gerne ein , das behindern die Laufflächen dort das moderate V im Heck führt mehr. Der Staudruck im Tunnel ist davon nicht behindert . Der Cat ist schön frei gefahren und hat auch die Kurven sauber durchgezogen wie die Bilder zeigen. Im Übrigen gab es damals noch keine X Serie Propeller von Octura. Die einzigen Propeller die für Halbtauchenden Betrieb geeignet waren waren die Competition Serie von Octura mit richtig Keilprofilen der Propellerblätter. Alle anderen Propeller sind praktisch nicht zum laufen gekommen , man musste extrem das Boot anschieben , sonst haben alle nur herumgegurgelt . Ein Cupping einzubringen wurde erst einige Jahre später gefunden als Anfahrhilfe. Motor war bei dem Cat ein Keller 50/14 ,der an 16 NiCad Zellen keine 18000 U/min gedreht hat(muss mal nachschauen was der so gedreht hat). Datenblatt sagt bei 18 Volt und 25 Ampere 16000 U/min bei einem Wirkungsgrad von 60,6% . Man das waren noch Zeiten. War aber das absolut Beste was man bekommen konnte alles andere waren einfach Mabuchi Ferritemagnetmotoren. Das war so um 1980 herum also vor gut 41 Jahren.

Happy Amps Christian

[Ch.Lucas]

Hi,
just for fun, die Octura Propellerliste von 1977.

Happy Amps Christian

[Ch.Lucas]

Hi,
kleiner Twin Ausserborder in Low Profile design. Einmal in konventionel mit Skeg , das noch viel kleiner werden kann und in der Zeichnung nur aus einer flachen CFK platte die 2mm dick 40 x 150 mm ist. Da kein Skegfin dort ist habe ich mal die drehbare Scheibe eingezeichnet die sich durch die Anströmung dreht und damit den Widerstand verringert. Die Motoren sitzen sehr tief und werden ins Wasser tauchen wenn das Boot steht .Da müssen wasserfeste Leger eingebaut sein und der Stator versiegelt sein . Oder alles wasserdicht versiegeln unter einer Haube.

Happy Amps Christian