Propeller-Wirkungsgrad

Hallo Rotti,

N ist der sogenannte Nachstrom, bei unseren Booten etwa 0,04 ????

War dir da was unklar ?

Der Prop liegt doch in einer Strömung mit einer Geschwindigkeit, die ohne Frage kleiner als die Bootsgeschwindigkeit ist.

Denn nur direkt an der Bootshaut hat das Wasser die Geschwindigkeit des Bootes, weit genug davon entfernt hat es den Wert Null.

Bei Verdrängern liegt die Anströmgeschwindigkeit des Props je nach Kiellänge und Gewicht zwischen 75 und 85 % der Bootsgeschwindigkeit.

Bei Gleitern liegt der Wert je nach Gewicht zwischen 92 und 96 %.

Je leichter das Boot ist umso mehr nähern sich die Geschwindigkeiten an.

Die Formel lautet:

V Anström = v Boot x (1 - N)

Im Mittel wäre bei unseren Booten N = 0,04, also

V Anström ungefähr 0,96 v Boot


Gruss Nordy

Hallo Freunde des Propellers,

scheint mir an der Zeit diesen alten Fred mal wieder hervorzuholen, natürlich mit der ewigen Frage: Welcher Propeller ist der Beste - für meine Boot/Motor Kombination?

Fakten:

An meinem Zodiac Futura Mark III hängt ein 40 PS Mercury 4-Takter mit dem original-Propeller Mercury Black Max 48-73136A40 13P, Pitch 13 und Durchmesser 10 3/8, Aluminium lackiert.

Folgende Performance erreiche ich momentan wenn ich alleine fahre:
RPM = 5350
(v-max) km/h = 52
daraus errechne ich mit nordys Formel ein B von 4,5 - scheint also soweit ein guter Wert.

Fahren wir aber mit mehr Gewicht, sprich drei Personen plus Ballast, komme ich auf folgende Werte:
RPM = 5200
(v-max) km/h = 45
ergibt ein B von 6,2

Der Motor sollte laut Handbuch optimalerweise etwa mit 5800 drehen.

Kann ich nun die Performance im Hinblick auf Beschleunigung oder V-Max noch steigern? Viel scheint da ja nicht mehr drin zu sein, oder was meint ihr bringt hier ein hochgezüchteter und damit auch entsprechend teurer Edelstahl Propeller noch etwas?

Gruss

Armin

Hallo Armin,

um das bestmögliche v max zu erzielen, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein:

Der Motor muss maximale Leistung abgeben, das ist bei dir bei 5800 min-1 der Fall.
Der Fahrwiderstand sollte möglichst gering sein.
Der Prop-Wirkungsgrad sollte mindestens 75 % betragen, was bei Belastungsgraden von um die 4 und H/d < 1,3 der Fall ist.

Ursachen für das kleinere V max mit 3 Personen sind bei dir:

1.) Die durch das höhere Gewicht wesentlich grössere Bootreibung

2.) Der Propwirkungsgrad ist deutlich schlechter geworden, weil du die fast gleiche Leistung für eine deutlich kleinere Geschwindigkeit aufbringen musst.
Das erkennst du auch daran, dass der Prop jetzt wesentlich mehr schlüpft.
Wenn der Schlupf gleich geblieben wär, hätte der Motor im Verhältnis 45/52 niedriger also bei 4630 drehen müssen.
Hast du beim Belastungsgrad auch 40 - x eingesetzt ?
Wenn du weiterhin mit 40 PS gerechnest hast, wird der Wert in Wirklichkeit noch höher also schlechter als 6,2 sein.

3.) Der Motor gibt aufgrund der abgefallenen Drehzahl noch weniger Leistung ab.

Wie kannst du das v max verbessern ?

Du kannst wohl kaum erreichen, dass der Prop bei 3 Personen nicht wesentlich stärker als bei dir alleine durchdreht.
Der grössere Schlupf und Nachgang stellt sich automatisch als Folge der höheren Bootslast und -reibung ein.

Die Propgeometrie stimmt aber nicht.

Schon für Alleinefahrt ist die Steigung einfach zu gross.
Ausserdem könnte der Durchmesser etwas kleiner sein.
Idealerweise sollte der Motor hier auf den Punkt oder etwas drüber hinaus drehen.
Ich würde einen 10 x 12 ausprobieren.

Das Boot müsste mit dir alleine so noch 2-3 km/h schneller werden.
Kann sein, dass du den guten Belastungsgrad von deinem alten Prop halten kannst.
Die v max-Einbusse bei 3 Personen wird sicherlich auch kleiner werden.

Viel Erfolg.

Gruss Nordy

Vielen Dank für die Analyse, nordy!

Ich habe eben mal durch einen Michigan-Katalog geblättert, dort gibt es z.B. einen passenden 10.5 x 12 Ballistic Propeller - wie wäre es damit? Sind eigentlich solch "ausgefallenen" Propellerformen besser als der herkömmliche Alu-Prop. oder wirft man sein Geld so mehr oder weniger nur zum Fenster raus?

Aber die Aussicht, das man bei mir noch 2-3 km/h herausholen könnte ist auf jeden Fall schonmal schön!

Zitat von nordy

Wenn der Schlupf gleich geblieben wär, hätte der Motor im Verhältnis 45/52 niedriger also bei 4630 drehen müssen.
Hast du beim Belastungsgrad auch 40 - x eingesetzt ?
Wenn du weiterhin mit 40 PS gerechnest hast, wird der Wert in Wirklichkeit noch höher also schlechter als 6,2 sein.

Ja, ich habe die Formel ins Excel einghackt um dann noch ein wenig mit den Werten herumspielen zu können.

Ich habe eben mal durch einen Michigan-Katalog geblättert, dort gibt es z.B. einen passenden 10.5 x 12 Ballistic Propeller - wie wäre es damit? Sind eigentlich solch "ausgefallenen" Propellerformen besser als der herkömmliche Alu-Prop. oder wirft man sein Geld so mehr oder weniger nur zum Fenster raus?

Rein theoretisch müssten Edelstahl-Props aufgrund der kleineren Wandstärken bei sonst gleichen Parametern einen etwas besseren Wirkungsgrad aufweisen.

Aber ob das bei diesem Ballistic zum Tragen kommt ?

Achte lieber darauf, dass er nicht gecuppt ist.
Denn durch Cuppen wird die effektive Steigung um einen halben bis einen Punkt grösser.
Das wäre genau das Verkehrteste.
Der etwas grössere Durchmesser stört mich auch.

Gruss Nordy

Ich habe heute mal bei Gröver angerufen um mich nach entsprechenden Props zu erkundigen und die Ausgangslage geschildert.

Man rät mir dort auf 10.? x 11 zu gehen. Von Edelstahl wurde abgeraten, da das bisschen mehr an Geschwindigkeit (2 km/h wurde genannt) im Vergleich zum billigeren Alu-Prop nicht verhältnismässig sei. Ich fand die Beratung gut und fair.

(? = Nachkommastelle abhängig vom Hersteller)

[HaraldGesser]

Zitat von avk

Ja, ich habe die Formel ins Excel einghackt um dann noch ein wenig mit den Werten herumspielen zu können.

Hallo Armin,

könntest Du das Exelsheet vielleicht öffentlich machen, oder ist das technisch nicht möglich?
Sicher gibt es noch mehr Interessenten dafür..

Grüße

Harald

Hallo Armin,

könntest Du das Exelsheet vielleicht öffentlich machen, oder ist das technisch nicht möglich?
Sicher gibt es noch mehr Interessenten dafür..

Grüße

Harald

Kein Problem - gib mir noch zwei Tage um es in Form zu bringen und irgendwohin upzuloaden.

Vielleicht hat nordy noch Infos, wie genau sich das errechnete B zum Wirkungsgrad verhält - dann könnte ich das auch noch einbauen und gleich den Wirkungsgrad in % ausdrücken.

Gruss Armin

[DieterM]

Zitat von avk

Hallo Freunde des Propellers,

scheint mir an der Zeit diesen alten Fred mal wieder hervorzuholen, natürlich mit der ewigen Frage: Welcher Propeller ist der Beste - für meine Boot/Motor Kombination?

Fakten:

An meinem Zodiac Futura Mark III hängt ein 40 PS Mercury 4-Takter mit dem original-Propeller Mercury Black Max 48-73136A40 13P, Pitch 13 und Durchmesser 10 3/8, Aluminium lackiert.

Folgende Performance erreiche ich momentan wenn ich alleine fahre:
RPM = 5350
(v-max) km/h = 52
daraus errechne ich mit nordys Formel ein B von 4,5 - scheint also soweit ein guter Wert.

Fahren wir aber mit mehr Gewicht, sprich drei Personen plus Ballast, komme ich auf folgende Werte:
RPM = 5200
(v-max) km/h = 45
ergibt ein B von 6,2

Der Motor sollte laut Handbuch optimalerweise etwa mit 5800 drehen.

Kann ich nun die Performance im Hinblick auf Beschleunigung oder V-Max noch steigern? Viel scheint da ja nicht mehr drin zu sein, oder was meint ihr bringt hier ein hochgezüchteter und damit auch entsprechend teurer Edelstahl Propeller noch etwas?

Gruss

Armin

Ich bewundere hier Peters (Nordy) Detailarbeit die bestimmt sehr sachlich fundiert ist.

In dem USA Propfinder finde ich aber was anderes, siehe hier die US-Empfehlung für D/40 PS 4-Takt Bigfoot Mercury (wenn ich hier richtig gewählt habe):

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Vielleicht kannst Du mit mehr Durchmesser und weniger Pitch die benötigte Drehzahl von 5600-5800 erreichen und trotzdem gute 50kmh mit 2 Personen anBord fahren? Dafür gewinnst Du aber von unter heraus sicher an Beschleunigung. Denke das dies auch eine Überlegung wert sein könnte, insbesondere wo Du mit dem 13' Pitch die benötigte Drehzahl nicht erreichst.

Sehr günstige SOLAS Props (Australien) bekommst Du über

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Aber vielleicht habe ich auch einen falschen Mercury Outboarder jetzt gewählt. Dann bitte bei PropFinder den richtigen Motor eingeben und neu suchen. Bei den japanischen Versionen sind auch Abmessungen um die 10 x 12' Pitch möglich, das hängt aber von der Verzahnung ab (13er?), die passen muß. Vielleicht diese hier:

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Vielleicht kannst Du mit mehr Durchmesser und weniger Pitch die benötigte Drehzahl von 5600-5800 erreichen und trotzdem gute 50kmh mit 2 Personen anBord fahren? Dafür gewinnst Du aber von unter heraus sicher an Beschleunigung. Denke das dies auch eine Überlegung wert sein könnte, insbesondere wo Du mit dem 13' Pitch die benötigte Drehzahl nicht erreichst.

Sorry, Dieter,

die von dir angesprochenen Herstellerempfehlungen (14x11) gelten für den Bigfoot, der wesentlich mehr Hubraum hat (995 / 747 ccm) und auch viel kürzer übersetzt ist (2,33 / 2,0).
Bei 5500 Umdrehungen würde das Boot gerade mal 38 km/h schnell sein.

Das ist eine High-Trust-Motor/Prop-Kombination, von unten heraus - wie du sagst -mit dem Bigfoot sicher excellent aber leider mit low Speed.

AVK würde mit dem 14 x 11 deutlich an v max verlieren, bei 5500 wären es theoretisch gerade mal 45 km/h.
Wegen des grossen Durchmessers würde er die 5500 auch garnicht erreichen und dadurch weiter an v max einbüssen.

Ferner ist der Propwirkungsgrad bei 11/14=0,79 ziemlich schlecht.

Ich halte 10 x 12 oder vielleicht 9,75 x 12 für ihn optimal.

Viele Grüsse in den verschneiten Süden

Peter (Nordy)

[DieterM]

Servus Peter,

richtig, dann bin ich doch vom falschen Motor ausgegangen. Es müßte doch der Mercury mit Basis Yamaha sein, oder? Der hat dann 13 Zähne am Propschaft.

Dafür dürfte aber der letzte link dann besser passen, den ich hier nochmal wiederhole
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Das mit dem Propwinkel muß ich mir einfach nochmal richtig anschauen.

Ja, hier schneit es wie seit Langem nicht mehr. Bin auch deswegen heute nicht unterwegs gewesen obgleich mein GW sich bei solchen Wetter- und Straßenlagen erst richtig in seinem Element fühlt. Bei uns ca. 50 km nördlich München liegen seit Mitte DEZ Schnee und der Winter beißt. Habe gestern und heute ums Haus und runter bis einschl. vor den Garagen geschippt, jeweils gut 1-2 Std., echter Konditionssport! Jetzt heute Abend liegen schon wieder 20-30 cm Neuschnee und vorhin war sogar Blitz und Donner mit dabei, also Schneegewitter. Nachdem es in der Nacht durchschneien soll, wird das Morgen wieder echter Frühsport!!! Aber ... unser Giebeldach ist für ca. 250 kg Schneelast per Quadratmeter ausgelegt, somit haben wir keine Bedenken, falls es noch länger schneien sollte! Probleme haben große Flachdächer bei Industrie und Handel, wo wegen der Baukosten nur diese häßlichen Flachdächer verbaut werden.

Dafür dürfte aber der letzte link dann besser passen, den ich hier nochmal wiederhole
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Ja, das passt schon viel besser.

Diese Kombinationen mögen für Standardboote richtig sein.

AVk hat aber ein sehr leichtes Boot und da ist ein kleinerer Propeller für Topspeed einfach besser.

Ich glaub nämlich nicht, dass er Trustprobleme hat.
Wenn er ständig zu viert oder fünft führe, dann wäre ein 12 x 11 das Richtige für ihn.

Gruss
Peter (Nordy)

Hallo Zusammen,

zunächst einmal vielen Dank für eure Tipps und v.a. an nordy für die schier unendliche Formelflut (als Naturwissenschaftler genau der richtige Ansatz für mich im Gegensatz zu den im Internet häufig auffindbaren eher "religiösen" Lösungsansätzen ;-)

Also nach allem was ich bisher las, habe ich mich grundsätzlich mal mit einem Edelstahl-Prop angefreundet. Nordys Rat zu einem kleinen Durchmesser würde ich gerne befolgen, doch scheint es Edelstahl-Props (ebenso wie Alu) für meinen Mercury F40 (kein Bigfoot, leider...) nur in 10.irgendwas x 12 zu geben. Wenn ich eure Ausführungen richtig deute, dann sollte auch ein 10.5 x 12 SS-Prop. einen (wenn auch kleineren als ein 10.0 x 12) Performancegewinn bringen. So ein Rapture ist ja in den USA noch für erschwingliche 200 USD zu haben, was dann nach Zoll, Steuern und Versand auf ca. 230 EUR an der Propellerwelle anwächst. Was meint ihr, ist es den Versuch wert?

Danke&Gruss aus dem frühlingshaften Basel

Armin