Propeller-Wirkungsgrad

[nordy]

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.

[nordy]

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)

[avk]

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

[avk]

Ooops, Kommando zurück. Der Rapture ist gecupped und würde dadurch die RPM wieder um 200 vermindern. Dazu käme der wiederum grössere Durchmesser, was also in einer noch geringeren Drehzahl resultieren würde. Seufz.

[nordy]

Hallo Armin,

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?

Ich habe am Wochenende mal mit den Wageningener B-Series-Kennfeldern für den Thrust- und Torque-Koeffizienten und den Wirkungsgraden herumgespielt.
Ich habe die kompletten Kennfelder hier gefunden:

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Die Thrust und Torque-Verläufe sind hier für die verschiedenen Bauformen (mehrere Blattzahlen und Flächenverhältnisse) für Steigungs-/Durchmesserverhälnisse von 0,5 bis 1,4 in Abhängigkeit vom sogenannten Advance-Ratio (= v prop/n prop*D) dargestellt.
Diese Verläufe sind mehr oder weniger linear.
Man kann sie also mit zwei Koeffizienten über die bekannte Geradengleichung darstellen.

Bit diesen Beziehungen und einem linearen Drehmomentverlauf unterhalb n nenn kann man das v max und die zugehörige Drehzahl nach Formeln von:

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ausrechnen.

Ich habe also mit deinen Daten für verschiedene D 's - das ist der entscheidende Parameter, die Steigung bestimmt nur über das Verhältnis S/D die Höhe der Kurven in den Kennfeldern mit - und für die zwei Fahrgewichte mit 52 und 45 km/h Spitze die v max und n ausgerechnet.

Zunächst mal habe ich mit den Koeffizienten 0,65 und 0,4 für Thrust und 0,01 und 0,05 für Torque, die ich fast 1:1 aus dem Kennfeld für die 3-Blatt-Props mit einem Flächenverhälnis von 50% und einem S/D von 1,253 (13" Steigung)entnehmen konnte, für eine Person ein v max von 51,9 km/h und eine Drehzahl von 5370 min-1 errechnen können.

Bei 3 Personen (45km/h) konnte ich 44,8 bei 5200 errechnen, stimmt doch haargenau mit deiner Messung überein.

Ich hatte ja geglaubt, dass ein kleinerer Prop von 10 oder gar 9,75'' höhere v max ergeben würde, weit gefehlt.

Hier die Werte bei einem 10'':

1 Person: 51,1 bei 5600
3 Personen: 44,1 bei 5428

bei 9,75'':

1 Person: 50,4 bei 5750
3 Personen: 43,6 bei 5560

Nun die Werte für 10,5'':

1 Person: 52,2 bei 5294
3 Personen: 45,2 bei 5128

Und bei 11'':

1 Person: 53 bei 4986
3 Personen: 45,7 bei 4836

Das hatte ich so nicht erwartet.

Das liegt an den sehr unterschiedlichen Wirkungsgraden aufgrund der verschiedenen Advance Ratios.
Mit steigendem S/D sinkt das Advance Ratio ab und der Wirkungsgrad wird schlechter.
Ausserm verschiebt sich das Effiziens-Maximum mit steigendem S/D zu höheren Ratios hin.

Also es sieht so aus, als sei der 11" x 13 die beste Wahl.
Du würdest aber nur 1 km/h schneller werden, allerdings bei deutlich abgesenkter Drehzahl, was deiner Geldbörse sehr entgegen kommt.

Was dann auch besser wird, ist die Beschleunigung, der 11-er greift einfach besser, hat dabei weniger Schlupf.

Was jetzt noch fehlt, ist die Einbeziehung des gesamten Kennfeldes mit seinen mehere Hundert Koeffizienten in die Formeln.
Diese musste ich bisher vom Diagramm ablesen (sie hängen ja von S/D ab).

Gruss Nordy

[CresIngo]

Hallo aus dem Süden Österreichs!
Vorweg, mein Biorythmus bescheinigt mir für heute miserable intellektuelle Fähigkeiten, auch alle anderen Werte und Prognosen sind so, dass ich heute weder auf der Piste, in der Loipe oder eisschnelllaufend unterwegs bin, sondern hinter dem PC hocke und mich mit ungefährlicheren Dingen beschäftige. Mit einem geistigen Bauchfleck kann man sich nur blamieren aber nicht ernsthaft verletzen.
Daher Vergeeeebuuung!
Zur Sache:
Was Ihr hier geboten habt, Gratulation Nordy, gehört zum Besten was ich je in einem "Fachforum" ( ich bin sonst sehr viel auf Um Links zu sehen, bitte registrieren unterwegs) gelesen habe.
Bis auf die Kennfeldinterpretationen sind für mich die Rechenergebnisse und Lösungsansätze nachvollziehbar.
Natürlich frage ich mich wie Otto-Normalverbraucher an die Problematik herangeht, der nicht wie Ihr, mit bereits nahezu optimalen B und H/D Werten unterwegs ist.
Meine Ausgangssituation: Zodiac MKII Comp. FR mit 380cm Länge und entdrosseltem Yam 9.9, echt 13-15 PS, meist zu Zweit unterwegs.
Prop. 3 x 9 1/4 x 9
Vmax 17 kn
5500 u/min
Untersetzung 2.08
Dies bedeutet, dass B= 9.3 und H/D=0,97 miserabel sind und trotzdem bin ich ganz gut unterwegs. Maximumspeed genügt mir, fahr ich selten, in die Gleitphase komme ich zu zögerlich, bei höherer Beladung (dei Enkerln werden immer schwerer) muss ich dann oft mit einem Schlenkerer über die eigene Welle herausreiten.
Was soll ich wirklich am Prop verändern um mehr Kraft von unten heraus zu haben. Um auf H/D=1,4 zu kommen brauch ich abenteuerliche Propabmessungen.
Peter ich bitte Dich um einen Lösungsansatz.
Lg. Ingo