Max Prop

Max Prop - seit mehr als 40 Jahren eine Legende, und DER Standard für Drehflügelpropeller weltweit! SAILTEC hat die Werksvertretung für Max Prop, und liefert und betreut alle Max Prop Produkte:

• 2-Blatt, 3-Blatt, 4-Blatt, 5-Blatt Propeller
• Für Wellensysteme und Saildrive

DER NEUE MAX-BIANCHI-PROPELLER

Automatische Anpassung der Propellersteigung während der Fahrt

DIE ERSTE REVOLUTION

Der erste Drehflügelpropeller wurde in den frühen 1970er Jahren von Massimiliano „Max“ Bianchi, entwickelt und 1975 patentiert. Im gleichen Jahr gründete er MAX PROP und fertig seit dem den legendären MAX PROP Drehflügelpropeller. Diese Entwicklung veränderte die Antriebstechnik von Segelbooten grundlegend.

Fünf Jahrzehnte später hat der inzwischen 85-jährige Ingenieur aus Mailand erneut einen Propeller entwickelt und patentiert – diesmal mit einer automatisch während der Fahrt veränderbaren Steigung.

Um die Besonderheiten dieser Entwicklung zu verstehen, lohnt sich zunächst ein Blick auf die grundlegende Funktion und Auslegung eines Propellers.

1. FUNKTION UND AUSLEGUNG DES PROPELLERS

Die zentrale Aufgabe eines Propellers besteht darin, die vom Motor bei einer bestimmten Drehzahl zur Verfügung gestellte Leistung möglichst effizient in Vorwärtsschub umzuwandeln.

Für die Leistungsaufnahme und den Wirkungsgrad eines Propellers sind insbesondere zwei Größen entscheidend:

• der Propellerdurchmesser
• die Propellersteigung

Von diesen beiden Größen hat die Steigung den größeren Einfluss auf die Leistungsaufnahme.

Wird bei gleichbleibender Steigung der Durchmesser eines Propellers verändert, kann sich die aufgenommene Leistung zwar verändern, der Einfluss auf die grundsätzliche Auslegung ist jedoch vergleichsweise begrenzt. Eine bereits geringe Änderung der Steigung kann dagegen bei gleichem Durchmesser eine deutliche Veränderung der vom Propeller aufgenommenen Leistung bewirken.

Bei Propellern mit verstellbaren Flügeln – wie beispielsweise Feathering, oder Drehflügel-Propellern – wird die Steigung häufig über den hydrodynamischen Anstellwinkel der Flügel beschrieben. Der in Grad angegebene Winkel stellt dabei das Verhältnis zwischen Propellersteigung und Propellerdurchmesser dar.

Für Verdrängerboote liegt der für die Auslegung relevante Bereich ungefähr bei 20°. Wird mit einer Steigung in diesem Bereich die gewünschte Motorleistung und das gewünschte Betriebsverhalten erreicht, ist der Propeller grundsätzlich passend dimensioniert.

Diese Betrachtung bezieht sich auf den Betrieb eines Verdrängerbootes. Bei einem Gleitboot gelten andere Zusammenhänge. Die oben beschriebene Betrachtung ist bei einem Gleitboot daher insbesondere für die Phase vor dem Erreichen der Gleitfahrt relevant.

2. MOTORLEISTUNG UND PROPELLERLEISTUNG

Motor und Propeller müssen als Gesamtsystem betrachtet werden.

Der Motor stellt abhängig von seiner Drehzahl eine bestimmte Leistung zur Verfügung. Der Propeller nimmt bei dieser Drehzahl eine bestimmte Leistung auf und wandelt sie in Schub um.

Entscheidend ist deshalb die Abstimmung der beiden Leistungskurven:

Motorleistungskurve und Propellerleistungskurve.

Bei einem Propeller mit fester Steigung steigt die aufgenommene Propellerleistung mit zunehmender Drehzahl stark an. Dadurch kann der Propeller so ausgelegt werden, dass er bei der vom Motorhersteller empfohlenen maximalen Motordrehzahl die zur Verfügung stehende Motorleistung nahezu vollständig aufnimmt.

Bei niedrigeren Drehzahlen verändert sich das Verhältnis jedoch deutlich. Der Motor kann zwar weiterhin Leistung bereitstellen, der Propeller nimmt davon aufgrund seiner festen Steigung jedoch einen wesentlich geringeren Anteil auf.

Die Differenz zwischen der verfügbaren Motorleistung und der vom Propeller aufgenommenen Leistung stellt somit nicht genutzte Motorleistung dar.

3. EFFIZIENZ UND WIRKUNGSGRAD EINES PROPELLERS

Der Wirkungsgrad eines Propellers beschreibt das Verhältnis zwischen der Leistung, die tatsächlich in Vorwärtsschub für das Boot umgesetzt wird, und der vom Propeller aufgenommenen Antriebsleistung.

Der Wirkungsgrad hängt unter anderem von der Motordrehzahl, der Propellersteigung, dem Propellerdurchmesser, der Bootsgeschwindigkeit und dem Schlupf ab.

Bei der Auslegung eines Propellers ist insbesondere darauf zu achten, dass der Motor unter Volllast die vom Hersteller empfohlene maximale Drehzahl erreichen kann. Dadurch wird verhindert, dass der Motor durch einen zu großen Propeller beziehungsweise eine zu hohe Steigung überlastet wird.

Der Propeller wird deshalb so dimensioniert, dass sich Motorleistungs- und Propellerleistungskurve im Bereich der vom Motorhersteller empfohlenen maximalen Drehzahl sinnvoll schneiden.

Wichtig: Dieser Schnittpunkt bedeutet nicht, dass der Propeller einen Wirkungsgrad von 100 % erreicht. Er bedeutet vielmehr, dass der Propeller bei dieser Drehzahl die vom Motor zur Verfügung gestellte Leistung entsprechend der Auslegung aufnehmen kann.

Bei einer niedrigeren Reise-Drehzahl kann ein Propeller mit fester Steigung einen zunehmend größeren Abstand zur verfügbaren Motorleistung aufweisen. Ein Teil der Motorleistung bleibt dann ungenutzt.

Hinweis zu den Diagrammen

Die in den folgenden Abbildungen dargestellten Kurven sind schematisch. Sie dienen ausschließlich dazu, die beschriebenen Zusammenhänge zwischen Motorleistung, Propellerleistung, Drehzahl und Steigung zu veranschaulichen.

Abb. 1 – Propeller mit konstanter Steigung

In Abb. 1 sind dargestellt:

• Kurve A: Motorleistung
• Kurve AT: Motorleistung des turbogeladenen Motors
• Kurve B: Propellerleistung bei konstanter Steigung

Kurve B ist so ausgelegt, dass sie die Motorleistungskurve im Bereich der vom Motorhersteller empfohlenen maximalen Drehzahl schneidet.

Der vertikale Abstand zwischen Kurve A und Kurve B zeigt, wie viel der theoretisch verfügbaren Motorleistung bei niedrigeren Drehzahlen vom Propeller nicht aufgenommen wird.

Das Problem bei Turbomotoren

Bei einem turbogeladenen Motor wird die Motorleistung insbesondere im mittleren Drehzahlbereich deutlich erhöht. Genau hier entsteht bei einem Propeller mit fester Steigung ein Problem.

Der Propeller kann seine Leistungsaufnahme nicht automatisch an die zusätzliche Motorleistung anpassen. Die durch den Turbolader zusätzlich zur Verfügung gestellte Leistung kann deshalb zu einem erheblichen Teil ungenutzt bleiben.

Die Folge: Der Motor verfügt zwar über mehr Leistung, aber der Propeller kann diese zusätzliche Leistung nicht entsprechend in zusätzlichen Schub umsetzen.

Gerade im typischen Reisebereich kann dadurch ein ungünstiges Verhältnis zwischen Motorleistung und tatsächlich vom Propeller genutzter Leistung entstehen.

4. DER MAX-BIANCHI-PROPELLER MIT AUTOMATISCHER STEIGUNGSVERSTELLUNG

Der neu entwickelte Max-Bianchi-Propeller setzt genau an diesem Punkt an.

Während ein herkömmlicher Propeller seine Steigung während der Fahrt nicht verändert, passt der neue Propeller seine Steigung automatisch an die jeweilige Motordrehzahl und Belastung an.

Mit steigender Drehzahl wird die Steigung automatisch reduziert. Sinkt die Drehzahl, wird die Steigung wieder erhöht.

Dadurch kann der Propeller seine Leistungsaufnahme wesentlich besser an die tatsächlich verfügbare Motorleistung anpassen.

Abb. 2 – Automatisch veränderbare Propellersteigung

Abb. 2 zeigt:

• Kurve A: Motorleistung
• Kurve AT: Motorleistung des turbogeladenen Motors