[:en]Why we upgraded to a feathering prop?[:de]Umrüstung auf einen Drehflügelpropeller[:]

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Upgrade of our propeller:

Why I chose a feathering prop!

Ein Propeller mit festen Flügeln kann unter Segeln zum Beispiel einfach mitlaufen. Er belastet damit aber sämtliche Lager und man hört vor allem im Schiffsinneren wie sich die Welle mitdreht. Alternativ dazu legt man einen Gang ein und hat damit Ruhe. Doch dann wirken die Propellerflügel wie eine Bremsfläche im Wasser. Und je nach Geschwindigkeit übt der Wasserwiderstand teils gewaltige Kräfte aus. Also keine der beiden Optionen ist wirklich ohne Nachteil. Daher wurden die sogenannten Faltpropeller, oder als weitere Möglichkeit, Drehflügelpropeller entwickelt. Hier erkläre ich die generellen Unterschiede und für welchen Typ ich mich letztendlich für unser Boot entschieden habe.

Folding propellers are generally used in sailing yachts and auxiliary propulsion gliders. When the engine is running, they unfold in rotation mode due to the centrifugal force, the blades come under thrust against a stop and act like a normal propeller. This works when driving forwards and backwards. When the motor is at a standstill or the shaft is at a standstill, the wings fold under the flow of water and often also supported by spring force along their axis backwards. This reduces resistance almost to zero. The principle of the feathering propeller is very similar. In the case of such propellers, the centrifugal force does not act, but an integrated gear actively moves the blades into the respective position. So the wings turn for either a forward position, a backward position or neutral. If the machine stops, the blades turn into a horizontal "sail position" due to the inertia of the propeller and the shaft on the one hand and the flow of water on the other. There are different models, each with different characteristics. You can find plenty of explentation videos on YouTube or in sailing magazines.

Two considerable issue of some models:

1) In theory it sounds wonderful that a folding propeller unfolds due to centrifugal force, but in practice this doesn't seem to be that easy and is not entirely true. At least there are some very impressive examples on YouTube that problems can occur especially when reversing. I have given two examples below. There is also a nice propeller test published in the German language  magazine "Segeln". However, the tables are very telling in every language: reverse is not the strength of every product. I am pretty certain the same evidence exists in English.

2) Some types of propellers have exposed moving parts, e.g. gear wheels. And even if you want to protect your prop with the appropriate paint, it may be that sea creatures or just sand or stones get stuck here. This blocks the mechanism and disrupts proper operation.

So, despite the somewhat more larger structure, I decided on a Variprop feathering propeller with 4 blades. It comes from the manufacturer SPW, which specializes in the manufacturing of such propulsion systems. To date, the prop has never let me down, so I'm completely satisfied. In the course of the refit, the stuffing box, which was pretty worn out already, was replaced and the shaft rebalanced. The only downside: again an expensive investment that you can't see ;-)

A special feature of the feathering propeller is that the incline can be set separately for forward and reverse speed. This is a big advantage over other designs. To find the correct settings for your boat, you need to be able to determine certain parameters with certainty: length at waterline, displacement, payload, engine power at certain RPMs, gear ratio and much more. This is where a science begins that has so far remained hidden to me and I personally can only advise working with experts. Have fun exploring this part of your boat!

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Umrüstung des Propellers:

Warum ich mich für einen Drehflügelpropeller entschieden habe!

Ein Propeller mit festen Flügeln kann unter Segeln zum Beispiel einfach mitlaufen. Er belastet damit aber sämtliche Lager und man hört vor allem im Schiffsinneren wie sich die Welle mitdreht. Alternativ dazu legt man einen Gang ein und hat damit Ruhe. Doch dann wirken die Propellerflügel wie eine Bremsfläche im Wasser. Und je nach Geschwindigkeit übt der Wasserwiderstand teils gewaltige Kräfte aus. Also keine der beiden Optionen ist wirklich ohne Nachteil. Daher wurden die sogenannten Faltpropeller, oder als weitere Möglichkeit, Drehflügelpropeller entwickelt. Hier erkläre ich die generellen Unterschiede und für welchen Typ ich mich letztendlich für unser Boot entschieden habe.

Faltpropeller kommen im Allgemeinen bei Segelyachten und Segelflugzeugen mit Hilfsantrieb zum Einsatz. Bei Motorbetrieb entfalten sie sich drehend durch die Zentrifugalkraft, die Flügel gehen unter Schub an einen Anschlag und wirken wie ein normaler Propeller. Dies funktioniert bei Vorwärts- und bei Rückwärtsfahrt. Bei Motorstillstand, bzw. Stillstand der Welle falten sich die Flügel unter der Anströmung des Wassers und oft auch unterstützt durch Federkraft ihrer Achse entlang nach hinten. So reduziert sich Widerstand fast gegen Null. Das Prinzip der Drehflügelpropeller ist sehr ähnlich. Bei Drehflügelpropellern wirkt nicht die Fliehkraft, sondern ein integriertes Getriebe bewegt die Flügel aktiv in die jeweilige Stellung. So drehen sich die Flügel für entweder in eine Vorwärts-Position, Rückwärts-Position oder neutral. Stoppt die Maschine, drehen sich die Flügel durch die Trägheit des Propellers und der Weller einerseits und der Strömung des Wassers andererseits in eine horizontale "Segel-Stellung". Es gibt verschiedene Modelle mit jeweils unterschiedlichen Charakteristiken. Einen Testartikel findet ihr hier.

Zwei gravierende Probleme mancher Modelle:

1) In der Theorie klingt es ja wunderbar, dass sich ein Faltpropeller durch die Fliehkraft entfaltet, doch in der Praxis scheint das gar nicht so einfach zu sein und auch nicht ganz zu stimmen. Zumindest gibt es auf YouTube einige sehr eindrückliche Beispiele, dass vor allem bei Rückwärts-Fahrt Probleme auftreten können. Ich habe zwei Beispiele hier unten angeführt. Auch im oben angeführten Propellertest der Zeitschrift "Segeln" zeigen sich teils gravierende Unterschiede, vor allem bei Schub zurück.

2) Manche Propeller-Typen haben nach außen exponierte bewegliche Teile, z.B. Getrieberäder. Und auch wenn man seinen Prop noch so gründlich mit entsprechendem Anstrich for Bewuchs schützen möchte, so kann es doch sein, dass sich hier Meeresbewohner, oder einfach auch nur Sand oder Steinchen verirren. Sie setzen so den Mechanismus außer Kraft und stören so den einwandfreien Betrieb.

Somit habe ich mich trotz des etwas globigeren Aufbaus für einen Variprop Drehflügelpropeller mit 4 Blättern entschieden. Er kommt vom Hersteller SPW, der sich auf die Herstellung von solchen Antrieben spezialisiert hat. Bis heute hat mich der Prop nie im Stich gelassen, bin also vollauf zufrieden. Im Zuge der Umrüstung wurde dann auch gleich die schon sehr angeschlagene Stopfbuchse erneuert und die Welle neu gewuchtet. Einziger Wermutstropfen: wieder eine kostspielige Investition, die man nicht sieht ;-)

Eine Besonderheit des Drehflügelpropellers ist es auch, dass die Steigung für die Vorwärts- und Rückwärtsfahrt seperat eingestellt werden kann. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber anderen Konstruktionen. Um die korrekten Einstellungen für Dein Boot zu finden, musst Du einige Parameter mit Sicherheit festellen können: Wasserlinie, Verdrängung, Zuladung, Motorleistung bei gewissen Drehzahlen, Getriebe-Übersetzung u.v.a.m. Hier beginnt eine Wissenschaft, die mir bisher verborgen geblieben ist und ich persönlich kann nur raten mit Fachleuten zusammen zu arbeiten. Viel Spaß beim Tüfteln!

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