Wissenswertes rund um den Propeller

Der Propeller setzt die Leistung der Maschine in Fahrt durch das Wasser um. Doch die Konstruk­tion eines Propellers ist kompliziert, denn er muss für jedes Schiff individuell berechnet werden. Worauf bei der Wahl eines neuen Propellers zu achten ist

Bei einem Tausch der Maschine wird oft vernachlässigt, dass der Propeller auch auf den neuen Motor abgestimmt sein muss. Es macht sogar Sinn, sich vor dem Motorenkauf einen Propeller für die neue Konfiguration berechnen zu lassen, da es durchaus Kombinationen von Schiff, Maschine und Getriebe geben kann, für die es keinen optimalen Propeller, sondern nur Kompromisse gibt. Wird das vor dem Kauf ersichtlich, kann durch eine Anpassung der Getriebeuntersetzung unter Umständen ein wesentlich besseres Gesamtpaket geschnürt werden.

Ein unruhiger Lauf mit mäßigen bis starken Vibrationen im Schiff und eine extrem hohe Geräuschentwicklung können beispielsweise auf einen unpassenden Propeller hindeuten. Wenn das Schiff im Standgas mit vier Knoten durch die Boxengasse pflügt, und An- und Ablegemanöver so zum Albtraum aller Stegnachbarn werden, stimmt das Zusammenspiel von Motor und Propeller ebenfalls nicht.

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Propellerberechnung

Schleicht sich mit der Zeit das Gefühl ein, der Propeller könne nicht stimmen und ein neuer müsse her, gilt es, sich in einer Anzahl von Begriffen und Verkomplizierungen der nautischen Welt zurechtfinden zu müssen – vorausgesetzt man möchte die Zusammenhänge verstehen. Die Physik ist zwar – auch wenn es einige nicht glauben mögen – an Bord die gleiche wie an Land, doch in der Sprache, und vor allem den Maßeinheiten, gehen Land und See getrennte Wege. Während an Land alles in metrisch geregelten Bahnen abläuft, gibt es an Bord Knoten, Seemeilen, Faden, Kabel, Fuß und bei Propellern eben Zoll. Das Problematische an diesem Sammelsurium: Es passt in keine Formel, die auf physikalischen Basiseinheiten beruhen. Mitunter ein Grund, wieso die Propellerberechnung durch die Hersteller nicht immer nachvollzogen werden kann. Zwar kann ein Propeller mit all diesen Formeln berechnet werden, doch basiert die Berechnung auch immer auf Werten, die durch Schätzen gebildet werden. „80 Prozent können wir berechnen, den Rest ergibt die Erfahrung“, sagt Keld Willberg von flexofold.

Die Maßeinheit Zoll hat sich jedenfalls nicht nur als Größenangabe von Bildschirmen etabliert, sondern bestimmt auch grundlegend die wichtigsten Kenngrößen eines Propellers. Jeder Propeller wird durch zwei Werte in Zoll charakterisiert, die oft außen an der Nabe eingestanzt sind. Der erste Wert ist in der Regel die sogenannte Steigung und der zweite der Durchmesser. Oft ist auch die Drehrichtung des Propellers hinter den beiden Werten angegeben: Ein R für rechtsdrehend und ein L für linksdrehend.

Auf dem Markt haben sich drei Arten von Propellern etabliert. Der Festpropeller verfügt meist über drei Flügel, die für die fahrt voraus optimiert wurden. Ein Faltpropeller klappt sich durch anströmendes Wasser zusammen und bietet dem Wasser kaum noch Widerstand durch die Fläche seiner Flügel. Rückwärts bietet der Faltpropeller weniger Schub, da sich die Flügel leicht zusammenfalten. Der Drehflügler funktioniert nach einem anderen Prinzip und stellt die (flachen) Flügelprofile so in Fließrichtung, dass sie kaum noch Angriffsfläche bieten. Von allen Propellern bringt der rückwärts den meisten Schub, da sich die Flügel optimiert anstellen lassen.


Die wichtigsten Propellermaße

Durchmesser

Dreht ein Propeller sich einmal um 360 Grad, haben die Flügelspitzen eine Kreisbewegung hinter sich. Der Durchmesser dieses Kreises ist eine der beiden Kenngrößen eines Propellers. Bei Zweiflügelpropellern könnte man theoretisch auch über die Flügelspitzen messen, um den Durchmesser zu ermitteln. Je größer der Durchmesser, desto mehr Schub kann er liefern, da mit dem Durchmesser auch der Flächenanteil des Propellers steigt.

(Bild: Jan Bindseil)

Durch den Platz unter dem Rumpf, der Leistung der Maschine und der Drehzahl sind dem Durchmesser allerdings Grenzen gesetzt. Ein schwacher Motor muss höher drehen, um die gewollte Geschwindigkeit zu erreichen, kann aber nicht mehr genügend Drehmoment aufbringen, um einen großen Durchmesser durch das Wasser zu treiben. Ein starker Motor kann niedriger drehen, erreicht mehr Drehmoment und verträgt große Durchmesser. In der Regel wird bei Verdrängern, anders als bei Gleitern, immer der größtmögliche Durchmesser gewählt.

Steigung

Oft wird die Steigung mit dem Anstellwinkel der Flügel verwechselt. Bei Fest- und Faltpropellern verändert sich der Anstellwinkel jedoch, hat an der Nabe den steilsten Winkel und wird zu den Spitzen hin flacher. Nur Drehflügelpropeller haben bauartbedingt einen konstanten Anstellwinkel. Da die Steigung in Zoll angegeben wird, beschreibt sie eine Strecke. In der Theorie ist es die Strecke, die ein Propeller bei einer Umdrehung in einem festen Medium zurücklegt. Beliebtes ‚Theoriematerial‘ ist Kiefernholz. Vergleichen lässt sich die Steigung einer Schraube, die bereits ein paar Umdrehungen im Kiefernholz steckt, und mit einem Schraubendreher noch genau eine Umdrehung weiter in das Holz getrieben wird. Die zurückgelegte Strecke im Holz entspricht der Steigung.

(Bild: Jan Bindseil)

Da Wasser kein festes Medium ist, legt der Propeller im Wasser weniger Strecke zurück. Die Differenz ist der sogenannte Schlupf, der sich zusammen mit der Geschwindigkeit verändert. Je größer die Steigung, desto schneller fährt das Schiff. Bei Verdrängern wird die Steigung durch die theoretische Rumpfgeschwindigkeit limitiert. Daher ist die Steigung bei Verdrängern meist kleiner als der Durchmesser. Bei Gleitern ist es umgekehrt.


Antifouling und Pflege

Propeller erfordern nicht viel Pflege. Da sie in den meisten Fällen aus seewasserbeständiger Bronze gefertigt sind, kann ihnen nicht viel passieren. Hochwertige Propeller aus Nickel-Aluminium-Bronze sind noch wesentlich widerstandsfähiger und beinahe unempfindlich gegenüber galvanischer Korrosion, da sie relativ weit oben in der galvanischen Spannungsreihe stehen. Eine Opferanode kann jedoch nicht schaden.

Bewuchs am Propeller kann die Leistung so beeinträchtigen, dass kaum Fahrt entsteht (Bild: Archiv)

Um Pocken fernzuhalten, gibt es spezielle Antifoulings, die aber je nach Revier verschiedene Leistungen erbringen, sodass pauschal keine geeigneten Mittel empfohlen werden können. Falls sich am Ende der Saison Pocken festgesetzt haben, den Propeller demontieren, Pocken vorsichtig abkratzen und ihn über Nacht zusammen mit Entkalker im Wasserbad einlegen. Bei Falt- und Drehflügelpropellern sollte eventuell die Verzahnung gefettet werden. Bei flexofold ist es beispielsweise nicht nötig.

1 Comment

  1. “Drehflügelpropeller haben bauartbedingt einen konstanten Anstellwinkel.”
    Leider ist diese Aussage nur bedingt richtig! Gerade der Autoprop paßt im Betrieb die Steigung in Abhängigkeit zur Drehzahl immer wieder neu und automatisch an. So wird in jeder Fahrsituation der optimale Anstellwinkel erzielt. In der Praxis bedeutet dies mehr Leistung bei geringerer Drehzahl oder im Umkehrschluss einen geringeren Verbrauch! Auch das verpönte aber oft durchgeführte Motorsegeln ist mit dem Autoprop optimal durchzuführen! Beispiel: 5-6 Ktn Wind , Fahrt durchs Wasser 2 Ktn. Motor an Einstellung 1100 UPM , Motor kaum wahrnehmbar , Fahrt durchs Wasser 6 Ktn. Das macht den Autoprop zum idealen Propeller für Fahrtensegler!

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