Wie berechne ich die Größe und Steigung einer Schiffsschraube bei gegebener Leistung und Drehzahl?

Question by barns1308: Wie berechne ich die Größe und Steigung einer Schiffsschraube bei gegebener Leistung und Drehzahl?
Hallo,
ich möchte eine Schiffsschraube an einem 4-Takt Motor mit 700 Watt bei max. 6000 U/min (rechtslaufend vom Motor aus gesehen) betreiben. Das angetriebene Boot wird sich mit maximal 10 - 15km/h bewegen. Außerdem darf die Schraube wegen geringer Wassertiefen nicht zu groß sein (evtl. 3-7 Blatt). Wegen der geringen Leistung möchte ich einen möglichst großen Wirkungsgrad erzielen. Zum Einsatz kommen wird eine Schraube aus dem Modellbau (da gibt es die unterschiedlichsten Größen).
Kann mir jemand eine Faustregel, Formel oder irgendetwas geben womit ich die Größe und Steigung der Schraube herausbekomme?
Danke und Gruß
Christian


Best answer:

Answer by andrea_s_se
Die Vortriebskraft (das ist der Effekt, den man bei der
Schiffsschraube braucht) ist gleich der zeitlichen
Impulsänderung des von der Schiffsschraube durchgepumpten Wassers.
Der Impuls: p = m . v (Masse mal Geschwindigkeit)
zeitlichen
Impulsänderung des von der Schiffsschraube durchgepumpten Wassers: dp = m_punkt . delta_v = F
F = Vortriebskraft
m_punkt = Massestrom des Wassers = Schiffsgeschwindigkeit mal Schiffsschraubenquerschnittsfläche (in grober Näherung)
delta_v = Geschwindigkeitsänderung des von der Schiffsschraube durchgepumpten Wassers

Die benötigte Antriebsleistung P (ohne Kavitation, Wirkungsgrad etc) beträgt
P = 0,5 mal (m_punkt . delta_v^2)

Die aus der Antriebsleistung in grober Näherung erzielte Vortrebskraft F ist also

Die Gleichung
F = m_punkt . delta_v
läßt sich umformen zu

delta_v = F/m_punkt

und einsetzen in die Bestimmungsgleichung der Leistung
P = 0,5 . (m_punkt . delta_v^2)

P = 0,5 . (m_punkt . F^2 / m_punkt^2)

das läßt sich kürzen

P = 0,5 . F^2 / m_punkt

also: je größer m_punkt, das ist Massestrom des Wassers = Schiffsgeschwindigkeit mal Schiffsschraubenquerschnittsfläche desto kleiner die erforderliche Antriebsleistung

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