Hvilken vei svinger båten best?

[Allan E]

Nei jeg fant ikke noe men jeg skal sende en mail til en bekjent til uka. Hadde jo vært moro og funnet formelen.

[Krapyl]

Den skjønte jeg ikke Krapyl..??

Skal prøve å utrykke meg mer presist.

Jeg tar utgangspunkt i en høyregående tobladet propeller.

Tegningen viser propellen sett fra babord side.

 

 

Når propellakslingen står paralellt med vannstrømmen, vil den, i en ideell verden, ha samme pitch på 25 grader på begge bladene for hele rotasjonen, og det vil oppstå et jevnt sug/trykk foran og bak propellen.

Vinkles akslingen 5 grader i forhold til vannstrømmen vil oppovergående blad ha 20 grader pitch når det står i horisontal stilling, mens nedovergående blad vil ha en pitch på 30 grader. Det vil oppstå et pulserende sug/trykk som igjen kan gi opphav til vibrasjoner. Videre vil nedovergående blad ha mer effekt.

[Sjøtummel]

Hvorfor er det ingen som kommer med noe kreativt for motorisert fremdrift i seilbåt?

Kreativt nok?

[o.b.lix]

Det er jo det helikopterkusken gjør med syklisk kontroll. Han bestemmer hvor på rotorflaten det skal løftes mest.

Dette prinsippet utnytter til fulle Voith propellen. Utrulig artig sak som virker like godt alle retninger...

[Lotus]

Når propellakslingen står paralellt med vannstrømmen, vil den, i en ideell verden, ha samme pitch på 25 grader på begge bladene for hele rotasjonen, og det vil oppstå et jevnt sug/trykk foran og bak propellen.

Vinkles akslingen 5 grader i forhold til vannstrømmen vil oppovergående blad ha 20 grader pitch når det står i horisontal stilling, mens nedovergående blad vil ha en pitch på 30 grader. Det vil oppstå et pulserende sug/trykk som igjen kan gi opphav til vibrasjoner. Videre vil nedovergående blad ha mer effekt.

Dette høres flott ut, men det er likevel feil. Stigningen på propellen er nemlig relativ til akselen og ikke til horisontalplanet. Teorien din er med andre ord feil. Derimot er kraftoverføringen relativ til horisontalplanet og gitt ved (sin(v))­² der v =antallet grader avvik fra horisontalplanet.

 

Uten å vite hvorfor båten drar til siden, vil jeg anta at teorien med turbulent vann i øvre halvdel og ikke så turbulent vann i nedre halvdel er den riktige. Det forklarer hvorfor effekten øker når man gir litt gass.

 

Lotus

[Krapyl]

Dette høres flott ut, men det er likevel feil. Stigningen på propellen er nemlig relativ til akselen

Jeg trodde at jeg hadde gjort denne tegningen så enkel at alle forstod....

Det går klinkende klart frem av begge tegningen at stigningen er relativ til akslingen.

Det er ingen cyclic a la helikopter på en båt.

Vannet som strømmer langs skroget vet ikke når det treffer propellen. Vannet gjør ikke to bratte svinger for å tekkes propellen. Det nekter vann å gjøre.

Jeg er enig med den passus hvor du skriver "Uten å vite".

Du har helt rett når du sier at kraftoverføringen er relativ til horisontalplanet, altså en kontinuerlig variabel pitch.

Dække helt rett det heller, men nesten.

[Ingar]

Krapyl har ett poeng hvis man antar at båten er i bevegelse, da vil vannstrømmen treffe "skjevt" på propellen og den relative vinkelen mellom propellbladene og vannstrømmen vil være forskjellig i øvre og nedre halvdel av omkretsen.

Men dette innebærer at effekten burde forsvinne dersom båten holdes i ro, noe jeg mener ikke stemmer. Binder man båten fast i baugen og kjører akterover vil den bevege seg til siden.

Man burde også oppleve at effekten er null med horisontal aksel, noe eksempelet med "Poseidon" viser ikke stemmer.

 

Han søkt endel på nettet og det kan faktisk se ut som om det ikke finnes noe fasitsvar på dette fenomenet......

[Lotus]

Jeg trodde at jeg hadde gjort denne tegningen så enkel at alle forstod....

Du kan argumentere for teorien din, men den er og blir feil. Hadde den vært riktig, ville det betydd at båter med aksel uten vinkling ikke vlle hatt noen padleeffekt, men det har de jo faktisk. Hvordan forklarer du dette faktum når teorien din er avhengig av akselvinkel for å virke?

 

La oss trekke dette videre og sette akselvinkelen til 45 grader. Da burde padleeffekten i være vesentlig sammenlignet med f.eks de vanlige omlag 6-8 gradene, men det er jo heller ikke tilfelle.

 

Så kan du forklare hvorfor padleeffekten blir vesentlig større når man ligger helt stille og så gasser litt på et øyeblikk sammenlignet med en konstant høy hastighet på propellen.

 

Videre kan du forklare hvorfor padleeffekten er betydelig mer utpreget når man bakker.

 

Du sier at kraften er større på det nedadgående blad sammenlignet med det oppadgående. Tenk da på hva som ville skje i eksempelet ditt dersom propellen satt satt på en aksel med 25 grader vinkling.

 

Videre skulle dette bety at padleeffekten er propesjonal med vinkelhastigheten, men det er den jo heller ikke. Den ser mer ut til å være proposjonal med endringen i vinkelhastigheten. Det bare ser sånn ut for det er den jo heller ikke. Padleeffekten har en annen årsak enn vinkelen på akselen.

 

Lotus

[vannoverallt]

Mye rare teorier ute og går runt dette, men fant i en laaang diskusjon dette:

 

If you take a toy fan (because a real one would be way too dramatic<G>) and place it on a carpeted floor, then turn it on, what happens? The blades spin, but the fan itself "walks" the other way on the blades.

 

Effectively a screw is just a like wheel (which also happens to produce axial thrust) and as the shaft turns, the wheel rolls sideways. That's all it takes to "walk" your stern sideways. The fact that water is being thrown sideways as it slips off the blades just enhances this prop walk.

 

The boat pivots sideways simply because there is no opposing force to prevent that end of it from walking. The keel, rudder, and hull are providing only lateral resistance when the boat is not in motion, so they just slow the walk down.

 

Men om det gjør det noe klarere, tja si det, hele lange diskusjonen er her, kan kansje spare oss og gjennta det hele

http://www.irbs.com/lists/navigation/0304/0114.html

[Whistler]

Vann har forkjellig densitet med variablene temperatur og trykk. Grunnen til at den nederste del av rotasjonen bestemmer hvilken vei hekken vandrer er at bladene biter bedre jo lenger ned i vannet de kommer.

 

Hvis du vil sjekke om et kar eller en tank som er sveiset er tett bruker du varmt vann fordi det har mindre densitet enn kaldt vann.

 

Ta det sugerør ned i et glass og blås bobler i toppen av glasset, så prøver du ned mot bunnen. Hvilket at blåsene er tyngst?

 

Vanntempen synker jo lengre ned i vannet du kommer, og trykket øker. Derfor tar nedre del av rotasjonen bedre en den øvre. Effekten er mye mer merkbar når du skal bakke da propellen ikke er optimalisert for det. Genialt ved tillegging og direkte ubehagelig hvis du må bakke ut av båsen din "feil" vei. Derfor bakker jeg inn i båsen

At de skulle være mer turbulens nær overflaten kan jo så være, men da ville jo alle ekkoloddsvingere som ikke er montert et godt stykke under skrogets bunn aldri virke.

 

Forøvrig kan jo rotasjonskreftene fra motore/propellen i enkeltinstallasjoners spille inn. Enmotors propellfly er meget utsatt for dette, og det kompenseres vanligvis med en ørliten trim"flap" på motsatt side av den vei propellen roterer. På påhengere og drev uten servo/hydraulisk styring er det også vanligvis en trimtab under antikavitasjonsplata som skal kompensere for denne effekten.

Newtons første lov?

[Poseidon]

Teorien med skråstilt aksel når ikke frem hos meg, selv om jeg mener å forstå hvordan det tenkes. Jeg er med på at skråstillingen gjør forskjell på det bladet som går oppover i rotasjonen, kontra det som går nedover. Men det skulle bare gi krengning og ikke sidevis padlebevegelse etter min ringe forstand.

 

Den forklaringen som jeg pleier å bruke i f.eks kurssammenheng er: Det bladet som er nederst "får best tak i sjøen". Med det mener jeg at det nedre bladet, i sin sidevis bevegelse gir mer kraft enn det tilsvarende øvre bladet, ettersom det øvre bladet er mer utsatt for å miste skyvekraft ved å lage skum og slå luft.

 

Det enkle er ofte det beste

[Herman]

Jeg synes Poseidon har en grei nok "forklaring". Vel er jeg ingeniør, men den underliggende atomfysikken til dette fenomenet bryr jeg meg ikke så mye om. Jeg vet at det eksisterer, bruker det til min fordel de fleste ganger, og banner over det hvis DET føles mer passende. Det blir som med diskusjonen om propellen skal låses når man seiler eller ikke. Det bråker når den snurrer, derfor låser jeg den, basta! Hvis jeg ville seilt fortere, hadde jeg kjøpt meg en annen båt.

[Ingar]

Men for en ingeniør er det jo intr. å finne ut hva som er årsaken til effekten, det synes iallfall jeg.   

Når det gjelder forklaringen til Poseidon har den en svakhet i at det vil bety at jo dypere propellen sitter jo mindre burde effekten være. Og propellen på "Poseidon" sitter vel ganske dypt?? Har også sett på nettet at det påståes at neddykkede ubåter opplever denne padle-effekten.... Når det gjelder Krapyls teori har jeg kommet til at den allikevel ikke holder vann. Dette fordi båten, ut fra denne teorien, burde beveget seg motsatt vei av det vi vet den gjør.....

[index]

Jeg har en mistanke om at man ikke bare må se på effekten horisontalt, men også vertikalt...

 

Kraften fra propellen vil jo gi et overtrykk på den ene siden av skroget, og undertrykk på motsatt side. Tilsvarende effekt som en flyvinge, der det er undertrykket på oversiden som løfter, men her i vertikal stilling. Og dette vil i større eller mindre grad forsterke effekten vi får i horisontalplanet! Tror jeg...

[Walter_S]

Jeg har en mistanke om at man ikke bare må se på effekten horisontalt, men også vertikalt...

Du har helt sikkert noe der, index!

 

På min Sabb G-modell (10hk 1-syl.) med vribar propell (akslingen sviver alltid samme vei) går rotasjonen mot klokka (altså venstre) sett bakfra.

 

Ved foroverfart kan ma se vannet i propellstrømmen gå nesten snorrett etter båten. Ved bakking er det kun bevegelse i vannet på styrbord siden. D.v.s. Når jeg kjører "i pælane" - noe jeg gjør ofte om vinteren - så fosser propellvannet forbi skroget på styrbord-siden. Det er absolutt ingen bevegelse i vannet på babordsiden av hekken..........

[index]

Det er absolutt ingen bevegelse i vannet på babordsiden av hekken..........

Høres rimelig ut! Vannet på babord side blir jo presset skrått nedover (og skaper et lite undertrykk under skroget på babord side), mens på styrbord side blir det presset skrått oppover og skaper et lite løft under skroget på denne siden. Og da er jo hekken nødt til å trekke mot babord...

[Krapyl]

Den skjønte jeg ikke Krapyl..??

Jeg skrev i et tidligere inn legg at det var en sammensatt årsak.

 

- Mer tyngde av vann over propellen.

- Dårligere in-flow til øverste blad.

- "Skjev" effekt fra propellen.

 

For ordens skyld, jeg antydet IKKE at variasjon i pitch er hovedårsak.

Jeg antok kun at jeg ble bedt om å utdype den delen.

[Poseidon]

Når det gjelder forklaringen til Poseidon har den en svakhet i at det vil bety at jo dypere propellen sitter jo mindre burde effekten være.

Og propellen på "Poseidon" sitter vel ganske dypt??

Ja, propellen på POSEIDON sitter naturlig nok noe dypere, underkant er vel ca 2,3 under vannflaten og overkant ca 0.8 under. Men jeg kan love deg at når jeg bruker kraft på propellen så "koker" det ganske friskt rundt akterenden - dermed er der store krefter som "går tapt" gra den øvre delen av propellen. På GAMLE SALTEN som jeg også manøvrerer en hel del sitter propellen enda noe dypere og er tilsvarende større - og den sidevis padleeffekten er minst like utpreget. Men som jeg sier; det er ganske anseelige krefter som piskes opp når propellen "mister taket i sjøen".

 

Derfor tillater jeg meg fortsatt å mene at min teori "holder vann"; jeg lar meg ihvertfall ikke overbevise om noen fantasiteorier omkring temperaturforskjeller og tilhørende forskjell i tetthet

[emilskj]

Hei!

 

Har lest hele tråden, og Index sitt siste innlegg det eneste resonementet jeg kan henge med på. Det er nok hovedsakelig det undertrykket som skapes på bb side som får akterenden til å slå til bb ved bakking. Høres mest logisk ut for meg iallefall.

 

Som noen annen nevnte, må vi da altså se på de vertikale kreftene. Propellen vil skyve vann både til BB og SB, så det går i null, men den vil skyve vann ned, unna båten på en side, og opp, mot båten på den andre siden. Slik skapes altså den omtalte trykkforskjellen.

 

Kommentarer mottas med takk, for jeg aner ikke om jeg har rett...........

 

mvh Emil

[Krapyl]

Ser ut til at flere enn jeg anser at vinkelen på akslingen spiller en rolle.

Artikkel på boats.com.

 

Hvorfor er artikkelen feil?

[Motordoktoren]

Vinkles akslingen 5 grader i forhold til vannstrømmen vil oppovergående blad ha 20 grader pitch når det står i horisontal stilling, mens nedovergående blad vil ha en pitch på 30 grader.

Pitch er en lengdeenhet - nemlig den distanse propellen ville ha forflyttet seg hvis den hadde rotert en omdreining i et medium som lå stille (for eksempel korketrekker en omdreining inn i en korktopp). Det er stigningen på propellbladet som angis i grader.

 

Vann har forkjellig densitet med variablene temperatur og trykk. (....). Vanntempen synker jo lengre ned i vannet du kommer, og trykket øker.

Temperaturvariasjonens innflytelse på havvannets densitet er marginal i forbindelse med det vi snakker om her. Hvis det ikke var slik, ville båten dreie til styrbord eller babord alt etter årstidene. Om høsten faller overflatetemperaturen raskere enn i de dypere vannskikt, og en tid er derfor overflatevannet kaldere enn de dypere skikt. Om våren blir det omvendt. Makrobevegelser i vannet prøver å jevne ut temperaturene.

 

Og hvis trykket skal endre densiteten så mye at det spiller noen rolle her, må man opp i mange hundre bar. I slike forbindelser som dette, regner vi vannet som inkompressibelt.

 

Grunnen til at propellen får bedre tak i vannet når den er i nedre posisjon enn i øvre, ligger i strømningsforholdene rundt den. I en tenkt undervannsbåt med skrog som følger en generatrise som er rotasjonssymmetrisk om lengdeaksen gjennom undervannsbåten, og med propellaksen i denne aksens forlengelse, blir det lik innstrømning til propellen hele omkretsen rundt. Men slike skrog finnes ikke – i hvert fall ikke på overflatefartøy.

 

Når propellen akselererer vannet bakover, oppstår det overalt på propellbladet krefter som er vinkelrett mot det. Disse kreftene er produkt av masse og akselerasjon (en av Newtons lover). Summen av alle disse kreftene er totalkraften mot propellbladet. Ved å dekomponere totalkraften i en kraft parallelt med propellaksen og en horisontalkraft vinkelrett på sistnevnte, fås både fremdriftkraft og den kraften som prøver å skyve akterenden mot siden. Ettersom strømningsforholdene for vann inn til propellen er mindre gunstige når et blad er i øvre posisjon enn når det er i nedre, blir det mer kavitasjon på øvre blad. Derved passerer det mindre vannmasse forbi øvre blad enn forbi nedre. Praktiske konsekvenser av dette kan vel enhver resonnere seg frem til.

 

Jeg har sett på matematiske beregninger som ligger bak propellkonstruksjoner, og finner ingen grunn til å gjengi dem her. De er tydelig for spesialister. En venn av meg (siviling.) har jobbet med dette i over 30 år og sier han nå begynner å forstå litt av hva som påvirker en propells virkemåte og hva det skal legges vekt på ved konstruksjon.

 

Vannet på babord side blir jo presset skrått nedover (og skaper et lite undertrykk under skroget på babord side), mens på styrbord side blir det presset skrått oppover og skaper et lite løft under skroget på denne siden. Og da er jo hekken nødt til å trekke mot babord...

Her er jeg enig.

[Krapyl]

Ved å dekomponere totalkraften i en kraft parallelt med propellaksen

Jo, høres bra ut.

Det er bare det at vannet som strømmer langs skroget vet ikke vinkelen på propellakslingen.

Vannet erfarer bare pitch på bladet.

[Motordoktoren]

Jo, høres bra ut.

Det er bare det at vannet som strømmer langs skroget vet ikke vinkelen på propellakslingen.

Vannet erfarer bare pitch på bladet.

Hvorfor skal vannet "vite" propellaksens vinkel med horisontalplanet? Uansett hvordan vannet strømmer inn på propellbladet, så skaper det en reaksjonskraft som er VINKELRETT på selve bladet. Den videre beregning baseres da på propellaksens vinkel med horisontalplanet og på bladets stigningsvinkel.

[Hekksjø]

Tillat en erfaren landkrabbe og tilsvarende uerfaren båteier begå litt enkel tanke-dropping:

 

Hvis D/S "Skibladner" fikk fjernet babord (venstredreiende) skovl og flyttet styrbord skovl (høyredreiende) til hekken som en slags propell, ville vi antagelig sett en lysfontene av et eksempel på hekk som slår ut til styrbord.

 

Enhver propell har sannsynligvis også en skovleffekt. Så om propellen på min båt er høyredreiende, er det ganske sikkert forklaringen på at den svinger mye lettere til babord under gang forover enn til styrbord -- og motsatt når jeg bakker. Sammenlign gjerne med hva som skjer med en bil på glatt føre når en får en høyresladd bak: bakenden blander seg VELDIG opp i styringa ...

 

Forøvrig skjønte jeg igår muligens hvorfor Oslo-fergenes sommertravle fjordbåter alltid bakker ut til babord, selv når det er den retningen de skal videre i (i bil ville vi jo rygget til høyre og så kjørt ut venstre): de har antagelig høyregående propell akterut, og skovleffekten fra den virker kanskje kraftigere enn sidepropellerne forut kan motvirke. (Eller?)

 

Hilsen Gompe (med enkel propell)

[Galilee]

Det er sikker Coriolis effekten.

 

Vær forsiktig på jordomseiling, båten svinger motsatt på andre siden av ekvator.