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Technik und Waffen => Antriebssysteme => Thema gestartet von: harold am 16 Juli 2006, 20:08:09

Titel: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: harold am 16 Juli 2006, 20:08:09
Hab mir erst überlegt, ob ich dies:

http://www.nn.northropgrumman.com/news/2006/060512_news.html

in die link-Sammlung setzen sollte ... aber wir können´s auch mal ganz gut als Ausgangspunkt für eine informative Diskussion über Schraubenformen benutzen.

"The new propellers are very similar in size, weight and material to previous ships of the class, but the blades are shaped differently to reduce wear and erosion." - und eben díes glaube ich nicht sooo ganz...

...size : wenn ich mir den Kollegen aufm zweiten Bild so ansehe, dann komm ich auf nen Durchmesser von etwa 6.2m - das ist, wenn ich nicht danebenhaue, um etwa einen Meter weniger wie bisher;

weight : die Schraubenblätter kommen mir dünner vor, allerdings sinds fünfblattige anstelle der vorigen vierblattigen, na mag´s vielleicht hinkommen; und

material : ich trau mich wetten, wir kriegen die Dinger nie "nackt" zu sehen, ...ich denke da an elektrolyterosions-neutralen Materialmix.

Was "design" angeht, möcht ich noch versuchen, mehr darüber in Erfahrung zu bekommen - die vorliche Krümmung der ansonsten eher geraden Achterkante scheint (mir wie die Durchmesser-Reduktion) auf größere Umdrehungsgeschwindigkeit hinzudeuten (?).

Mal schaun, was ich in den nächsten Tagen noch so dazu finde (falls jemand Interesse hat).

Ciao,
Harold


Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: Ralf am 16 Juli 2006, 20:13:12
Ach, harold, DU bist der einzige, der es hinbekommt, das Unfysiker sich anhören, wie man am besten einen schnellen Rumpf erstellt oder welche verschiedenen Auftriebstrukturen der hat... usw...

Ich habe da keine Bedenken, dass auch ein "Schrauben-Thread" eine echte Bereicherung nicht nur meines Wissens sein und es dirvrse Aha-Erlebnisse geben wird... Bitte, bitte, schreibe ihn!!!  :O/S
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 20 Juli 2006, 10:37:12
So... für´s Erste hab ich mal die beiden Bilder
(http://www.nn.northropgrumman.com/images/newsphotos/news_060504B.jpg)
und
(http://www.nn.northropgrumman.com/images/newsphotos/news_060504D.jpg)

versucht in Geometrien umzusetzen (siehe Anhang).

Interessant dabei die seeehr konkave Ausbildung des inneren Flügelteils, die anschließend einfach nur graduell "begradigt" wird, um zu einem flacheren Steigungswinkel außen zu kommen - das führt dann zu der "aufgewölbten" Linie der (in der Projektion geraden) Achterkante.

Die Vorderseite des Blattes ist zentral ebenfalls sehr stark gewölbt, fast aufgebuckelt - und verliert diesen Buckel dann glatt auslaufend.

Oben in meiner Skizze das einzelne Blatt, seine Profil-Geometrie; unten dann eine Rekonstruktion, wie das Ding dreidimensional aussehen könnte.

Tja - wenn´s Zeit/Badewetter/social life erlaubt, dann in nächster Zeit mal zum Vergleich eine "herkömmliche" Schraube...

Ciao,
Harold


Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: DHEO am 20 Juli 2006, 12:48:00
Ich glaube, daß am Ende dieses Threads sich Northtrop-Grumman und die US-Navy bei unserem Harold dafür "bedanken" werden, daß er "mal ebend" ein wenig Top-Secret-US-Marine-Hightech berechnet hat *lol*

@ harold: RESPEKT, etwas anderes fällt mir zu Deinen Beiträgen, die ich wohlbemerkt kaum vestehe  :wink:, nicht ein :TU:) :=D>

Grüße

Dirk
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 20 Juli 2006, 18:31:00
...aber, aber, Dirk!  :roll:

So, jetzt zum Vergleich (Anhang) mal ne sogenannt "normale" Schraube, also das Dings, wie wir´s alle kennen.
Mittlere Steigung ca 30%, Dreiblatt, Blätter relativ weit auf Abstand.
(zugegebenermaßen ein sehr simplifiziertes Modell)-

-nehmen wir mal an, diese-da und die "Neue" hätten den gleichen Durchmesser, liefen bei gleicher Drehzahl und bei gleichen Wellen-PS.
Dazu muss ich allerdings erst "normalisierte" Diagramme erstellen, also bitte Geduld...

Ciao,
Harold
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: Ralf am 20 Juli 2006, 19:33:56
@Dirk: Ganz ehrlich, wenn man allein seine Herangehensweise schon sieht, ist alles immer irgendwie total logisch und leicht...
@Harold: Ich verneige mich mal wieder!  :MG:
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 21 Juli 2006, 12:41:33
...aber Ralf... die meisten Dinge, die Menschen sich ausdenken können/konnten, sind logisch und klar (schwere Neurosen mal ausgenommen -und auch díe haben ihre "Grammatik").

Also hoffentlich auch nachvollziehbar? Na schaun mer mal:

Ich geb unserm Schiff (und damit der Schraube) mal so pi x Daumen ne Geschwindigkeit von 30 kn, und dies bei 240 Umdrehungen/Minute der Welle (die Werte liegen in der Bandbreite des Möglichen, sind aber "aus der Luft gefischt").

In der Sekunde machen also Schiff und Propellor 15m nach vorne; und jedes der Schraubenblätter rotiert mitsamt der ganzen Schraube 4 mal.
Schaun wir uns mal nur ein einzelnes Schraubenblatt an, und dies auch nur während einer Umdrehung.

Ausgewählt hab ich mir an unserem Blatt 4 Profile, die jeweils A] 0.45m (ganz an der Welle), B] 1.5m, C] 2.75m und D] 3m von der Rotationsachse entfernt sind.
A] macht pro Umdrehung 4m Weg, B] 9.4m, C] 15.6m, D] 18.8m;
Zugleich machen alle gemeinsam jeweils 3.75m (15/4) Weg nach vorne;
und all dies geschieht während einer Viertelsekunde.

Eine Zwanzigstelsekunde später (und nach einem Vorwärtsweg von 0.75m) zischt bereits das folgende Schraubenblatt durch die "selbe" Wassermasse
(das stimmt natürlich só nicht : denn die perturbierte Wassermasse wird sehr wohl auch zentrifugal verlagert -aber dies lassn wir vórérst (!Warnung, da kommt n Schwänzgen nach!) einfach mal beiseite).

Siehe untenstehende Skizze: für die Profile A bis D haben wir also die jeweils graphisch aufgeschlüsselten Anströmverhältnisse -auch in Hinblick auf das jeweils folgende (oder vorausgehende) Schraubenblatt.
Der blaue Pfeil zeigt die jeweilige Anström-Richtung und -Geschwindigkeit.

C] und D] (die weiter außen liegenden) zeigen eine fast "laminare" Strömung, d.h. bei höheren Geschwindigkeiten wird zwar die anströmende Wassermasse ein wenig umgeleitet (= Vortrieb!), aber das war´s dann auch schon.

Ist auch gut so - denn bei den hier herrschenden Geschwindigkeiten um 64 - 84 m/sec (ca 232- 300 km/h), mit denen das Blatt durch´s Wasser zischt, könnte bereits Kavitation auftreten. Abhängig ist dies allerdings vom Abstand zum Schiffskörper bzw ähnlichen störend-verwirbelnden Gegenständen -zB Wellenböcken-, und auch von der Tiefe (=Wasserdruck), wo dies stattfindet [Nebenbemerkung : drum schaun U-Boot-Propeller auch sooo anders aus (aber nicht nur dárum)].

Interessanter sind hier schon unsere innen liegenden Profile, A] und B].
Ersteres vernachlässigen wir mal - der Ansatz des Propellorblattes sollte eigentlich nur die Funktion haben, einen komprimierten "Wasserzopf" an der Nabe zu schaffen; quasi als "stabilen Kern" der rundherum stattfindenden Verwirbelung.

Komprimiert??? Wasser ist nicht komprimierbar!!! -Ergo wirkt sich jede Druckerhöhung als höhere Durchströmgeschwindigkeit aus.
Eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit wiederum = Druckabfall bei "schwindendem Profil".

Und mit díesem Blick bitte Strömungprofil B] betrachten:
dort, wo die Linien eng zusammen gehn = höhere Geschwindigkeit = Druckabfall = "Sog" nach vorne;
dort, wo die Linien weiter werden = Verlangsamung = Druckaufbau = Druck nach vorne.

Natürlich schaffen diese Druckunterschiede an der Achterkante des Schraubenblattes Verwirbelungen, und damit die Freisetzung von Sauerstoff (Kavitation!).
Und damit kommt nun der aufgebaute "Druckkegel" des wellen-nahen Profiles A] ins Spiel -er kann in diese zylindrische Kavitations-Schleppe expandieren (und dazu müsste die nachfogende Nabenverkeidung sehr lang und spitz sein ... bin ja mal gespannt auf weitere Fotos ...)
Sagte ich vorher, dass noch n Schwänzl nachkommt, von wegen zentrifugaler Bewegung? Natürlich wird die "Kavitations-Schleppe" dadurch auch nach außen verschoben und trifft dort auf die wesentlich druckstabilere Strömung von Profil C] ... und das heißt vor allem, sie kann erst so richtig expandieren (und damit Druckabbau = unerwünschten Sog liefern), wenn sie schon etwa 1 - 2 Schraubendurchmesser (=0.25 - 0.5 sec) HINTER dem Antriebsaggregat liegt - und dánn is aa scho wurscht!

Also núr Vorteile und keine Nachteile bei dieser Schraubenform? - NÄ! -unterhalb von 15 - 20 kn sinkt der Wirkungsgrad dramatisch... (warum und wie, erklär ich gern in Bälde).

Soweit mal,
Ciao,
Harold














Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: Wilfried am 21 Juli 2006, 13:08:37
Moin Harold,

wie immer pädagogisch seeehr wertvoll - Deine Erklärungen!  :-D

Gibt es mit diesem Begriff und den amerikanischen Props einen Zusammenhang?

>Geräuscharmer Skew-Back Propeller mit 7 Flügeln ... < wird auf den neuen U-Booten der Deutschen Marine eingebaut - und muß gaaaanz geheim sein ...  :-D :-D :-D
siehe Anhang ...

Mit einem lieben Gruß
der Wilfried

Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 21 Juli 2006, 15:05:19
skewing back : zurückschielen ... diesmal wörtlich, denn das Blatt ist nach vorne ("zurück") aufgewölbt wie eine Sattelfläche (da sind die Ansätze bei der CVN-Schraube eher "brav", siehe die orange eingezeichneten Areale).

Hinter der netten gelben Plane ist -höchstwahrscheinlich- GAR NIX.
Oder doch? -ein Holzgestell, das als Montageplattform für den Propellor dienen kann ... und ein klein wenig zeichnet sich ja auch ein Nabendurchmesser ab (den ich só, und an dieser Position, NICHT für glaubwürdig halte. Wahrscheinlich auch ne Montagehilfe).

Aussehen tut/tat n 7-blattiger "gräuscharmer" U-Boot-Propellor vor 2 Jahrzehnten etwa so:

(http://webzoom.freewebs.com/henry0077/Scan818.jpg)

(Quelle: http://www.usscasimirpulaski.com/  ...eine recht informative Seite)

Im Anhang die "skewed back" areas unsres Propellors,

Ciao,
Harold

Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 21 Juli 2006, 17:57:02
So, nun noch (ebenfalls seeehr schematisch!) "dreidimensional" die Zonen, in denen Verwirbelungen Sauerstoff freisetzen können; der Übersicht halber nur für EIN Blatt eingezeichnet - und auch die "Schleppe" sehr pi mal Daumen (ihr korrekter Ausbreitungskegel wäre jeseits ca. 20°).

Nach´m Wochenende möcht ich dann die (hoffentlich nicht zu langweiligen!) noch offenen Fragen abklären ... u.a. Zentrifugalbewegungen, Wirkungsgrad bei geringeren Geschwindigkeiten, sogenannte Grenzschichten und deren Mächtigkeit; und schließlich : die Vorteile "gängigerer" Propellormodelle.

Gerade für Letzteres würd ich die Stralsunder Crew bitten, mir Fotos von den Schrauben-Exponaten auf Dänholm zu schicken ... vor lauter Schauen bin ich nicht zum Fotografieren gekommen!

Ciao,
Harold
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: Leutnant Werner am 22 Juli 2006, 18:11:27
Also Harold,
das Technische geht mir nur schwer rein. Umso mehr Respekt habe ich vor Deinen Versuchen, uns Laien das in einer verständlichen Form beizubiegen.

Liebe Grüße
Lt.

PS: Wann kommst Du mal nach Speyer? Hattest Du das nicht mal ins Auge gefasst....
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 25 Juli 2006, 08:09:59
Servus Eckehard - ich schreib dir ne PN wegen Speyer, ok?

...diesmal nun unsre vordem gezeigte "normale" Dreiblatt-Schraube; mit eben den gleichen Diagrammen wie die CVN-Schraube aufgeschlüsselt -
- während Winkelgeschwindigkeit und Umlaufweg gleich bleiben, fällt der Vorwärtsweg etwas kürzer aus;
da nirgends "hohle" = konkave Profile vorliegen, sind die Strömungslinien wesentlich weniger stark irritiert / verwirbelt.

Der Vortrieb wird allein durch den leichten "Anstellwinkel" (wie bei einem Tragflächenprofil) bewirkt.

Würde man nun die Pfeilrichtung einfach umkehren (d.h. die Drehrichtung des Propellors ändern), so bliebe ein ungestörter "Fluss" weitgehend erhalten; nur achsennahe, wo die Vorderkante des Profiles deutlich gerundet ist, käme es an diesen Stellen zu Verwirbelungen (="Sog").
Die Effizient bei Rückwärtsfahrt ist also durchaus gegeben, was man beim CVN-Propellor (vergleichen!!) nicht so ohne weiteres behaupten kann.

Erstmal wieder ne Illustration dazu; anschließend möcht ich das "vereinfachte" Modell verlassen - und wie üblich bei Minderheitenprogrammen, lass ich mir dafür a bissl Zeit.

Ciao,
Harold
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: schiffbauer am 25 Juli 2006, 13:15:08
Hallo Harold,

Respekt, Respekt  :MG:

Hier mal ein Bild einer Fregatte von heute mit Wasserstrahlantrieb und "High Skew Back -Propeller"
Hat zwar nicht direckt mit Deinem Thema zu tun, aber ich dachte, es könnte interessieren.
Gruß aus dem heißen Hamburg
Schiffbauer(//)
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 26 Juli 2006, 01:45:30
Servus Wolfgang,

danke für´s Foto! -und gleich Fragen dazu: weshalb schlagen die Schrauben eurer Fregatte über oben nach innen (anstatt nach außen, wie sonst gewohnt)? Und: mit welcher maximalen Drehzahl; hat dies etwas mit den Grenzschichten nahe am Einlaß zum Jet zu tun? -gell, sofort neugierig...

Ciao,
Harold

Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: Spee am 26 Juli 2006, 04:02:00
@Harold,

da ich gerade die Hütte studiere; da steht drin, daß der Wirkungsgrad bei nach innen gerichteten Schraubendrehsinn höher ist.
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: Teddy Suhren am 26 Juli 2006, 11:12:12
Hallo

Welche Bewandnis hat es den mit den Kegeln, die an die Schrauben angeflanscht werden.
Gibts da mehr drüber zu sagen als das sie die Strömung günstig beeinflussen?
Mal klein, mal groß, mal sehr lang, mal eher plump. Je nach Schraubenform, Drehzahl oder wie?  :?
Kegelförmige Wellenaufdickung vor der Schraube, nur um die Schraubennabe zu kaschieren?


@Moderatoren:
Bei Bedarf abtrennen.
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 26 Juli 2006, 11:50:04
So, da hamma also inzwischen einige Fragen beinander,

- Schraubenwirkung allgemein, Berechnung derselben, etc...
- Grenzschichten, Drehrichtungen, Drehmomente, Interferenzen, ...
- Formung der Angehänge (Schraubenkonus, Wellenböcke, Wellenhosen...)

Ich denke, als Moderator des "technischen Sommerlochs" kann ich´s verantworten, den thread vorläufig nicht zu splitten.
Sollten einzelne Aspekte eine Eigendynamik bekommen, :Kein Problem! -dann kopier´ und verschiebe ich die entsprechenden Postings zu was Eigenem.

Ich hoffe das knappe Dutzend Interessierter ist damit einverstanden ... und mach mich an Teil (1) so als physikalische Grundlage, und dann der Reihe nach der Rest der offenen Fragen.
Zwischenbemerkungen & Material-Beiträge jeglicher Art etc sind mir dabei mehr als nur willkommen!!!

Ciao einstweilen,
Harold





Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 26 Juli 2006, 14:40:52
Nu also mal zur Schraubenwirkung allgemein, ganz ohne Formeln vorerst...

Dass der "Anstellwinkel" der jeweiligen Profile zur Umlenkung der anströmenden Wassermassen gut ist, dürfte ja Allgemeingut sein.
Allerdings werden diese Wassermassen nicht nur nach achtern umgelenkt, sondern auch radial nach außen beschleunigt (das sieht schematisch so wie auf der Schraubenskizze oben im Anhang aus).

Das heißt also, dass (schematisch gesprochen) die achtere Abströmung von Profil A als vordere Anströmung von Profil B wirksam wird, die achtere Abströmung von B als vordere Anströmung von C etc. -
- graphisch gelöst, können wir also in unserer Aufeinanderfolge der Schraubenblätter durch die anströmende Wassermasse die einzelnen Profile A-B-C-D aufeinander folgen lassen, bei graduell verstärkter und jeweils flacherer Anströmrichtung.

Der vektorielle Unterschied zwischen Anströmung (dunkelblau) und Abströmung (hellblau) ist -seeeehr grob gesagt!- proportional zur jeweiligen Vortriebsleistung (orange).
Der tangentiale Geschwindigkeitsverlust der Anströmung aufgrund der radialen Verlagerung der anströmenden Masse (rot) korreliert mit der radialen Beschleunigung nach außen.

Im unten angehängten Diagramm hab ich nun unsere exemplarische 3-Blatt-Schraube (jaja, die mit den guten Eigenschaften im "Rückwärtsgang") und die 5-Blatt-Geometrie für die CVN´s (die ich ja nach wie vor nur gegißt habe!) diesbezüglich einander gegenübergestellt.

Die orangen Pfeile zeigen (auch hier wieder: vereinfachend, vereinfachend!) den Unterschied zwischen beiden Geometrien; bei einer "skew-back"-Form können wir dazu noch Profil C und D weiter nach "vorn"=oben verschieben, dh. also eine noch radikalere Umlenkung voraussetzen (darum sind skewback-Formen auch immer vielzahlblattig, mindestens fünf, eher besser sind sieben. Warum 5 oder 7? ...sind die einzigen Primzahlen über 3 und unter 10; und warum Primzahlen?? [Anmerkung : Auflösung folgt]).

Unsere 5-Blatt-Schraube liefert diese (aufzusummierenden) orangen Momente dazu noch um den Faktor 1.67 mal öfter pro Umdrehung als die 3-blattige.

Wie dieser Ungleichheit im Wirkungsgrad begegnen? (siehe nächstes posting...)

Soweit mal,
Harold


Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 26 Juli 2006, 14:56:14
"Wie dieser Ungleichheit im Wirkungsgrad begegnen?" (tja, das war die Frage...)

Ganz einfach: indem das wirksame Profil dermaßen "aufgestreckt" wird, dass es sich wörtlich fast um die Drehachse "herumwickelt".
Dazu zwei Veranschaulichungen, einmal die 4(!)-Blatt-Schrauben von Dunkerque (  (c) collection Claude Picard) und unsre Eindrücke von Dänholm ( (c) TG).

Übrigens waren die ersten -noch dem archimedischen Bauplan abgeschauten- Schiffs-Schrauben des österreichischen Forstingenieurs Ressel ebenfalls nach diesem Prinzip aufgebaut... (aber dás ist nu wirklich n anderes Thema-).

Harold
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 27 Juli 2006, 11:34:38
Tja, wie sieht diese Überlappung nun in der Flügelgeometrie aus?

Im Anschluss mal n Bild von zwei "Repräsentanten" aus der gleichen Ära;

Dunkerque mit
4.20 m DM / max. 282.84 U/min / 31.06kn / bei 33896 WPs auf Einzelwelle
Scharnhorst mit
4.80 m DM / max. 283.5 U/min / 31.65kn / bei 50588 WPs auf Einzelwelle.

Die beiden Vergleichsskizzen unten sind NICHT maßstäblich gehalten ... DQ hätte pro Schraube ca 15.25m² an Blattflächen in planer Projektion, SH pro Schraube ca 20.35m².

Dividieren wir (Milchmädchenrechnung!) Leistungsaufnahme / Durchsatzfläche, so ist diese bei DQ bei 2222.6 WPs/m²; bei SH 2485.9 WPs/m² je Schraube.

Allerdings sollten wir uns dazu noch die Tangentialgeschwindigkeiten der jeweiligen Profile ansehen, díe geben wesentlich mehr Aufschluss ...
... bei Gelegenheit denn.

Ciao,
Harold
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: schiffbauer am 27 Juli 2006, 16:13:24
Harold,

Das mit der Drehrichtung der Propeller (über außen nach oben nach innen,etc) ist eine Glaubensfrage. Die einen machen es so, die anderen anders herum. Ich habe bis heute noch keinen klaren Vorteil für die eine oder andere Drehrichtung gehört. Es ist wohl von Fall zu Fall zu entscheiden.
Gruß aus einem heissen Hamburg
(33 Grad auf meiner Schreibtischoberfläche im Büro !!)
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN
Beitrag von: harold am 27 Juli 2006, 21:50:45
Jou, Wolfgang,

bei uns in Wien hats jetzt (knapp nach 9 abends) immer noch so um die 30° ... allerdings arbeitet meine "Klima-Anlage" (Ventilator auf volle Pulle, Vorhänge bei offenem Fenster geschlossen, jedoch regelmäßig eingenässt) recht brav. Morgen solln mer gegen 38° kriegen, und dann endlich-endlich Gewitter (na wenns wahr ist-).

Zu den Drehrichtungen hab ich mir so meine Gedanken gemacht... kommt dann, beizeiten. Vermutlich warn da schon so einige "Prinzipien" dahinter (Drehmoment der jeweils inneren Welle beim Rumkurven ausnützen : ist eine meiner Vermutungen).
---

Ich hab mir mal den Propeller der Dunkerque hergenommen.

Vorerst ein paar Daten von den Probefahrtsergebnissen am 18.5. 1936 dazu:

4,71 Umdrehungen / Sekunde (also ne reine Tangentialgeschwindigkeit der Blattspitzen von etwas über 60 m/sec oder 225 km/h); dazu noch sekündlich ein Weg von 15.97 m nach vorne (dh. die relative Anströmgeschwindigkeit für das äußerste Profil D liegt im Bereich von ca 65 m/sec oder 235 km/h).

Die einzelnen (von mir herausgegriffenen) Profile A bis D (Axialabstand 0.63m / 1.05m / 1.58m / 2.00m) erstrecken sich nun über jeweils
A : 0.79m und 95° der Abwicklung
B : 2.47m / 135°
C : 3.85m / 140°
D : 3.14m / 90°; zur Erinnerung, dies ist eine Vierblatt-Schraube, dh. der mögliche Sektor für die Blattabwicklung wird bis über die Hälfte überschritten - führt natürlich zu partiellen Überschneidungen, wie man an den einzelnen Rotationsabwicklungen sehen kann.
Auffallend auch die sehr schlank und nach außen hin leich konkav ausgebildeten Profile; das jeweils folgende Blatt überlappt in der axialen Projektion das vorhergehende.

Interessanter wirds schon, wenn wir uns hier die Aufeinanderfolge der Profile ansehen (zur Erinnerung : die Wassermassen werden ja auch nach außen verlagert).
Die Aufeinanderfolge von A-B-C-D gibt ein sehr schönes Strömungsbild; die jeweilige Umlenkung ist perfekt!

Und nun eine "Randbemerkung" zur Kavitation : wie andernorts schon gezeigt, hat die Fortpflanzung von Druckwellen im Medium Wasser einen Grenzwinkel von 19.8°. Wird dieser von einer Form unterschritten, so kommt es bei gemächlichen Geschwindigkeiten zu Verwirbelungen.
Bei dén Geschwindigkeiten, die nun hier auftreten, sind die Verwirbelungen dermaßen stark, dass Sauerstoff-Freisetzung auftritt - und dann rotiert oder bewegt sich die Form (in unserem Fall die Schraube) in einem Gas-Wasser-Gemisch.
Ádieu, Wirkungsgrad!

Sollte also beachtet werden, dieser Grenzwinkel - für die Abströmung! ... die äußersten Profile sind danach gestaltet, wie man sieht (und das sind sie bei JEDER Schraube).

Und -jetzt zu deiner Anmerkung, Teddy!- natürlich auch die konischen Verkleidungen achtern der Nabe. Hier erfolgt die Anströmung steil von vorne - und auch hier sollte eine Abströmung entsprechend stattfinden. Tut sie auch, wie man im Foto sieht!

Da die Anströmung ebenfalls nicht zu steil sein sollte, wird auch der Bereich vor der eigentlichen Nabe entsprechend aufgedickt - und als erfreulichen Nebeneffekt gibt´s so etwas mehr "Fleisch" fürs Lager.

(auch hier : Ausnahmen möglich! -aber erst mal die Regel!)

Tja, und jetzt werd ich nochmal unter die kalte Dusche hupfen und dann ab in meinen Salone, Eiscafé mit Grappa, wie üblich...

Ciao,
Harold





Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: torpedo mixer am 28 Juli 2006, 13:24:10
Harold,

entschuldige bitte wenn ich den Unterricht störe und zurück zu den ersten Photos gehe .

Alle Schrauben scheinen ja im Freien zu hängen, ( keine "skegs"), auch scheint mir der Abstand beider Schrauben happich - ?!?.

Macht das Sinn oder hat der Photograf nur mit der Perspektive gespielt (Weitwinkel-Effekt) Diese Bilder vom Hinterschiff waren früher ihr Gewicht in Blut wert - warum also es so einfach machen ...

Diese Abstand gibt doch die Gefahr das bei Kurvenfahrt die letzten Schrauben die Tubulenz der vorderen Schruben abbekommt (u.a.) Auch sind die langen Wellen ja nicht ungefährdet.
Oder sind die Bilder Schau und die richtige Installation kommt wenn keine Linse lauert ?

Gruß.
TM
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: harold am 28 Juli 2006, 14:11:29
Servus TM,

genau solche "Störungen" machen´s ja aus!

Also dies hier:

(http://www.nn.northropgrumman.com/images/newsphotos/news_060504B.jpg)

ist SICHER eine Weitwinkelaufnahme. Da geb ich dir recht! Außerdem sind diese von der Werft freigegebenen Fotos klarerweise "Spielmaterial", no na - drum hab ich ja auch gleich mal angebissen, als ich die so neckisch in ihre Präservative verpackten Dinger sah. Aber was ganz anderes montieren, nä, glaub ich nicht, dass die das tun.
Eher die Dingers erst dann auspacken, wenn´s Dock wieder voll ist.

Mir liegt leider kein Unterwasser-Riss dazu vor - also tu ich mich ebenso schwer damit, den Abstand exakt angeben zu können... vielleicht hat ja irgendeiner von uns was zum Reinstellen  :roll: ?
Zu den Turbulenzen (und warum die Propellor-Positionen besser weiter voneinander entfernt sind, oder gleich Seite-an-Seite) hab ich vor, den Vergleich zwischen Dunkerque und SH noch ein bisschen zu strapazieren, wenn´s recht ist. Aber auch dazu durchforst ich mal alles mir zugängliche Material.

Zur Quellenlage für die theoretischen Dingers bis jetzt : wenig Maritimes, aber n ganzer Haufen über Laufkraftwerke, speziell Kaplanturbinen. Na ja, gleiches Prinzip, andre Wirkungsbereiche...

Ciao einstweilen,
Harold




Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: t-geronimo am 28 Juli 2006, 21:15:08
Oberflächliches Googeln in der ersten Ebene brachte tatsächlich keinen Unterwaserriss bis auf folgende Zeichnung:

http://www.windjammer-arts.com/CVN75-2003-mini.jpg

Aber da weiß ich nicht, ob da nicht Fantasie-Proportionen bzw. -Maße genommen wurden vom Künstler...
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: t-geronimo am 29 Juli 2006, 17:31:13
Harold, werden hier die Schraubenblätter erst noch drauf gebaut?

Soll von einer Korvette der neuen Braunschweig-Klasse sein.
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: harold am 29 Juli 2006, 21:19:42
...das weiß ich auch nicht, TG; ausschauen tut´s jedenfalls wie ein Gewichts-Substitut, mit dem (im "Trockenen") Belastungstests für die Maschine gefahren werden können.
Schiffbauer kann da sicherlich mehr dazu sagen, klarerweise...

Ciao,
Harold
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: schiffbauer am 31 Juli 2006, 12:51:19
Das sind sogenannte Nullschubpropeller, die so konstruiert sind, dass sie das volle Drehmoment der Antriebsdiesel (in diesem Fall) aufnehmen können, aber keinen Schub entwickeln, das heißt, das Schiff macht keine Fahrt.
Mit diesen Propellern kann man die Antriebsanlage an der Pier vertäut voll austesten, ohne den Hafen verlassen zu müssen.
Erst wenn das Schiff auf Probefahrt geht, werden die richtigen Propeller "untergeschnallt".
Gruß
Schiffbauer
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: t-geronimo am 31 Juli 2006, 12:54:53
Danke schön! :-)
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: Ralf am 31 Juli 2006, 14:03:24
Man lernt doch nie aus... Danke SB für diese Info...  :O/S
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: harold am 31 Juli 2006, 15:43:06
Thanks, Wolfgang!

Ne Fage naoch dazu: sind die "Blätter" verstellbar?

Harold
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: torpedo mixer am 31 Juli 2006, 19:09:18
Harold : ohne Schiffbauers voller Erklärung vorweg nehmen zu wollen . ja ! Man kann so gleich die Nabe testen

Gruß, TM
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: Albatros am 18 Juli 2009, 21:20:31
Hier noch einmal der Hinweis auf die interessante Seite zur USS Casimir Pulaski (SSBN-633)

http://www.usscasimirpulaski.com/

Gruß, :MG:

Manfred
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: gerd 190 am 18 Juli 2009, 22:30:28
Typ 212 im April in Kiel
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: barco am 21 Juli 2009, 09:02:13
Mann, ist das kompliziert. Da hatten es die "Alten" einfacher. Nein, die wurden ja auch berechnet.
An den Propellern der "Köln" hatten wir nach etwa 1/2 Jahr etliche kleine Löcher in den Blättern, manche gute Streichholzdicke und etwa 6-10 mm tief. Einige 5-6 mm breit, aber flach.
Kavitation? Und wie entsteht die?

Hier die Schrauben der "Wilhelm Bauer".
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: barco am 21 Juli 2009, 09:05:15
sorry, vergrüßt.  :-P
Titel: Re: Neue Schrauben für US CVN / Schrauben generell
Beitrag von: Ulrich Rudofsky am 22 Juli 2009, 12:23:40
Ein Kuriosum der Schraubenboote, die "Cigar Yacht ROSS WINANS"

http://home.att.net/~JVNautilus/Winans/RossWinans.html 
http://www.3dcadbrowser.com/preview.aspx?ModelCode=5078