Der Propeller ist wie ein rotierender Ventilator. Wenn sich die Schaufeln drehen, interagieren ihre geneigten Flächen mit Wasser oder Luft und drücken das Wasser oder die Luft nach hinten. Nach dem dritten Newtonschen Gesetz üben Wasser oder Luft auf den Propeller eine gleiche und entgegengesetzte Reaktionskraft aus, also den Schub, der das Schiff oder Flugzeug vorwärts treibt.
Der Propeller besteht aus einer Gruppe von Tragflügeln und das Funktionsprinzip ähnelt dem des Flügels. Der Flügel ist auf die geometrischen Veränderungen des Tragflächenprofils und den Anstellwinkel der Anströmung angewiesen, um dafür zu sorgen, dass die durch den oberen und unteren Teil des Tragflächenprofils strömende Flüssigkeit unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweist. Nach dem Bernoulli-Prinzip verursachen unterschiedliche Geschwindigkeiten unterschiedliche Drücke auf der Ober- und Unterseite des Tragflächenprofils und erzeugen so Auftrieb. Die Komponente des Tragflächenauftriebs in Vorwärtsrichtung ist der Schub des Propellers.
Haupttypen
Festpropeller: Die Struktur ist relativ einfach und die Blätter sind im Allgemeinen drei oder vier und bis zu sieben. Der höchste Wirkungsgrad ist bei einer bestimmten Geschwindigkeit gegeben, die Steigung ist jedoch fest und kann nicht an die Fahrbedingungen angepasst werden. Die Effizienz kann unter verschiedenen Segelbedingungen beeinträchtigt werden. Es eignet sich für Schiffe mit hohen Anforderungen an Geschwindigkeit und Stabilität.
Verstellpropeller: Wird als Verstellpropeller bezeichnet, der die Steigung durch Drehen der Blätter durch mechanische oder hydraulische Betätigung des Mechanismus in der Nabe einstellen kann. Es kann die Leistung des Hauptmotors voll ausschöpfen und die Antriebseffizienz verbessern. Die Hauptdrehrichtung des Motors kann beim Rückwärtsfahren des Schiffes unverändert beibehalten werden. Es lässt sich gut an wechselnde Blattlasten anpassen und wird hauptsächlich in Schleppern, Fischerbooten und allgemeinen Transportschiffen eingesetzt.
Kanalpropeller: An der Außenkante eines gewöhnlichen Propellers ist ein kreisförmiger Kanal mit flügelförmigem Querschnitt angebracht. Der Kanal kann die Antriebseffizienz verbessern, aber die Umkehrleistung ist schlecht. Der Festkanalpropeller erhöht den Drehdurchmesser des Schiffes. Der drehbare Kanal kann die Wendeleistung des Schiffes verbessern und wird hauptsächlich zum Schieben von Schiffen verwendet.
Tandempropeller: Zwei oder drei gewöhnliche Propeller sind auf derselben Welle montiert und drehen sich mit derselben Geschwindigkeit in die gleiche Richtung. Wenn der Propellerdurchmesser begrenzt ist, kann die Blattfläche vergrößert werden, um mehr Leistung aufzunehmen, was sich positiv auf die Vibrationsreduzierung oder die Vermeidung von Kavitation auswirkt. Das Gewicht ist jedoch groß, die Propellerwelle ist lang und die Anordnung und Installation sind schwierig, sodass sie weniger verwendet wird.
Gegenläufiger Propeller: Zwei gewöhnliche Propeller sind nacheinander auf der konzentrischen Innen- und Außenwelle montiert und drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen. Es kann den Rotationsenergieverlust des Propellernachlaufs reduzieren, die Antriebseffizienz verbessern und die Manövrierfähigkeit des Schiffes verbessern, aber die Struktur ist komplex und erfordert einen hohen Installations- und Wartungsaufwand.
Geometrische Parameter
Durchmesser: Hierbei handelt es sich um die Kerngröße des Propellers, die mit der erforderlichen Leistung, Nenngeschwindigkeit, Flugbereich usw. zusammenhängt.
Anzahl der Rotorblätter: Sie hat einen großen Einfluss auf Effizienz und Gewicht. Das Hinzufügen von Blättern erhöht den Spitzenverlust, kann aber auch die Blattlast verringern, sodass die von jedem Blatt aufgenommene Leistung abnimmt und die Änderung der aerodynamischen Effizienz mit der Gesamtlast der Propellerscheibe variiert.
Drallverteilung: Damit der Propeller in jedem Abschnitt im g-effizienten Anstellwinkelbereich arbeitet, muss der Torsionswinkel entsprechend den Anströmbedingungen optimiert werden. Bei hohen Geschwindigkeiten fliegende Propeller müssen mit einer größeren Gesamttorsion konstruiert werden, während bei niedrigen Geschwindigkeiten fliegende Propeller eine kleinere Gesamttorsion aufweisen.
Tragflächenprofil: Die Tragflächenform des Blattabschnitts ist ein wichtiger aerodynamischer Designparameter, der das Auftriebs-Widerstands-Verhältnis bestimmt, wenn der Luftstrom den Propeller umströmt, und sich direkt auf die Effizienz auswirkt.
Materialauswahl
Metallmaterialien: Üblich sind Kupferlegierungen, Aluminiumlegierungen und Edelstahl. Kupferlegierungen weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit auf; Aluminiumlegierungen sind leicht und hochfest, wodurch das Gesamtgewicht von Flugzeugen oder Schiffen reduziert werden kann; Edelstahl hat eine hohe Festigkeit und starke Korrosionsbeständigkeit und ist für raue Umgebungen geeignet.
Verbundwerkstoffe: wie kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe, die eine hohe spezifische Festigkeit, einen hohen spezifischen Modul, eine gute Ermüdungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen und je nach Designanforderungen angepasst werden können, aber die Kosten sind relativ hoch.
Dongtai Haipeng Marine Accessories Co., Ltd. ist ein professioneller Hersteller, der alle Arten von Schiffsheckwellen, Ruderwellen und deren unterstützenden Produkten, Heckwellendichtungen, Stevenrohrlagern, oberen und unteren Ruderlagern, Zwischenlagern, Schottübertragungsvorrichtungen und anderen Schiffsunterstützungsprodukten entwickelt, herstellt und verarbeitet.
