LF9: Technische Anlagen einbauen
Entstehung des Propellers
- Entwicklung im 19. Jahrhundert
- Materialien
- Seewasserfeste Bronze
- Kunststoffe
- Faserverbundwerkstoffe
- Metalle
Antriebssysteme bei Schwimmkörpern
Hauptantrieb
Starre Welle Lifting Prop Sail Drive Z-Antrieb V-Antrieb Außenborder Schaufelrad
Querantrieb
Querstrahlsysteme Jet Thruster ExTurn Thruster
Haupt- und Querantrieb
IPS / Zeus (2) Voith-Schneider (2) Pump Jet von Schottel (2) Gondel / AZIPOD (2)
Kavitation
Antriebe für Querstrahlsysteme
Elektrisch
Vorteile
- Am weitesten verbreitet
- Für nahezu jede Yachtgröße erhältlich
- Motoren für feuchte Umgebung ausgelegt
- Gewicht reduziert
Nachteile
- Nicht für Dauerbetrieb geeignet
- Zusätzliche Batterien meist notwendig
- 12, 24, 48 V
Hydraulisch
Vorteile
- Große Auswahl an Positionierungsmöglichkeiten der HM
- Einzelne Antriebseinheiten sehr klein
Nachteile
- Nur sinnvoll, wenn weitere Systeme vorhanden
- Undichtigkeiten an Verbindungsstellen und Ventilen häufig
- Extra Hydrauliköl nötig, oft sogar extra Kühlung im Motorraum
- HM muss ausreichend Leistung haben (einzelne Systeme auch im Standgas)
Verbrennungsmotor
Vorteile
Nachteile
- Nicht üblich
- Motor würde Betriebstemperatur nicht erreichen
Verschiedene Querstrahlsysteme
Tunnelquerstrahlsystem
Propeller in einem am Ende offenen Tunneldurchgang quer zur MS unterhalb der Schwimmwasserlinie installiert → entwickelt seitlichen Schub
Ausfahrbare Querstrahlsysteme
Der quer zur MS installierte Propeller wird nur bei Bedarf ausgeschwenkt oder ausgefahren
Vorteile
- Fahrtwiderstand im Ruhestand beinahe nicht vorhanden
- Nach dem Ausfahren ist der Propeller in tieferer Position → besserer Wirkungsgrad
Nachteile
- Höheres Eigengewicht
- Zusätzliche Mechanik → anfälliger und teurer
- Leistungsschwächer
- Nicht sofort einsetzbar
- Ausgefahren kaum geschützt vor Kollision
Ausschwenkbare Querstrahlsysteme
Geringe Einbauhöhe → für flache Unterwasserschiffe und geringe Deckshöhe geeignet
Platzierung und Einbau eines Tunnelquerstrahlsystems
Positionierung
- Möglichst weit entfernt vom Drehpunkt und möglichst weit unter der WL angebracht
- Mind. 1x Tunneldurchmesser unterhalb der Schwimmwasserlinie
- Mind. 1/3x Tunneldurchmesser zwischen Tunnelaußenkante (Tangente) & Kielbereich (Steven)
- Motor nicht verkanten → Freischlag!
- Propeller nicht außerhalb des Tunnels, allerdings für Montage erreichbar (optimale Tunnellänge 2- bis 4-fache des Tunneldurchmessers)
- Parallel zum Wasserlinienpass nach achtern & mithilfe eines Winkels nach unten in gewollter Position anzeichnen
- Position auf die andere Rumpfhälfte übertragen (kann auch nach dem Vorbohren auf einer Seite mittels Wasserwaage & Kontrolle mit Maßband auf die andere Seite übertragen werden)
Probebohrung
- 2mm Pilotbohrung in Herzlinie bohren (rechtwinklig zur MS)
- Innenbereich kontrollieren & Position ggf. verschieben
- Bei GFK ohne Sandwichkern kann das Gelcoat entfernt & mittels Kreuz aus Klebestreifen & Strahlern die Position kontrolliert werden
Ausschnitt anzeichnen
- Mittels Klüsenzirkel elliptische Form anzeichnen
Aussägen / Fräsen
- Mit Stichsäge parallel zur Tunnelwand Ausschnitt aussägen oder
- Mit Fräsmaschine und Führungsstange durch vergrößerte Pilotlöcher Ausschnitt fräsen
- Auf beiden Seiten 3-4 Stege stehen lassen und erst zuletzt durchtrennen, um Führung zu gewährleisten
- Kanten runden und ggf. Sandwichkern schützen
Tunnel einbauen
- Tunnel einführen und Länge anzeichnen (ggf. Strömungswulst beachten)
- Außerhalb des Rumpfes abhängen
- Wulst anspachteln, von innen und außen anlaminieren, glätten und beschichten
Der Propeller mit Single- oder Twin-Antriebssystem
Faktoren, die Einfluss auf den Schub des Querstrahlsystems haben:
- Durchmesser des Propellers
- Anzahl der Flügel (3-6)
- Steigung an verschiedenen Stellen des Propellers
- Entfernung des Propellers zur Wasserlinien
- Umdrehungszahl
Single-Antrieb
- ein Propeller
- Unterschiedliche Anzahl Flügel
Twin-Antrieb
- zwei Propeller
- Gleiche Laufrichtung: leichte Erhöhung des Schubes
Zwei Single-Antriebe
- zwei getrennte Systeme
- Schubkraft wird beinahe verdoppelt
- Entgegengesetzte Laufrichtung: bessere Steigerung des Schubes
- Tunnel muss ausreichend lang sein
- Gleichmäßigere Schubkraft in beide Richtung verglichen mit Single-Antrieb
Hydrodynamische Baumaßnahmen an den Tunnelausgängen
Muschel / Mulde
- Außenhaut wird achtern der Tunnelausgänge nach innen vertieft
- Fläche, die rechtwinklig im umströmten Wasser steht wird verringert
Wulst / Abweiser / Spoiler
- Außenhaut wird vor dem Tunnelausgang aufgespachtelt
- Verbesserung der Umströmung
Klappen
- Reibungswiderstand bei Nichtbenutzung sehr gering
- Viel Aufwand, hohe Druckbelastung auf Klappen
- Reparaturanfällig
Pro und Contra Querstrahlsysteme
Kein Querstrahlsystem
Vorteile
- Weniger Strömungswiderstand
- Weniger Gewicht
- Weniger Systeme, Fehlerquellen
- Günstiger
Nachteile
- Schlechtere Manövriereigenschaften
Ein Querstrahlsystem
Vorteile
- Verbesserte Manövriereigenschaften
- Bug lässt sich drehen
Nachteile
- Mehr Strömungswiderstand
- Mehr Gewicht
- Mehr potentielle Fehlerquellen
- Teuer
- Mehr Rumpfdurchbrüche
Mehrere Querstrahlsysteme
Vorteile
- Nochmals verbesserte Manövriereigenschaften
- Seitliches Versetzen möglich
Nachteile
- s.o.
Elektrischer Schub befestigt am Ruderblatt
- Antriebseinheit mit Motor sind fest ins Ruderblatt integriert
- Steuer- und Stromversorgungskabel sind durch den Ruderschaft geführt
- Power Unit: zwei bis vier Lithium-Ionen-Akkus
- Vorteile:
- Verbesserte Manövriereigenschaften
- Weniger Gesamtgewicht
- Weniger Rumpfdurchbrüche
- Keine Dieselgeräusche & -gerüche
- Aber: Ruderanlage, -welle, -blatt müssen der zusätzlichen Belastung standhalten können
Einbau Saildrive
Siehe Einbau Sail Drive