Verstellpropeller

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Verstellpropeller werden für Luftschrauben und für Schiffsantriebe verwendet.

Inhaltsverzeichnis

Luftfahrt

Mechanik einer Verstellpropellers für die Luftfahrt

Der Verstellpropeller der Luftfahrt sind Luftschrauben, deren Blatt-Steigung am Boden oder während des Fluges verstellbar ausgeführt sind. Verstellpropeller in der Luftfahrt gehen auf Entwicklungen der 1930er Jahre zurück, da es aufgrund der zunehmenden Geschwindigkeitsspanne bei Flugzeugen der Festpropeller zunehmend in seiner Leistungsfähigkeit als zu begrenzt erschien. Die zunächst verwendeten am Boden verstellbaren Propeller befriedigten nicht, da nur eine Anpassung an den Startplatz oder den Belastungszustand möglich war. Durch den auch im Fluge verstellbaren Verstellpropeller gelang es während des Starts und auch beim Reiseflug annähernd optimale Bedingungen zu schaffen. Dabei kommt grundsätzlich eine automatische oder manuelle Verstellung im Betracht. Auch kann der Verstellpropeller eine stufenlose Änderung der Steigung ermöglichen oder auch nur bestimmte Stufen ermöglichen.

Die höchste Stufe der Entwicklung der Verstellpropeller ist der sogenannte Festdrehzahlpropeller (Constant Speed), bei dem die Blattsteigung automatisch so eingeregelt wird, dass die Drehzahl auch bei Leistungsänderungen konstant bleibt. Das bietet den Vorteil, im Bedarfsfall sofort die volle Motorleistung zur Verfügung zu haben, ohne dass erst Massen beschleunigt werden müssen. Auch ist eine Schubumkehr möglich.

Schiffbau

Im Unterschied zum konventionellen Propeller mit fester Steigung, der heute meist aus einem Guss gefertigt wird, sind beim Pitch- oder Verstellpropeller die Propellerblätter drehbar an der Nabe befestigt. Damit lässt sich die Steigung (eng. pitch) stufenlos von Nullschub in Richtung Voraus oder Zurück verstellen. Verstellpropeller kommen bei mittelgroßen Einheiten zum Einsatz, bei denen gute Manövrierbarkeit gefragt ist.


Vorteile

Der Antrieb kann bei laufendem Schiffsmotor von "voraus" auf "zurück" umgesteuert werden, was mit erheblicher Zeitersparnis verbunden ist, da die Maschine nicht mehr gestoppt, sondern nur noch auf Mindestdrehzahl heruntergefahren werden muss. Bei Schiffen kleinerer Bauart (Binnenseeschiffe) muss die Drehzahl nicht reduziert werden. Damit ist die Manövrierbarkeit wesentlich verbessert. Die Maschine wird bei Nullschub angelassen und auf Mindestdrehzahl hochgefahren, sie wird beim Starten nicht noch zusätzlich durch Antriebs-Drehmoment belastet. Das Fahrzeug nimmt nicht unmittelbar Fahrt auf, wenn die Maschine gestartet wird. Ein Durchdrehen der Welle und damit der Maschine durch Strömung (z.B. vorbeifahrende Schiffe im Hafen) wird durch den auf Nullschub stehenden Propeller verhindert. Schiffe mit Verstellpropeller besitzen kein Wendegetriebe, allenfalls ein Reduziergetriebe bei schnelldrehenden Motoren. Somit entfällt ein wesentlicher Schwachpunkt im Antriebssystem.

Nachteile

Eine Verstellschraube oder ein Verstellpropeller ist mechanisch wesentlich aufwändiger und teurer in der Herstellung als ein Propeller mit fester Anordnung der Propellerflügel. Der Verstellmechanismus hat einen gewissen Wartungsaufwand und - im Falle von Flugzeugen zu berücksichtigen - ein nicht unerhebliches Gewicht. Die Kraftübertragung ist in gewissem Maße geschwächt durch die Mehrteiligkeit von Propellerflügeln und separater Nabe. Die energetische Effizienz des Vortriebes ist in vielen Verstellbereichen nicht optimal. Bei Schiffen mit Verstellpropeller ist an den Propellerflügeln eine erhöhte Kavitation zu beobachten.

Betrieb

Die Verstellung erfolgt bei Schiffspropellern hydraulisch, die nötigen Leitungen sind axial durch die Welle geführt. Die Maschine wird unbelastet auf ihre Mindestdrehzahl gefahren. Ist diese erreicht, wird der Propeller kontinuierlich auf Schub gestellt, während die Drehzahl weiter erhöht wird, bis die gewünschte Last erreicht ist. Dieses koordinierte Hochfahren an der Kombinatorkurve erfolgt geregelt automatisch; am Maschinenfahrstand auf der Brücke ist nur ein Schubhebel zu betätigen.

siehe auch: Propeller

Hinweis

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Verstellpropeller aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.