propell – sjøvesen – Store norske leksikon (original) (raw)
En skråstilt skewback-propell gir mer energieffektiv framdrift.
Propell er et roterende nav med to eller flere blader som flytter på en væske slik at den roterende energien omgjøres til fremdrift. Propeller er i utstrakt bruk innenfor sjøfarten, luftfarten, kjølevifter, pumper, ventilatorer og liknende. Det skilles mellom ulike varianter av propellen slik som rotor, turbiner, impellere og til dels skovlhjul-liknende patenter som Voith-Schneider-propellen.
Faktaboks
Uttale
propˈell
av latin propellere, ‘drive fram’
Virkemåte
Bladene på en propell er montert med en viss vinkel, eller pitch, i forhold til rotasjonsaksen. Denne vinkelen fører til at flatearealet på propellbladene vil opptre i et spiralmønster, kalt heliks, og skru seg gjennom væsken, på samme vis som en skrue borer seg ned i for eksempel treverk. Siden væske er flytende, vil energien som skapes av heliksbevegelsen skufle et gitt væskevolum i motsatt retning av spiralmønsterets bevegelse. Når et skip flytter seg framover med propellkraft, er dette et resultat av Newtons lover der energien som skyver vannet bakover, forårsaker en proporsjonal motreaksjon i skipets bevegelse framover.
Siden vann er i væskeform, vil propellen ha en glidende bevegelse i vannet som gjør at deler av bevegelsesenergien tapes. På spesielt små propeller vil tapet være større enn på store propeller som har en større flate som virker mot vannmassene. For å motvirke dette vil derfor små propeller ha høyere omdreiningshastighet enn tilsvarende større propeller. Den roterende energien i propellbevegelsen vil også føre til lokal kavitasjon, gjerne i ytterpunktene av propellen, som over tid kan skade metallpropeller på grunn av oksygeninntrengningen.
Historie
SS Great Britain (1843) var blant de første skipene som benyttet propellframdrift
Opphavet til propellen kan føres tilbake til Arkimedes' skrue, som var en skrue montert inn i et rør med flenser på skruekantene slik at innretningen fungerte som en vannrenne. Ved å rotere på skruen kunne vann løftes oppover til for eksempel et område som behøvde vanning. De første forsøkene på å bruke denne skruevarianten på skip skjedde på 1600-tallet, men det var først med innføringen av dampmotor i skip på 1800-tallet at skruen ble prøvd ut som reell framdrift i stedet for skovlhjul. Dette har gitt opphavet til begrepene enkeltskrue- og dobbeltskrueskip. Spesielt i amerikansk og britisk skipsbygging førte de ulike forsøkene til at skruen ble kortere, delt opp, og fikk propellformen slik en kjenner den i dag. Et større antall ingeniører, oppfinnere og skipsbyggere utviklet propellen på 1800-tallet, fremfor alt svenskfødte John Ericsson. Henry Wimshurst og Isambard Kingdom Brunel var de første som benyttet den moderne propellen på fartøy som SS Great Britain, SS Archimedes og krigsskipene Terror og Erebus.
Varianter
Andre Finnmarken har vridbare propellblad, som blant annet gjør det lettere å slå bakk.
Selve utformingen varierer ut fra bruken. Baugthrustere har som regel lite monteringsplass og skal gi umiddelbart skyv, derfor lages de med liten diameter, mange blader og kjøres på et høyt turtall. Tankskip har mer monteringsplass, og ikke de samme hastighetskravene, og kan derfor operere med mye større propeller på lave turtall som flytter mye vann per rotasjon.
På noen propelltyper kan vinkelen på bladene justeres, disse kalles vridbare propeller. Dette optimaliserer bruken ut fra om båten bakker eller går forover, og angrepsvinkelen på bladene kan gjøres skarpere eller slakere ut fra propellens turtall. En del seilbåter benytter denne varianten siden den kan gi lav motstand når fartøyet går for seil. I tillegg til dette kan enkelte propeller folde bladene inn.
Skråstilte propeller, ofte kjent som skewback, kan ikke vri bladene. Derimot har bladene en utforming som vender seg på skrå bakover, og tuppen av bladene er strukket ut i motsatt retning av rotasjonsretningen. Denne utformingen er kjent for å være energieffektiv, skape lite kavitasjon og produserer lite lyd i forhold til andre propeller. Varianten er av den grunn mye brukt på ubåter.
En mindre kjent variant er Voith-Schneider-propellen, som er en roterende skive liggende vannrett med blader stikkende nedover. Ved å løpende endre vinkelen på bladene, kan drivkraften føres i enhver retning ut fra skiven, som gir en stor grad av bevegelighet.