Potkuriteoriaa?

Terve.

Kiitos, mr. Joakim. Arvostan suuresti vastaustasi, koska vanhojen postaustesi perusteella tiedät mitä puhut. Highly respected. Täytyypä lukea nuo lähettämäsi linkit läpi.

Veneenä mulla on tällä hetkellä Bella Arrow 30hv suzukin koneella -> kulkee ehkä noin 30 solmua. Tämä on kyllä vielä nopean veneen rajan alapuolella.

Tarkemmin ajatellen tuo ennakkoluuloisuuteni laivapotkuri-teorioita kohtaan on suorastaan typerää - tavallinen alumiinipotkurihan on vielä tuollaisissa vauhdeissa todellakin samanlainen kapistus kuin laivan potkurikin -> eli ehdottomasti ei-kavitoiva, ja ei tuuletettu. Onkohan ohjusveneiden potkurit osakavitoivia?

Esitin tämän kysymyksen, koska haluaisin oikeasti (ainakin yrittää) tietää ja ymmärtää potkuri-asioista. Minulle ei riitä, että potkuri toimii hyvin, vaan haluan nimenomaan tietää miksi juuri kyseinen huiska on hyvä, ja joku toinen ei.

Esim. tuo arrowin 30hv kone kiekui vakio-huiskalla aika paljon liikaa -> kuppasin sitä hiukan jättöreunalta (helpompaa kuin koko lavan taivutus) -> potkuri pelaa nyt kohtuullisesti liukunopeuksissa, mutta liukuun nousu vaikeutui pirusti, kun huiska "pitää" liian hyvin paikaltaan lähtiessä, eikä päästä konetta kunnolla tehoalueelle. Jälkiviisaasti näinhän siinä luonnollisesti pitikin käydä (johtoreunalla loiva nousu -> virtaus hyvin kiinni potkuriin ja siten hyvä pito, mutta jättöreunalla suuri nousu -> paljon kokonaisnousua ja kuormaa koneelle). Millainen potkurin sitten pitäisi olla, jotta se "sutisi" hallitusti liikkeelle lähdössä? Kuppaamaton potkuri päästäisi koneen kai paremmin kierroksille ja saattaisi olla hyötysuhteeltaankin parempi -> huippunopeus kasvaisi? Vaiko ehkä pienemmällä lapapinta-alalla varustettu nykyisen muotoinen? Pitäiskö moottoria nostaa, kun potkurissa on selvästi pitoa yllin kyllin. Just tällaisia asioita haluaisin oppia ja ymmärtää niiden vaikutuksen syitä.

..ja mennä sitten tietysti vielä paljon pidemmälle. Mitä tapahtuu jos laitan arrowin perään esim. 40 hv koneen? Silloin päästänee jo niin lujaa, että kavitoiva tai tuuletettu potkuri voisi toimia ainakin nopeusalueen yläpäässä paremmin kuin "uppohuiska". Mutta millainen paitsi itse potkurin, myös moottorin korkeuden, trimmin, jne. tulisi silloin olla? Tätä tietoutta ei enää laivakirjoista löydykään..

Palaillaanko aiheeseen kun olen saanut nuo pari julkaisua luettua?

-pekkao

pekkao kirjoitti:

Terve.

Kiitos, mr. Joakim. Arvostan suuresti vastaustasi, koska vanhojen postaustesi perusteella tiedät mitä puhut. Highly respected. Täytyypä lukea nuo lähettämäsi linkit läpi.

Veneenä mulla on tällä hetkellä Bella Arrow 30hv suzukin koneella -> kulkee ehkä noin 30 solmua. Tämä on kyllä vielä nopean veneen rajan alapuolella.

Tarkemmin ajatellen tuo ennakkoluuloisuuteni laivapotkuri-teorioita kohtaan on suorastaan typerää - tavallinen alumiinipotkurihan on vielä tuollaisissa vauhdeissa todellakin samanlainen kapistus kuin laivan potkurikin -> eli ehdottomasti ei-kavitoiva, ja ei tuuletettu. Onkohan ohjusveneiden potkurit osakavitoivia?

Esitin tämän kysymyksen, koska haluaisin oikeasti (ainakin yrittää) tietää ja ymmärtää potkuri-asioista. Minulle ei riitä, että potkuri toimii hyvin, vaan haluan nimenomaan tietää miksi juuri kyseinen huiska on hyvä, ja joku toinen ei.

Esim. tuo arrowin 30hv kone kiekui vakio-huiskalla aika paljon liikaa -> kuppasin sitä hiukan jättöreunalta (helpompaa kuin koko lavan taivutus) -> potkuri pelaa nyt kohtuullisesti liukunopeuksissa, mutta liukuun nousu vaikeutui pirusti, kun huiska "pitää" liian hyvin paikaltaan lähtiessä, eikä päästä konetta kunnolla tehoalueelle. Jälkiviisaasti näinhän siinä luonnollisesti pitikin käydä (johtoreunalla loiva nousu -> virtaus hyvin kiinni potkuriin ja siten hyvä pito, mutta jättöreunalla suuri nousu -> paljon kokonaisnousua ja kuormaa koneelle). Millainen potkurin sitten pitäisi olla, jotta se "sutisi" hallitusti liikkeelle lähdössä? Kuppaamaton potkuri päästäisi koneen kai paremmin kierroksille ja saattaisi olla hyötysuhteeltaankin parempi -> huippunopeus kasvaisi? Vaiko ehkä pienemmällä lapapinta-alalla varustettu nykyisen muotoinen? Pitäiskö moottoria nostaa, kun potkurissa on selvästi pitoa yllin kyllin. Just tällaisia asioita haluaisin oppia ja ymmärtää niiden vaikutuksen syitä.

..ja mennä sitten tietysti vielä paljon pidemmälle. Mitä tapahtuu jos laitan arrowin perään esim. 40 hv koneen? Silloin päästänee jo niin lujaa, että kavitoiva tai tuuletettu potkuri voisi toimia ainakin nopeusalueen yläpäässä paremmin kuin "uppohuiska". Mutta millainen paitsi itse potkurin, myös moottorin korkeuden, trimmin, jne. tulisi silloin olla? Tätä tietoutta ei enää laivakirjoista löydykään..

Palaillaanko aiheeseen kun olen saanut nuo pari julkaisua luettua?

-pekkao

Lue lisää

Eipä noita nostoja ( siis potkurin nostoa vedestä) juuri kirjoissa opeteta. Homma liittyy aika vahvasti kilpailutoimintaan missä ne parhaat säädöt haetaan kokeilemalla.

Hyvää perusteoriaa voi opiskella mm. Dave Gerr:in Propeller Handbook 'sta

Lisäksi mm. Peter DuCane : High Speed Small Crat opuksesta jos sellaisen jostakin löydät ,

ja ainakin Otaniemen kirjaston kellarista löytyy iso tiiliskivijärkäle aiheesta.

Pintapotkurin ideahan on siinä, että potkuri pyörii osaksi ilmassa, jolloin kavitointia ei pääse tapahtumaan koska imupuoli saa ilmaa, toinen seikka se, että akseli tai perämoottorin alavaihde saadaan joko kokonaan tai osin pois vedestä jarruttamasta menoa.

Rake kulmalla voidaan leikkiä kun halutaan trimmata veneen kulkuasentoa esim. off shore kilpaveneissä.

Skew:illä saadaan lisää lapaa mahtumaan rajattuun tilaan ... tämä vähentää myös värinöitä .

Lapapintaa tarvitaan jos halutaan perinteisin menetelmin torjua kavitaatiota.

pekkao kirjoitti:

Terve.

Kiitos, mr. Joakim. Arvostan suuresti vastaustasi, koska vanhojen postaustesi perusteella tiedät mitä puhut. Highly respected. Täytyypä lukea nuo lähettämäsi linkit läpi.

Veneenä mulla on tällä hetkellä Bella Arrow 30hv suzukin koneella -> kulkee ehkä noin 30 solmua. Tämä on kyllä vielä nopean veneen rajan alapuolella.

Tarkemmin ajatellen tuo ennakkoluuloisuuteni laivapotkuri-teorioita kohtaan on suorastaan typerää - tavallinen alumiinipotkurihan on vielä tuollaisissa vauhdeissa todellakin samanlainen kapistus kuin laivan potkurikin -> eli ehdottomasti ei-kavitoiva, ja ei tuuletettu. Onkohan ohjusveneiden potkurit osakavitoivia?

Esitin tämän kysymyksen, koska haluaisin oikeasti (ainakin yrittää) tietää ja ymmärtää potkuri-asioista. Minulle ei riitä, että potkuri toimii hyvin, vaan haluan nimenomaan tietää miksi juuri kyseinen huiska on hyvä, ja joku toinen ei.

Esim. tuo arrowin 30hv kone kiekui vakio-huiskalla aika paljon liikaa -> kuppasin sitä hiukan jättöreunalta (helpompaa kuin koko lavan taivutus) -> potkuri pelaa nyt kohtuullisesti liukunopeuksissa, mutta liukuun nousu vaikeutui pirusti, kun huiska "pitää" liian hyvin paikaltaan lähtiessä, eikä päästä konetta kunnolla tehoalueelle. Jälkiviisaasti näinhän siinä luonnollisesti pitikin käydä (johtoreunalla loiva nousu -> virtaus hyvin kiinni potkuriin ja siten hyvä pito, mutta jättöreunalla suuri nousu -> paljon kokonaisnousua ja kuormaa koneelle). Millainen potkurin sitten pitäisi olla, jotta se "sutisi" hallitusti liikkeelle lähdössä? Kuppaamaton potkuri päästäisi koneen kai paremmin kierroksille ja saattaisi olla hyötysuhteeltaankin parempi -> huippunopeus kasvaisi? Vaiko ehkä pienemmällä lapapinta-alalla varustettu nykyisen muotoinen? Pitäiskö moottoria nostaa, kun potkurissa on selvästi pitoa yllin kyllin. Just tällaisia asioita haluaisin oppia ja ymmärtää niiden vaikutuksen syitä.

..ja mennä sitten tietysti vielä paljon pidemmälle. Mitä tapahtuu jos laitan arrowin perään esim. 40 hv koneen? Silloin päästänee jo niin lujaa, että kavitoiva tai tuuletettu potkuri voisi toimia ainakin nopeusalueen yläpäässä paremmin kuin "uppohuiska". Mutta millainen paitsi itse potkurin, myös moottorin korkeuden, trimmin, jne. tulisi silloin olla? Tätä tietoutta ei enää laivakirjoista löydykään..

Palaillaanko aiheeseen kun olen saanut nuo pari julkaisua luettua?

-pekkao

Lue lisää

Tässä yksi aika havainnollinen juttu kavitoinnista: http://cav2001.library.caltech.edu/204/

Potkurin kavitointiherkkyys riippuu potkurin työntövoimasta (raskaampi vene ongelmallisempi), halkaisijasta, pyörimisnopeudesta (suurempi ongelmallisempi), veneen nopeudesta (suurempi ongelmallisempi) ja tietysti potkurin muodosta.

Armeijan nopeat alukset ovat yleensä myös raskaita, joten potkurit lienevät paremmin kavitointia sietäviä Newton-Rader tms. sarjaa.

Jos Bella Arrow kulkee vain 30 kn 30 hv koneella, on potkuri tai joku muu aika kaukana optimaalisesta. 30 kn vauhdissa pärjää ihan hyvin "tavallisilla" potkureilla. Vene on kevyt, potkuri iso (veneeseen nähden) ja vauhti maltillinen, joten potkuri ei varmastikaan kavitoi lainkaan.

Jos nyt olet jo potkurisi kupannut, voit kokeilla nostaa konetta ylöspäin. Kupattuna potkurisi saattaa pitää ihan hyvin, vaikka se saisikin vähän ilmaa. Toinen vaihtoehto on ostaa suurempinousuinen potkuri (vaikka alumiininen).

Mahdollisimman suuriin nopeuksiin pyrittäessä on tärkeää saada kone ylös vedestä. Kavitaatiolevyn ja koko perän aiheuttama vastus on varsin merkittävä kevyissä veneissä. Samoin merkittäviä tekijöitä ovat roiskeiden irtoaminen nousulistoista ja perälaudan ja pohjan kulmasta. Nousulistojen jo perälaudan kulman on siis oltava hyvin teräviä.

Nyrkkisääntönä on nostaa potkuriakseli kölilinjan tasolle. Tällöin tietysti vaaditaan potkuri, joka toimii noin asennettuna. Suuri osa tämän ratkaisun hyvyydestä selittyy sillä, että vastus vähenee. Toinen tärkeä osa on se, että tavallisen kokoinen potkuri olisi aivan liian iso tuossa vauhdissa ja tuolla työntövoimalla. Toisin sanoen se ei toimisi optimialueella vaan luistoa olisi liian vähän ja hyötysuhde huono.

Esimerkkinä TG-Marin Yamaha 40. Kulki ~42 kn 17" alumiinipotkurilla kavitaatiolevy kutakuinkin kölin tasalla. Potkuri oli vakio (suurin mahdollinen nousu) ja kone kiersi optimaalisesti (juuri alle 6000 rpm). Potkuri vaihdettiin kleaveriin ja kone nostettiin akseli kölin tasolle. Nousua oli liikaa (22x12, kierrokset alle 5500), mutta vauhti nousi kuitenkin 48 solmuun.

Nopeissa veneissä on aina tehtävä kompromissejä plaaniinlähdön ja kuormankestävyyden sekä huippunopeuden välillä. Tuossa TG-Marinissa ei koskaan ollut kovinkaan kummoisia plaaniinlähtövaikeuksia. Alumiinipotkuri ei paljoa luistanut, mutta kone jaksoi hyvin. Pienempi kleaver (18x10) suti hurjasti (5500 rpm paikallaan), muttta vene nousi plaaniin. Isommalla kleaverilla lähti oikein hyvin plaaniin.

Joakim kirjoitti:

Tässä yksi aika havainnollinen juttu kavitoinnista: http://cav2001.library.caltech.edu/204/

Potkurin kavitointiherkkyys riippuu potkurin työntövoimasta (raskaampi vene ongelmallisempi), halkaisijasta, pyörimisnopeudesta (suurempi ongelmallisempi), veneen nopeudesta (suurempi ongelmallisempi) ja tietysti potkurin muodosta.

Armeijan nopeat alukset ovat yleensä myös raskaita, joten potkurit lienevät paremmin kavitointia sietäviä Newton-Rader tms. sarjaa.

Jos Bella Arrow kulkee vain 30 kn 30 hv koneella, on potkuri tai joku muu aika kaukana optimaalisesta. 30 kn vauhdissa pärjää ihan hyvin "tavallisilla" potkureilla. Vene on kevyt, potkuri iso (veneeseen nähden) ja vauhti maltillinen, joten potkuri ei varmastikaan kavitoi lainkaan.

Jos nyt olet jo potkurisi kupannut, voit kokeilla nostaa konetta ylöspäin. Kupattuna potkurisi saattaa pitää ihan hyvin, vaikka se saisikin vähän ilmaa. Toinen vaihtoehto on ostaa suurempinousuinen potkuri (vaikka alumiininen).

Mahdollisimman suuriin nopeuksiin pyrittäessä on tärkeää saada kone ylös vedestä. Kavitaatiolevyn ja koko perän aiheuttama vastus on varsin merkittävä kevyissä veneissä. Samoin merkittäviä tekijöitä ovat roiskeiden irtoaminen nousulistoista ja perälaudan ja pohjan kulmasta. Nousulistojen jo perälaudan kulman on siis oltava hyvin teräviä.

Nyrkkisääntönä on nostaa potkuriakseli kölilinjan tasolle. Tällöin tietysti vaaditaan potkuri, joka toimii noin asennettuna. Suuri osa tämän ratkaisun hyvyydestä selittyy sillä, että vastus vähenee. Toinen tärkeä osa on se, että tavallisen kokoinen potkuri olisi aivan liian iso tuossa vauhdissa ja tuolla työntövoimalla. Toisin sanoen se ei toimisi optimialueella vaan luistoa olisi liian vähän ja hyötysuhde huono.

Esimerkkinä TG-Marin Yamaha 40. Kulki ~42 kn 17" alumiinipotkurilla kavitaatiolevy kutakuinkin kölin tasalla. Potkuri oli vakio (suurin mahdollinen nousu) ja kone kiersi optimaalisesti (juuri alle 6000 rpm). Potkuri vaihdettiin kleaveriin ja kone nostettiin akseli kölin tasolle. Nousua oli liikaa (22x12, kierrokset alle 5500), mutta vauhti nousi kuitenkin 48 solmuun.

Nopeissa veneissä on aina tehtävä kompromissejä plaaniinlähdön ja kuormankestävyyden sekä huippunopeuden välillä. Tuossa TG-Marinissa ei koskaan ollut kovinkaan kummoisia plaaniinlähtövaikeuksia. Alumiinipotkuri ei paljoa luistanut, mutta kone jaksoi hyvin. Pienempi kleaver (18x10) suti hurjasti (5500 rpm paikallaan), muttta vene nousi plaaniin. Isommalla kleaverilla lähti oikein hyvin plaaniin.

Lue lisää

Terve ja kiitos jälleen. Hyviä vinkkejä ja opuksia on koossa jo kohtuullinen määrä.

Tosta bellan nopeudesta en ole yhtään varma, perustuu ihan puhtaaseen perstuntumaan. Pahus kun meri meni ja jäätyi, ei pääse kellottamaan tarkempia vauhteja. Ja venekin on tallissa hiottuna päältä ja alta.

Potkurini oli moottorin entisen omistajan toimesta kolhittu terhi BS400:n perässä tyylikkäästi rantakallioon. Samalla kun moottorin ostettuani tarkastin kaikkien lapojen kulmat (nousu ja rake), pieksin siihen myös hiukan tuota mainittua kuppia sekä jättöreunalle että lavan kärkiin ("progressiivinen rake"-tyyliin) - tietämättä ja ajattelematta yhtään mitä siitä oikeasti seuraa. Tai tiesin kyllä, että molemmat parantaa huiskan pitoa etenkin pinnassa, mutta kun kone ei ollut vakioasetuksellaan lähelläkään pintaa.. Enkä siis älynnyt alkuunkaan, ettei tämä pito-homma ole se, mitä mun pitäis muuttaa. Kävin toki koeajolla ennen muutoksia, ja tämä terhiin sopivainen potkuri oli pahasti liian loiva arrowiin. Saattoipa siellä myös joku lapa sakata epänormaalisti johtoreunalta kun johtoreunat lavan kärkiin asti oli ihan rosoiset. Nykyisellään johtoreunat on hiottuna jälleen ellipsin puolikkaaksi, kuten tän tapaisissa siipiprofiileissa yleensä suositellaan (ei uusissakaan alumiinipotkureissa itseasiassa ole kovin pyöreetä/ellipsimäistä patopisteen vapaata siirtymistä suosivaa johtoreunaa = valmistusteknistä laiskuutta/hintakysymys?). Kumminkin nyt pitoa & kuormaa yhtäkkiä siis liiankin paljon.

Mutta joo, kun kevät tulee niin kokeilen innolla nostaa tuota konetta, ja testiä myös mitä trimmillä saisi aikaan. Jos homma ei ala pelata, niin sitten jatketaan harjoituksia ja kokeita sopivalla alkuperäiskuntoisella aluhuiskalla.

Pidetäänhän topicki hengissä, niin pääsee muutkin pöljät (kuin minä) osaksi gurujen antamien neuvojen tuomista hyödyistä!

pekkao kirjoitti:

Terve ja kiitos jälleen. Hyviä vinkkejä ja opuksia on koossa jo kohtuullinen määrä.

Tosta bellan nopeudesta en ole yhtään varma, perustuu ihan puhtaaseen perstuntumaan. Pahus kun meri meni ja jäätyi, ei pääse kellottamaan tarkempia vauhteja. Ja venekin on tallissa hiottuna päältä ja alta.

Potkurini oli moottorin entisen omistajan toimesta kolhittu terhi BS400:n perässä tyylikkäästi rantakallioon. Samalla kun moottorin ostettuani tarkastin kaikkien lapojen kulmat (nousu ja rake), pieksin siihen myös hiukan tuota mainittua kuppia sekä jättöreunalle että lavan kärkiin ("progressiivinen rake"-tyyliin) - tietämättä ja ajattelematta yhtään mitä siitä oikeasti seuraa. Tai tiesin kyllä, että molemmat parantaa huiskan pitoa etenkin pinnassa, mutta kun kone ei ollut vakioasetuksellaan lähelläkään pintaa.. Enkä siis älynnyt alkuunkaan, ettei tämä pito-homma ole se, mitä mun pitäis muuttaa. Kävin toki koeajolla ennen muutoksia, ja tämä terhiin sopivainen potkuri oli pahasti liian loiva arrowiin. Saattoipa siellä myös joku lapa sakata epänormaalisti johtoreunalta kun johtoreunat lavan kärkiin asti oli ihan rosoiset. Nykyisellään johtoreunat on hiottuna jälleen ellipsin puolikkaaksi, kuten tän tapaisissa siipiprofiileissa yleensä suositellaan (ei uusissakaan alumiinipotkureissa itseasiassa ole kovin pyöreetä/ellipsimäistä patopisteen vapaata siirtymistä suosivaa johtoreunaa = valmistusteknistä laiskuutta/hintakysymys?). Kumminkin nyt pitoa & kuormaa yhtäkkiä siis liiankin paljon.

Mutta joo, kun kevät tulee niin kokeilen innolla nostaa tuota konetta, ja testiä myös mitä trimmillä saisi aikaan. Jos homma ei ala pelata, niin sitten jatketaan harjoituksia ja kokeita sopivalla alkuperäiskuntoisella aluhuiskalla.

Pidetäänhän topicki hengissä, niin pääsee muutkin pöljät (kuin minä) osaksi gurujen antamien neuvojen tuomista hyödyistä!

Lue lisää

Taidat olla aeromystiikan poikia? Vähän kuulosti tuo teksti siltä että potkuriteoriaa on luettu lekopuolelta?

Sillä pärjää melko pitkälle. Vedessä tulee vastaan tuo kavitointi mikä johtuu paineen alenemasta imupuolella ( joskus myös lavan etupinnalla) , jolloin tilanteessa jossa paine imupuolella alittaa veden höyrynpaineen sekä hydrostaattisen paineen alkaa vesi kiehumaan, jolloin lavan pintaan syntyy alipaineesta ensin rakkuloita, sitten isompia kuivia alueita.
Rakkulakavitointi on siitä paha että se aiheuttaa voimakasta eroosiota ; omassa NiAl-pronssipotkurissa, jossa materiaalin pitäisi olla melko kestävää kavitaatioeroosiota kohtaan on jo havaittavissa selvää eroosiota ( rokonarpea) lapojen imupinnoilla aivan tyvessä.

Kavitaatiolla ei siis ole mitään tekemistä potkurin luiston kanssa, vaikko moni niin ajatteleekin. Pieni kavitointi ei vielä vaikuta potkurin pitävyyteen juuri mitään. Täys- ja superkavioivat potkurit on suunniteltu toimimaan imupuoli lähes kuivana ja superkavitoivissa jopa osa etupintaa. Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen ; tällöin lavan etureuna on liian tylppä tai sen takapuolen pinnan muoto sellainen että vesivirtau "kimpoaa" irti pinnasta.

Jos tuota aeromystiikkaa on tullut luettua niin tilanne on hyvin samankaltainen kuin supersooninen virtaus jossa paineaalto muuttaa virtauksen suuntaa. Superkavitoivassa potkurissa lavan jättöreuna on muotoiltu niin, että virtaus kohtaa lavan etupinnan lavan jättöreunalla jonkin matkaa.

Koska potkurin työntövoima muodostuu paine-erosta lavan etu ja takapinnoilla , ei työntövoimaa synny mikäli paine-ero pääsee tasoittumaan yhtenäisen kavitaatiokuplan kautta, jolloin superkavitoivassa potkurissa on pidettävä huoli siitä että riittävän suuri pinta-ala kohtaa veden lavan etupinnalla.

Mikäli potkuri toimii ei-kavitoivalla alueella on kuppauksesta yleensä haittaa. liika kuppaus vain kasvattaa indusoitua vastusta ja lisää momenttikuormitusta eikä tuota vastaavaa hyötyä työntövoimassa. Silloin mahdollisimman ohutprofiilinen lapa ( yleensä teräksestä, koska lujin materiaali tähän käyttöön) tuottaa parhaan mahdollisen hyötysuhteen profiilivastuksen minimoitumisen kautta; kuppauksen vaikutus voidaan toteuttaa edullisemmin nousua kasvattamalla -kuppaus vastaa efektiivisen nousun lisäämistä tai pienentämistä, mutta lavan liika koveruus lisää vastusta.
Perinteinen ei-kavitoiva ( useimmat venepotkurit) potkuri on lavan profiililtaan ns. ogival, jossa painepuoli ( etupuoli) on suora, ja imupuolen profiili kaareva. Kuppauksella voidaan lisätä kaarevuutta myös etupuolelle, jolla saadaan pitoa suurissa nopeuksissa tilanteissa joissa potkuri jo kavitoi voimakkaasti. Kuppausta voidaan tehdä paitsi sisään , niin myös ulos, eli pienentää efektiivistä nousua ja vähentää momenttikuormitusta ja siten lisätä kierroksia , myös johtoreunaa voidaan kupata sisään tai ulos ( mutta harvemmin) jos käytössä vapaasti moukaroitava potkuri niin noitahan voi kokeilla vapaasti. Johtoreunan uloskuppauksella saa potkurin kavitoimaan takuuvarmasti, jolloin jättöreunan sisäänkuppauksella voi parantaa pitoa.

Varsinaiset täyskavitoivat ( esim. Newton-Rader -tyypin potkurit) ovat valmiiksi "kupattuja" niissä on kovera ( cup ) lavan etupinta ts. face kuperan back siden lisäksi.

Superkavitoivissa potkureissa on face-pinnan koveruutta lisätty jättöreunassa , mutta jättöreunasta tehty paksu jolloin koko profiilista tulee kiilamainen. tällä on lähinnä lisätty lavan lujuutta.

aeromystikkoja kirjoitti:

Taidat olla aeromystiikan poikia? Vähän kuulosti tuo teksti siltä että potkuriteoriaa on luettu lekopuolelta?

Sillä pärjää melko pitkälle. Vedessä tulee vastaan tuo kavitointi mikä johtuu paineen alenemasta imupuolella ( joskus myös lavan etupinnalla) , jolloin tilanteessa jossa paine imupuolella alittaa veden höyrynpaineen sekä hydrostaattisen paineen alkaa vesi kiehumaan, jolloin lavan pintaan syntyy alipaineesta ensin rakkuloita, sitten isompia kuivia alueita.
Rakkulakavitointi on siitä paha että se aiheuttaa voimakasta eroosiota ; omassa NiAl-pronssipotkurissa, jossa materiaalin pitäisi olla melko kestävää kavitaatioeroosiota kohtaan on jo havaittavissa selvää eroosiota ( rokonarpea) lapojen imupinnoilla aivan tyvessä.

Kavitaatiolla ei siis ole mitään tekemistä potkurin luiston kanssa, vaikko moni niin ajatteleekin. Pieni kavitointi ei vielä vaikuta potkurin pitävyyteen juuri mitään. Täys- ja superkavioivat potkurit on suunniteltu toimimaan imupuoli lähes kuivana ja superkavitoivissa jopa osa etupintaa. Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen ; tällöin lavan etureuna on liian tylppä tai sen takapuolen pinnan muoto sellainen että vesivirtau "kimpoaa" irti pinnasta.

Jos tuota aeromystiikkaa on tullut luettua niin tilanne on hyvin samankaltainen kuin supersooninen virtaus jossa paineaalto muuttaa virtauksen suuntaa. Superkavitoivassa potkurissa lavan jättöreuna on muotoiltu niin, että virtaus kohtaa lavan etupinnan lavan jättöreunalla jonkin matkaa.

Koska potkurin työntövoima muodostuu paine-erosta lavan etu ja takapinnoilla , ei työntövoimaa synny mikäli paine-ero pääsee tasoittumaan yhtenäisen kavitaatiokuplan kautta, jolloin superkavitoivassa potkurissa on pidettävä huoli siitä että riittävän suuri pinta-ala kohtaa veden lavan etupinnalla.

Mikäli potkuri toimii ei-kavitoivalla alueella on kuppauksesta yleensä haittaa. liika kuppaus vain kasvattaa indusoitua vastusta ja lisää momenttikuormitusta eikä tuota vastaavaa hyötyä työntövoimassa. Silloin mahdollisimman ohutprofiilinen lapa ( yleensä teräksestä, koska lujin materiaali tähän käyttöön) tuottaa parhaan mahdollisen hyötysuhteen profiilivastuksen minimoitumisen kautta; kuppauksen vaikutus voidaan toteuttaa edullisemmin nousua kasvattamalla -kuppaus vastaa efektiivisen nousun lisäämistä tai pienentämistä, mutta lavan liika koveruus lisää vastusta.
Perinteinen ei-kavitoiva ( useimmat venepotkurit) potkuri on lavan profiililtaan ns. ogival, jossa painepuoli ( etupuoli) on suora, ja imupuolen profiili kaareva. Kuppauksella voidaan lisätä kaarevuutta myös etupuolelle, jolla saadaan pitoa suurissa nopeuksissa tilanteissa joissa potkuri jo kavitoi voimakkaasti. Kuppausta voidaan tehdä paitsi sisään , niin myös ulos, eli pienentää efektiivistä nousua ja vähentää momenttikuormitusta ja siten lisätä kierroksia , myös johtoreunaa voidaan kupata sisään tai ulos ( mutta harvemmin) jos käytössä vapaasti moukaroitava potkuri niin noitahan voi kokeilla vapaasti. Johtoreunan uloskuppauksella saa potkurin kavitoimaan takuuvarmasti, jolloin jättöreunan sisäänkuppauksella voi parantaa pitoa.

Varsinaiset täyskavitoivat ( esim. Newton-Rader -tyypin potkurit) ovat valmiiksi "kupattuja" niissä on kovera ( cup ) lavan etupinta ts. face kuperan back siden lisäksi.

Superkavitoivissa potkureissa on face-pinnan koveruutta lisätty jättöreunassa , mutta jättöreunasta tehty paksu jolloin koko profiilista tulee kiilamainen. tällä on lähinnä lisätty lavan lujuutta.

Lue lisää

Aero- ja hydrodynamiikoissa ei ole tosiaan mitään eroa, JOS virtaus on selvästi alle äänennopeuden (vedessä ei koskaan päästä sinne), vesi ei höyristy ja vapaalla pinnalla ei ole merkitystä.

Jos nämä ehdot täyttyvät, potkurit toimivat samalla tavalla, samoin siivet (veneissä köli, peräsin, vedenalainen kantosiipi).

Kavitaatiolla on paljonkin tekemistä luiston kanssa, sillä luisto riippuu potkurin kuormasta eli paine-erosta lapojen eri puolilla samoin kuin kavitaatio. Nopeuden kasvaminen saattaa vähentää luistoa (liukuvilla veneillä), mutta pahentaa yleensä kavitaatiota, joten pelkästä luistosta ei voi kavitaatiosta päätellä mitään.

Superkavitoivien potkureiden kiilamainen muoto on oleellinen osa potkurin hydrodynamiikkaa eikä siis johdu vain lujuudesta. Samaa kiilamaista muotoa käytetään mm. vedenalaisissa kantosiivissä suurilla nopeuksilla. Superkavitoivan ideahan on siinä, että vesihöyrykupla tiivistyy vedeksi vasta lavan jättöreunan jälkeen. Tällöinhän potkuri ei kärsi eroosiosta, joka aiheutuu höyrykuplan "häviämisestä" syntyvästä "vasaraniskusta" (kuplaan suurella nopeudella tuleva vesimassa toimii "vasarana").

Kilpaveneissä potkurit ovat aina osittain ilmassa, jolloin ne eivät kavitoi, sillä kavitoinnin aiheuttavaa alipainetta ei pääse juurikaan syntymään, koska alipaine imaisee ilmaa. Tällöin työntö tulee puhtaasti painepuolelta (kavitoivassa potkurissahan imupuolella on veden höyrypaine eli käytännössä tyhjiö).

Tässä lisää luettavaa:
http://authors.library.caltech.edu/6035/01/Report_No_47-8.pdf
http://caltechbook.library.caltech.edu/1/04/chap8.htm

aeromystikkoja kirjoitti:

Taidat olla aeromystiikan poikia? Vähän kuulosti tuo teksti siltä että potkuriteoriaa on luettu lekopuolelta?

Sillä pärjää melko pitkälle. Vedessä tulee vastaan tuo kavitointi mikä johtuu paineen alenemasta imupuolella ( joskus myös lavan etupinnalla) , jolloin tilanteessa jossa paine imupuolella alittaa veden höyrynpaineen sekä hydrostaattisen paineen alkaa vesi kiehumaan, jolloin lavan pintaan syntyy alipaineesta ensin rakkuloita, sitten isompia kuivia alueita.
Rakkulakavitointi on siitä paha että se aiheuttaa voimakasta eroosiota ; omassa NiAl-pronssipotkurissa, jossa materiaalin pitäisi olla melko kestävää kavitaatioeroosiota kohtaan on jo havaittavissa selvää eroosiota ( rokonarpea) lapojen imupinnoilla aivan tyvessä.

Kavitaatiolla ei siis ole mitään tekemistä potkurin luiston kanssa, vaikko moni niin ajatteleekin. Pieni kavitointi ei vielä vaikuta potkurin pitävyyteen juuri mitään. Täys- ja superkavioivat potkurit on suunniteltu toimimaan imupuoli lähes kuivana ja superkavitoivissa jopa osa etupintaa. Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen ; tällöin lavan etureuna on liian tylppä tai sen takapuolen pinnan muoto sellainen että vesivirtau "kimpoaa" irti pinnasta.

Jos tuota aeromystiikkaa on tullut luettua niin tilanne on hyvin samankaltainen kuin supersooninen virtaus jossa paineaalto muuttaa virtauksen suuntaa. Superkavitoivassa potkurissa lavan jättöreuna on muotoiltu niin, että virtaus kohtaa lavan etupinnan lavan jättöreunalla jonkin matkaa.

Koska potkurin työntövoima muodostuu paine-erosta lavan etu ja takapinnoilla , ei työntövoimaa synny mikäli paine-ero pääsee tasoittumaan yhtenäisen kavitaatiokuplan kautta, jolloin superkavitoivassa potkurissa on pidettävä huoli siitä että riittävän suuri pinta-ala kohtaa veden lavan etupinnalla.

Mikäli potkuri toimii ei-kavitoivalla alueella on kuppauksesta yleensä haittaa. liika kuppaus vain kasvattaa indusoitua vastusta ja lisää momenttikuormitusta eikä tuota vastaavaa hyötyä työntövoimassa. Silloin mahdollisimman ohutprofiilinen lapa ( yleensä teräksestä, koska lujin materiaali tähän käyttöön) tuottaa parhaan mahdollisen hyötysuhteen profiilivastuksen minimoitumisen kautta; kuppauksen vaikutus voidaan toteuttaa edullisemmin nousua kasvattamalla -kuppaus vastaa efektiivisen nousun lisäämistä tai pienentämistä, mutta lavan liika koveruus lisää vastusta.
Perinteinen ei-kavitoiva ( useimmat venepotkurit) potkuri on lavan profiililtaan ns. ogival, jossa painepuoli ( etupuoli) on suora, ja imupuolen profiili kaareva. Kuppauksella voidaan lisätä kaarevuutta myös etupuolelle, jolla saadaan pitoa suurissa nopeuksissa tilanteissa joissa potkuri jo kavitoi voimakkaasti. Kuppausta voidaan tehdä paitsi sisään , niin myös ulos, eli pienentää efektiivistä nousua ja vähentää momenttikuormitusta ja siten lisätä kierroksia , myös johtoreunaa voidaan kupata sisään tai ulos ( mutta harvemmin) jos käytössä vapaasti moukaroitava potkuri niin noitahan voi kokeilla vapaasti. Johtoreunan uloskuppauksella saa potkurin kavitoimaan takuuvarmasti, jolloin jättöreunan sisäänkuppauksella voi parantaa pitoa.

Varsinaiset täyskavitoivat ( esim. Newton-Rader -tyypin potkurit) ovat valmiiksi "kupattuja" niissä on kovera ( cup ) lavan etupinta ts. face kuperan back siden lisäksi.

Superkavitoivissa potkureissa on face-pinnan koveruutta lisätty jättöreunassa , mutta jättöreunasta tehty paksu jolloin koko profiilista tulee kiilamainen. tällä on lähinnä lisätty lavan lujuutta.

Lue lisää

Terve.

Kiitos vastauksesta. Tämä topicki alkaa olla juuri sitä mitä siitä toivoinkin kehittyvän - eli hyvä yleis-"oppikirja" kaikille kaikille potkuriasioista kiinnostuneille, jotka eivät saa tietoa esim. kisatoimintansa kautta. Itselleni ennen kaikkea ;) . Mutta asiaan.

Lainaus: "Taidat olla aeromystiikan poikia?"

No pitää paikkansa. Tuosta sakkauksestako niin päättelit? Onko niin, ettei veneen potkurissa käytännössä koskaan edes esiinny sakkausta (sen paremmin jättö- kuin epänormaalisti johtoreunaltakaan), vaan kavitaatio tapahtuu aina ensin? Pienen potkurin lavan nopeus vedessä on lienee enintään noin 35-40 m/s = n.130km/h (10" potkuri, 6000rpm, vaihteiston välitys 1:2). Reynoldsin luku lienee aika pieni (virtaus "siirappimaista") ja virtaus pysyy hyvin kiinni siivessä/lavassa -> eli ei sakkaa vaan kavitoi. Näinköhän?

Lainaus: "Kavitaatiolla ei siis ole mitään tekemistä potkurin luiston kanssa, vaikko moni niin ajatteleekin."

Tämä on selvä juttu. "Luisto" kuulostaa pahalta asialta, mutta ei todellakaan ole sitä. Jos lavan kohtaukulma olisi kolikko, niin luistohan on kyseisen kolikon kääntöpuoli. Sama asia siis. Ohuella profiililla pääasiassa kohtauskulma saa virtauksessa aikaan paine-eron ja sitten työntövoiman. Luulisin. Onkos niin, että hitaissa ja raskaissa aluksissa (hinaajat..) potkurin profiili (ainakin imupuolelta) on voimakkaasti kaareva (loiva nousu johtoreunalla), ettei potkuri paikallaan revitettynä, erittäin suurella luistolla, kavitoi lavan (imupuolelta) johtoreunalta alkaen tai heti sen jälkeen?

Puhut lavan "taka" ja "etu" pinnasta. Onko etupinta nyt painepuoli ja takapinta imupuoli, ettei mene puurot ja vellit sekaisin?

Entä mitä tarkoitit tällä:
"Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen"

Ymmärrän jotenkuten, että hallitusti kavitoiva potkuri pyörii imupuoli (lähes) kuivana, mutta romahtaako kavitaatiokupla/"layer" kuitenkin jo ennen jättöreunaa? Silloinhan lapa syöpyisi tästä kohtaa. Vai oheneeko kavitaatio_kalvo_ (ei siis paksut kuplat) olemattomiin juuri niin hallitusti ja hitaasti, ikään kuin jouhevasti, ettei paineiskuja tähän kavitaation loppumiskohtaan synnykään? (Väitit siis kuitenkin, että: "superkavitoivassa potkurissa on pidettävä huoli siitä että riittävän suuri pinta-ala kohtaa veden lavan etupinnalla.")

Lainaus: "Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen ; tällöin lavan etureuna on liian tylppä tai sen takapuolen pinnan muoto sellainen että vesivirtaus "kimpoaa" irti pinnasta. "

Tuolla virtauksen "irtikimmauttavalla" muodolla tarkoittanet imupuolella olevaa pykälää, tai vaikka liian suurinousuista/terävää/kulmikasta johtoreunaa, kuitenkin epävirtaviivaista "epäjatkuvuuskohtaa"? Sellaista josta virtaus ilmassa irtoaisi, mutta vedessä sen taakse muodostuukin kavitaatiokupla kun vesi pyrkii epätoivoisesti pitämään virtauksen kiinni lavassa, eikä kerrassaan ehdi kääntyä terävän nurkan yli pysyen nesteenä käytettävissä olevien "alipaineresurssien" kanssa (eli lähinnä lämpötila ja ympäröivä staattinen paine huomioiden esim. rungon aiheuttama imu). Kavitaation ydintyminen johtoreunalta/imupuolen pykälästä on selkeähkö homma, mutta sitä en pysty käsittämään, miten kavitaatiokupla voisi kiertää jättöreunan ympäri. Painepuolellehan on normaalioloissa aina niin paljon ylipainetta verrattuna ympäröivään staattiseen paineeseen, ettei edes lavan suuri nopeus vedessä saa painepuolta kavitoimaan.

(Mainitsin tuon "normaaliolosuhteet", koska muistan kyllä kuulleeni muuan sotalaivasta, jonka potkurien lavoissa oli niin voimakas kierto, että pienellä kuormalla ajettaessa vain lavan tyvi veti, ja laiva kuitenkin liikkui jo niin lujaa, että lavan kärki ikäänkuin peruutti, eli luisto olikin negatiivinen (laiva kulki lujempaa kuin lavan kärjen nousu kyseisellä kierrosluvulla). Tästä seuraksena lavan kärkien _paine_puoli kavitoi niin rankasti, että asiaa tutkittaessa mittauspöytäkirjoihin kirjoitettiin havainnoiksi "kymmenen levyseppää vasaroi", "betonimylly käy", jne. En tiedä onko tarina tosi.)

No joo, ehkä voimakkaasti kaareva (johtoreunaltaan erittäin matalanousuiseksi kupattu) profiili (eli se "hinaajapotkuri) voisi kavitoida painepuoleltaankin heti johtoreunan jälkeen, jos potkuri pyörisi pirun lujaa ja vene olisi niin kevyt/lavat niin suuret, ettei luistoa olisi juur yhtään? Entäpä jättöreunalta tosi loivanousuiseksi kupattu huiska, siinäkin painepuolen jättöreuna saattaisi kavitoida, mutta potkuri kyllä silti mielestäni työntäisi (vaikkakin aika huonosti), eikä kavitoisi ympäri asti?

Hyvä että otit puheeksi tuon indusoidun vastuksen, ihan perusasiaa, mutta en vain itse älynnyt, notta siitähän sekin johtuu että suzukini veivaa nykyistä kupattua potkuriaan vähän tarpeettoman huonosti myös täysillä kierroksilla, antamatta vastaavaa potkua veneen liikuttamiseen.

Mitä sitten tällä tarkoitit:
"Kuppauksella voidaan lisätä kaarevuutta myös etupuolelle, jolla saadaan pitoa suurissa nopeuksissa tilanteissa joissa potkuri jo kavitoi voimakkaasti" ?
Kaarevuutta etupuolelle.. Tarkoitatko nyt imu tai painepuolta, vai ehkä johtoreunaa? Oliko ajatuksena, että johtoreunan kohtauskulmaa pienennettäisiin? Jos kohtauskulma johtoreunalla on liian iso (tilanne: suuri luisto, kuppaamaton profiili, eli siis hinaajassa kuppaamaton potkuri ), niin johtoreuna itsellään voi toimia jo yllä mainittuna kulmana, josta kavitaatiokupla alkaa, vai? Voisi tämä muutos siis antaa myös ei-kavitoivaksi suunnitellulle nopean veneen potkurille hieman lisää pelivaraa huippuvauhteihin, ennen kuin kavitaatio tärvelee potkurin imupuolen muodon ja hävittää sen työntövoiman?

Huh.. tästä avautui enemmän kysymyksiä kuin vastauksia. Ehkäpä luen seuraavaksi nuo linkit läpi, ennen kuin tulen aukomaan päätäni enempää. Kuitenkin kiitos jälleen hyvästä kommentista.

-PekkaO

aeromystikkoja kirjoitti:

Taidat olla aeromystiikan poikia? Vähän kuulosti tuo teksti siltä että potkuriteoriaa on luettu lekopuolelta?

Sillä pärjää melko pitkälle. Vedessä tulee vastaan tuo kavitointi mikä johtuu paineen alenemasta imupuolella ( joskus myös lavan etupinnalla) , jolloin tilanteessa jossa paine imupuolella alittaa veden höyrynpaineen sekä hydrostaattisen paineen alkaa vesi kiehumaan, jolloin lavan pintaan syntyy alipaineesta ensin rakkuloita, sitten isompia kuivia alueita.
Rakkulakavitointi on siitä paha että se aiheuttaa voimakasta eroosiota ; omassa NiAl-pronssipotkurissa, jossa materiaalin pitäisi olla melko kestävää kavitaatioeroosiota kohtaan on jo havaittavissa selvää eroosiota ( rokonarpea) lapojen imupinnoilla aivan tyvessä.

Kavitaatiolla ei siis ole mitään tekemistä potkurin luiston kanssa, vaikko moni niin ajatteleekin. Pieni kavitointi ei vielä vaikuta potkurin pitävyyteen juuri mitään. Täys- ja superkavioivat potkurit on suunniteltu toimimaan imupuoli lähes kuivana ja superkavitoivissa jopa osa etupintaa. Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen ; tällöin lavan etureuna on liian tylppä tai sen takapuolen pinnan muoto sellainen että vesivirtau "kimpoaa" irti pinnasta.

Jos tuota aeromystiikkaa on tullut luettua niin tilanne on hyvin samankaltainen kuin supersooninen virtaus jossa paineaalto muuttaa virtauksen suuntaa. Superkavitoivassa potkurissa lavan jättöreuna on muotoiltu niin, että virtaus kohtaa lavan etupinnan lavan jättöreunalla jonkin matkaa.

Koska potkurin työntövoima muodostuu paine-erosta lavan etu ja takapinnoilla , ei työntövoimaa synny mikäli paine-ero pääsee tasoittumaan yhtenäisen kavitaatiokuplan kautta, jolloin superkavitoivassa potkurissa on pidettävä huoli siitä että riittävän suuri pinta-ala kohtaa veden lavan etupinnalla.

Mikäli potkuri toimii ei-kavitoivalla alueella on kuppauksesta yleensä haittaa. liika kuppaus vain kasvattaa indusoitua vastusta ja lisää momenttikuormitusta eikä tuota vastaavaa hyötyä työntövoimassa. Silloin mahdollisimman ohutprofiilinen lapa ( yleensä teräksestä, koska lujin materiaali tähän käyttöön) tuottaa parhaan mahdollisen hyötysuhteen profiilivastuksen minimoitumisen kautta; kuppauksen vaikutus voidaan toteuttaa edullisemmin nousua kasvattamalla -kuppaus vastaa efektiivisen nousun lisäämistä tai pienentämistä, mutta lavan liika koveruus lisää vastusta.
Perinteinen ei-kavitoiva ( useimmat venepotkurit) potkuri on lavan profiililtaan ns. ogival, jossa painepuoli ( etupuoli) on suora, ja imupuolen profiili kaareva. Kuppauksella voidaan lisätä kaarevuutta myös etupuolelle, jolla saadaan pitoa suurissa nopeuksissa tilanteissa joissa potkuri jo kavitoi voimakkaasti. Kuppausta voidaan tehdä paitsi sisään , niin myös ulos, eli pienentää efektiivistä nousua ja vähentää momenttikuormitusta ja siten lisätä kierroksia , myös johtoreunaa voidaan kupata sisään tai ulos ( mutta harvemmin) jos käytössä vapaasti moukaroitava potkuri niin noitahan voi kokeilla vapaasti. Johtoreunan uloskuppauksella saa potkurin kavitoimaan takuuvarmasti, jolloin jättöreunan sisäänkuppauksella voi parantaa pitoa.

Varsinaiset täyskavitoivat ( esim. Newton-Rader -tyypin potkurit) ovat valmiiksi "kupattuja" niissä on kovera ( cup ) lavan etupinta ts. face kuperan back siden lisäksi.

Superkavitoivissa potkureissa on face-pinnan koveruutta lisätty jättöreunassa , mutta jättöreunasta tehty paksu jolloin koko profiilista tulee kiilamainen. tällä on lähinnä lisätty lavan lujuutta.

Lue lisää

No niin, herr Joakim ehtikin jo käydä kirjoittamassa (jälleen) hyvää kommenttia aiheesta.

Näin kuvittelin itsekin asian olevan, eli kiilamaisella profiililla varustetut siivet/potkurit kavitoivat koko imupuolelta, ja jättävät vielä jättöreunalta jälkeensä höyrykuplan. Työntövoimaan toki vaikuttaa hiukan se imupuolen "puoli baria absoluuttistta", mutta valtaosa voimasta syntyy painepuolen tosi rajusta ylipaineesta. Tuuletetut huiskat tekee saman homman, mutta vain ilmalla/pakokaasulla, eivätkä vesihöyryllä - eivätkä näinollen "vedä" imupuolellaan yhtään. Esim. cleaveri ei siinä mielessä taida oikeen olla edes perinteinen siipi, vaan pikemminkin mela joka läiskii vettä hirviää vauhtia jonnekin takaviistoon, ja ottaa samalla iskuista impulssia veneen työntämiseen? Huh, aika väsyttävää kuormaa metallia ajatellen.

Pekkao kirjoitti:

No niin, herr Joakim ehtikin jo käydä kirjoittamassa (jälleen) hyvää kommenttia aiheesta.

Näin kuvittelin itsekin asian olevan, eli kiilamaisella profiililla varustetut siivet/potkurit kavitoivat koko imupuolelta, ja jättävät vielä jättöreunalta jälkeensä höyrykuplan. Työntövoimaan toki vaikuttaa hiukan se imupuolen "puoli baria absoluuttistta", mutta valtaosa voimasta syntyy painepuolen tosi rajusta ylipaineesta. Tuuletetut huiskat tekee saman homman, mutta vain ilmalla/pakokaasulla, eivätkä vesihöyryllä - eivätkä näinollen "vedä" imupuolellaan yhtään. Esim. cleaveri ei siinä mielessä taida oikeen olla edes perinteinen siipi, vaan pikemminkin mela joka läiskii vettä hirviää vauhtia jonnekin takaviistoon, ja ottaa samalla iskuista impulssia veneen työntämiseen? Huh, aika väsyttävää kuormaa metallia ajatellen.

Lue lisää

Veden hyörynpaine on lämpötilasta riippuen 10-30 mbar, joten imupuolella on varsin tarkasti 1 bar alipainetta potkurin kavitoidessa. Tämä olisi jo varsin suuri paine, sillä Suzukissa on lapapinta-alaa ~0,02 m2, johon 1 bar aiheuttaa ~2000 N voiman. Samaan aikaan lavan toisella puolella on likimain yhtäsuuri ylipaine, joten työntövoima ko. tilanteessa olisi ~4000 N.

Työntövoiman suuruutta voit arvioida arvaamalla potkurisi hyötysuhteeksi vaikkapa 60%, jolloin 30 hv koneesta saa 30 kn vauhdissa vain 900 N työntövoiman.

Cleaverin toiminnan kunnollinen ymmärtäminen ei ole kyllä helppoa, koska pitäisi ymmärtää ilman, vesipisaroiden, veden ja mahdollisesti vielä vesihöyryn virtaus tuon siiven ympärillä. Aika paljon enemmän haastetta kuin tavallisessa potkurissa tai lentokoneen siivessä!

pekkao kirjoitti:

Terve.

Kiitos vastauksesta. Tämä topicki alkaa olla juuri sitä mitä siitä toivoinkin kehittyvän - eli hyvä yleis-"oppikirja" kaikille kaikille potkuriasioista kiinnostuneille, jotka eivät saa tietoa esim. kisatoimintansa kautta. Itselleni ennen kaikkea ;) . Mutta asiaan.

Lainaus: "Taidat olla aeromystiikan poikia?"

No pitää paikkansa. Tuosta sakkauksestako niin päättelit? Onko niin, ettei veneen potkurissa käytännössä koskaan edes esiinny sakkausta (sen paremmin jättö- kuin epänormaalisti johtoreunaltakaan), vaan kavitaatio tapahtuu aina ensin? Pienen potkurin lavan nopeus vedessä on lienee enintään noin 35-40 m/s = n.130km/h (10" potkuri, 6000rpm, vaihteiston välitys 1:2). Reynoldsin luku lienee aika pieni (virtaus "siirappimaista") ja virtaus pysyy hyvin kiinni siivessä/lavassa -> eli ei sakkaa vaan kavitoi. Näinköhän?

Lainaus: "Kavitaatiolla ei siis ole mitään tekemistä potkurin luiston kanssa, vaikko moni niin ajatteleekin."

Tämä on selvä juttu. "Luisto" kuulostaa pahalta asialta, mutta ei todellakaan ole sitä. Jos lavan kohtaukulma olisi kolikko, niin luistohan on kyseisen kolikon kääntöpuoli. Sama asia siis. Ohuella profiililla pääasiassa kohtauskulma saa virtauksessa aikaan paine-eron ja sitten työntövoiman. Luulisin. Onkos niin, että hitaissa ja raskaissa aluksissa (hinaajat..) potkurin profiili (ainakin imupuolelta) on voimakkaasti kaareva (loiva nousu johtoreunalla), ettei potkuri paikallaan revitettynä, erittäin suurella luistolla, kavitoi lavan (imupuolelta) johtoreunalta alkaen tai heti sen jälkeen?

Puhut lavan "taka" ja "etu" pinnasta. Onko etupinta nyt painepuoli ja takapinta imupuoli, ettei mene puurot ja vellit sekaisin?

Entä mitä tarkoitit tällä:
"Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen"

Ymmärrän jotenkuten, että hallitusti kavitoiva potkuri pyörii imupuoli (lähes) kuivana, mutta romahtaako kavitaatiokupla/"layer" kuitenkin jo ennen jättöreunaa? Silloinhan lapa syöpyisi tästä kohtaa. Vai oheneeko kavitaatio_kalvo_ (ei siis paksut kuplat) olemattomiin juuri niin hallitusti ja hitaasti, ikään kuin jouhevasti, ettei paineiskuja tähän kavitaation loppumiskohtaan synnykään? (Väitit siis kuitenkin, että: "superkavitoivassa potkurissa on pidettävä huoli siitä että riittävän suuri pinta-ala kohtaa veden lavan etupinnalla.")

Lainaus: "Potkurihan menettää pidon jos se aikaansaa kavitaatiokuplan joka jatkuu sen taka- ja etupinnan ylitse ilman että lavan jättöreuna osuu veteen ; tällöin lavan etureuna on liian tylppä tai sen takapuolen pinnan muoto sellainen että vesivirtaus "kimpoaa" irti pinnasta. "

Tuolla virtauksen "irtikimmauttavalla" muodolla tarkoittanet imupuolella olevaa pykälää, tai vaikka liian suurinousuista/terävää/kulmikasta johtoreunaa, kuitenkin epävirtaviivaista "epäjatkuvuuskohtaa"? Sellaista josta virtaus ilmassa irtoaisi, mutta vedessä sen taakse muodostuukin kavitaatiokupla kun vesi pyrkii epätoivoisesti pitämään virtauksen kiinni lavassa, eikä kerrassaan ehdi kääntyä terävän nurkan yli pysyen nesteenä käytettävissä olevien "alipaineresurssien" kanssa (eli lähinnä lämpötila ja ympäröivä staattinen paine huomioiden esim. rungon aiheuttama imu). Kavitaation ydintyminen johtoreunalta/imupuolen pykälästä on selkeähkö homma, mutta sitä en pysty käsittämään, miten kavitaatiokupla voisi kiertää jättöreunan ympäri. Painepuolellehan on normaalioloissa aina niin paljon ylipainetta verrattuna ympäröivään staattiseen paineeseen, ettei edes lavan suuri nopeus vedessä saa painepuolta kavitoimaan.

(Mainitsin tuon "normaaliolosuhteet", koska muistan kyllä kuulleeni muuan sotalaivasta, jonka potkurien lavoissa oli niin voimakas kierto, että pienellä kuormalla ajettaessa vain lavan tyvi veti, ja laiva kuitenkin liikkui jo niin lujaa, että lavan kärki ikäänkuin peruutti, eli luisto olikin negatiivinen (laiva kulki lujempaa kuin lavan kärjen nousu kyseisellä kierrosluvulla). Tästä seuraksena lavan kärkien _paine_puoli kavitoi niin rankasti, että asiaa tutkittaessa mittauspöytäkirjoihin kirjoitettiin havainnoiksi "kymmenen levyseppää vasaroi", "betonimylly käy", jne. En tiedä onko tarina tosi.)

No joo, ehkä voimakkaasti kaareva (johtoreunaltaan erittäin matalanousuiseksi kupattu) profiili (eli se "hinaajapotkuri) voisi kavitoida painepuoleltaankin heti johtoreunan jälkeen, jos potkuri pyörisi pirun lujaa ja vene olisi niin kevyt/lavat niin suuret, ettei luistoa olisi juur yhtään? Entäpä jättöreunalta tosi loivanousuiseksi kupattu huiska, siinäkin painepuolen jättöreuna saattaisi kavitoida, mutta potkuri kyllä silti mielestäni työntäisi (vaikkakin aika huonosti), eikä kavitoisi ympäri asti?

Hyvä että otit puheeksi tuon indusoidun vastuksen, ihan perusasiaa, mutta en vain itse älynnyt, notta siitähän sekin johtuu että suzukini veivaa nykyistä kupattua potkuriaan vähän tarpeettoman huonosti myös täysillä kierroksilla, antamatta vastaavaa potkua veneen liikuttamiseen.

Mitä sitten tällä tarkoitit:
"Kuppauksella voidaan lisätä kaarevuutta myös etupuolelle, jolla saadaan pitoa suurissa nopeuksissa tilanteissa joissa potkuri jo kavitoi voimakkaasti" ?
Kaarevuutta etupuolelle.. Tarkoitatko nyt imu tai painepuolta, vai ehkä johtoreunaa? Oliko ajatuksena, että johtoreunan kohtauskulmaa pienennettäisiin? Jos kohtauskulma johtoreunalla on liian iso (tilanne: suuri luisto, kuppaamaton profiili, eli siis hinaajassa kuppaamaton potkuri ), niin johtoreuna itsellään voi toimia jo yllä mainittuna kulmana, josta kavitaatiokupla alkaa, vai? Voisi tämä muutos siis antaa myös ei-kavitoivaksi suunnitellulle nopean veneen potkurille hieman lisää pelivaraa huippuvauhteihin, ennen kuin kavitaatio tärvelee potkurin imupuolen muodon ja hävittää sen työntövoiman?

Huh.. tästä avautui enemmän kysymyksiä kuin vastauksia. Ehkäpä luen seuraavaksi nuo linkit läpi, ennen kuin tulen aukomaan päätäni enempää. Kuitenkin kiitos jälleen hyvästä kommentista.

-PekkaO

Lue lisää

Itsekin tässä "opiskelen" tuota poturiteoriaa harrastuspohjalta, joten osa asioita on vähän hämärän peitossa.

Sakkauksesta päättelin että olet lukenut lekohommia; niistä itsekin olen potkuriteorian alkeet opiskellut Pentuna tuli veistettyä ihan hyvin toimivia lennokin potkureita. .-)

Oppikirjaksi tämä keskustelu ei kyllä käy, sen verran on ollut polveilevaa. Hyvä kirja alkuun on toi jo aiemmin mainitsemani Dave Gerr ja Propeller handbook; siinä on mm. hyvät laskentaohjeet jokamiehen käyttöön. Mutta myös perusteellisemman teorian osuutta.

Peruskäsitteet:

potkurin etupuoli on se joka näkyy veneen takaa katsottuna, myös painepuoli , eli face

backside eli takapuoli on siellä keulan puolella

vähän hämmentäviä jos ajattelee että keula on edessä.

Kavitaatiota esiintyy myös face eli painepuolella, tosta voi hakea scholar.google:lla juttua . silloin ymmärtääkseni ongelma on enemmänkin kuplakavitaatiossa joka aiheuttaa painepuolen eroosiota. Tätä on yritetty välttää tekemällä potkuriin "väistö" keskelle lavan profiilia, ikäänkuin kuoppa jonka kohdalla virtaus irti lavan pinnasta. Jos lavan profiili olisi pelkkä kiila ja nopeus riittävä syntyy kavitaatiokupla joka jatkuu kauas lavan taakse.. jos nyt tuo kiila sijaitsee lavan johtoreunassa on tilanne missä lavan sekä imupuoli että painepuoli ovat tuon kiilan jälkeen kuivia täysin mahdollinen. Tuolloin paine kiilan jälkeen kavitaatiokuplan sisällä on sama sekä imu- että painepuolella , jolloin ainoastaan johtoreunan kiila synnyttäisi nosteen. Jättöreunan kuppauksella lavan takaosa taas tuotu kiinni virtaukseen, jolloin painepuolella veteen osuu sekä johtoreunasta taaksepäin "kiilan osa" että jättöreunan kuppauksen osa, mutta keskellä suhteellisen stabiili kuiva osa. En tiedä onko noi kovin yleisessä käytössä. Tavallisestihan superkavitoiva lapa on tuollainen koveralla painepuolella oleva kiilamainen.

Potkuri voi toki sakata , aivan kuten siipikin; muistaakseni sakkauksen aiheuttaa liian suuri kohtauskulma. Johtoreunan sisäänkuppauksella voidaan sekä lisätä kaarevuutta imupuolella, että pienentää kohtauskulmaa paikallisesti, mikä helpottaa kiihdytyksessä , tilanteessa jossa lavan kohtauskulma on suuri; kohtauskulmahan pienenee veneen nopeuden kasvaessa. Juuri potkurisakkauksen vuoksi erittäin nopeiden veneiden kiihdyttäminen on joskus työn ja tuskan takana, koska potkuri alkaa kunnolla pitää vasta sakkauksen loputtua.

Tuo kohtauskulma on käytännössä osa potkurin luistoa.

kokonaisluistohan on potkurin teoreettisesta etenemästä nousun kautta laskettu nopeus - veneen nopeus. Luisto on paaluvetotiloanteessa 100% koska vene ei etene ; samoin hinaajien tilanteessa luisto on korkea. vedessä liikkuva vene lisäksi vetää kitkavastuksensa ansiosta vettä perässään ; ja koska potkuri tavallisesti sijaitsee veneen perässä joutuu potkuri työskentelemään tuossa virtauksessa jossa mukana on tuo veneen vetämä vanavesi.

Kavitaatio johtuu pääasiassa veden massan hitaudesta , eli vesi ei ehdi seurata suurella nopeudella liikkuvan lavan pintaa. Jos kuvittelet astian jonka pohjassa on reikä, josta vesi pääsee purkautumaan tyhjiöön , niin veden maksiminopeus reiässä on laskettavissa normaalin virtausyhtälön energiaperiaatteen mukaan potentiaalienergiasta joka kyseisessä tilassa vallitsee ( ilmkehän paine mukaanlukien) eli ½ x tiheys x v^2 = tiheys x g x h NP ( ei taida tarvita selittää merkintöjä ;-)

Jos nyt lapa "leikkaa vedestä siivun" niin pyrkii tämä täyttymään vedellä tuolla maksiminopeudella.
Jos vettä poistetaan nopeammin kuin sitä ehtii tulla tilalle, syntyy tyhjä tila jossa vallitsee veden höyrynpaine tuossa lämpötilassa.

Perinteiset potkurit mitoitetaan siten, että paine-ero joka tarvitaan työntövoiman synnyttämiseksi olisi pienempi kuin kavitaation synnyttämiseen tarvittava alipaine, jotta kavitaatiota ei tapahtuisi. Eli käytännössä työntävoima/lapapinta-alan tulee olla pienempi kuin tuon vaaditun alipaineen. Tämä saadaan aikaan kasvattamalla lapapinta-alaa, joko isommilla lavoilla tai useammalla lavalla.

Noi superkavitoivat potkurit ei oikein kosketa omaa maailmaa ; paremmin tullut tutustuttua tuohon perinteiseen ei-kavitoivaan..

mutta tossa näyttäis olevan jotakin juttua kavitaation alkeisiin:
http://www.gidb.itu.edu.tr/staff/emin/Lectures/Ship_Hydro/cavitation.pdf

Joakim kirjoitti:

Veden hyörynpaine on lämpötilasta riippuen 10-30 mbar, joten imupuolella on varsin tarkasti 1 bar alipainetta potkurin kavitoidessa. Tämä olisi jo varsin suuri paine, sillä Suzukissa on lapapinta-alaa ~0,02 m2, johon 1 bar aiheuttaa ~2000 N voiman. Samaan aikaan lavan toisella puolella on likimain yhtäsuuri ylipaine, joten työntövoima ko. tilanteessa olisi ~4000 N.

Työntövoiman suuruutta voit arvioida arvaamalla potkurisi hyötysuhteeksi vaikkapa 60%, jolloin 30 hv koneesta saa 30 kn vauhdissa vain 900 N työntövoiman.

Cleaverin toiminnan kunnollinen ymmärtäminen ei ole kyllä helppoa, koska pitäisi ymmärtää ilman, vesipisaroiden, veden ja mahdollisesti vielä vesihöyryn virtaus tuon siiven ympärillä. Aika paljon enemmän haastetta kuin tavallisessa potkurissa tai lentokoneen siivessä!

Lue lisää

tässä muutama linkki .. ei suoraan vastauksena edelliselle Joakimin kirjoitukselle .. vaan perään vaan tyylillä.

http://www.gidb.itu.edu.tr/staff/emin/Lectures/Ship_Hydro/cavitation.pdf
http://cavity.ce.utexas.edu/kinnas/props03_yk.pdf
http://cav2003.me.es.osaka-u.ac.jp/Cav2003/Papers/Cav03-OS-1-010.pdf

Pekkao kirjoitti:

No niin, herr Joakim ehtikin jo käydä kirjoittamassa (jälleen) hyvää kommenttia aiheesta.

Näin kuvittelin itsekin asian olevan, eli kiilamaisella profiililla varustetut siivet/potkurit kavitoivat koko imupuolelta, ja jättävät vielä jättöreunalta jälkeensä höyrykuplan. Työntövoimaan toki vaikuttaa hiukan se imupuolen "puoli baria absoluuttistta", mutta valtaosa voimasta syntyy painepuolen tosi rajusta ylipaineesta. Tuuletetut huiskat tekee saman homman, mutta vain ilmalla/pakokaasulla, eivätkä vesihöyryllä - eivätkä näinollen "vedä" imupuolellaan yhtään. Esim. cleaveri ei siinä mielessä taida oikeen olla edes perinteinen siipi, vaan pikemminkin mela joka läiskii vettä hirviää vauhtia jonnekin takaviistoon, ja ottaa samalla iskuista impulssia veneen työntämiseen? Huh, aika väsyttävää kuormaa metallia ajatellen.

Lue lisää

Terve taas.

Nyt heräsi muutama käytännön kysymys aiheeseen liittyen:
Veneenä n.3,80m pitkä kolmipistehydro ja moottorina kevyt 25hv volvo penta. Potkurina on 3 lapainen pronssicleaveri, jonka halkaisija 8,5" ja nousu noin 15". Pakokaasut puhalletaan potkurin taakse (vanha moottori).

Ongelmana on, että tyhjäkäynniltä laitettaessa vaihde päälle, moottori kyykähtää kuormansa alla polvilleen parissa sekunnissa, ja sammuu. Jos koneelle antaa kierroksia ennen vaihteen kytkemistä, katkeaa potkurin sokka (ja ennen pitkää vaihteisto varmasti poikii).

Siispä:
1) Minkä verran noinkin painava, jyrkkä ja luonnollisesti raskaasti kupattu potkuri ottaa vaihteenvaihdon jälkeen momenttia verrattuna "vakio"potkuriin? Mainittakoon, että moottori on tällä hetkellä liian alhaalla, tuuletuslevy vain noin yhden tuuman pohjan yläpuolella -> potkuri on kokonaan vedessä/pohjan alapuolella.
2) Pitäisikö syytä lähteä etsimään potkurin sijaan moottorin väljyydestä tms.? Tietääkö joku 70/80-luvun vaihteen volvo penta 250:n suositeltuja puristupaineita? Kaasuttimen säädöt ovat mielestäni kunnossa, koska kone käy nätisti ja ottaa hyvin kierroksia.
3) Löytyykö hyviä ehdotuksia ongelman ratkaisemiseksi?

-p

Pekkao kirjoitti:

Terve taas.

Nyt heräsi muutama käytännön kysymys aiheeseen liittyen:
Veneenä n.3,80m pitkä kolmipistehydro ja moottorina kevyt 25hv volvo penta. Potkurina on 3 lapainen pronssicleaveri, jonka halkaisija 8,5" ja nousu noin 15". Pakokaasut puhalletaan potkurin taakse (vanha moottori).

Ongelmana on, että tyhjäkäynniltä laitettaessa vaihde päälle, moottori kyykähtää kuormansa alla polvilleen parissa sekunnissa, ja sammuu. Jos koneelle antaa kierroksia ennen vaihteen kytkemistä, katkeaa potkurin sokka (ja ennen pitkää vaihteisto varmasti poikii).

Siispä:
1) Minkä verran noinkin painava, jyrkkä ja luonnollisesti raskaasti kupattu potkuri ottaa vaihteenvaihdon jälkeen momenttia verrattuna "vakio"potkuriin? Mainittakoon, että moottori on tällä hetkellä liian alhaalla, tuuletuslevy vain noin yhden tuuman pohjan yläpuolella -> potkuri on kokonaan vedessä/pohjan alapuolella.
2) Pitäisikö syytä lähteä etsimään potkurin sijaan moottorin väljyydestä tms.? Tietääkö joku 70/80-luvun vaihteen volvo penta 250:n suositeltuja puristupaineita? Kaasuttimen säädöt ovat mielestäni kunnossa, koska kone käy nätisti ja ottaa hyvin kierroksia.
3) Löytyykö hyviä ehdotuksia ongelman ratkaisemiseksi?

-p

Lue lisää

Unohtui kysyä äsken:
Miten paljon enemmän esim. tällaisessa Cleaver-tyypin pintapotkurissa tulisi olla nousua verrattuna upoksissa kulkevaan "vakio"potkuriin, jotta moottorin huippukierrokset pysyisivät suurin piirtein samana? Onko tähän mitään suuntaa antavaa peukalosääntöä? Nopeammassa veneessä hyöty superkavitoivasta tai tuuletetusta potkurista on toki suurempi, ja siten myös ero nousuissa, mutta voiko asiaa yleistää mitenkään?
-p