Moi!
Tällaista pohdistelen: Oletetaan purjevene, jossa on kiinteästi asennettu sähkösisämoottori ja sen perässä oikein mitoitettu (kolmilapainen) potkuri. Kun veneellä purjehditaan, niin tämä potkuri aiheuttaa ikävän vastuksen veneen kulkuun.
Entäpä jos tämän vastuksen kompensoisi pyörittämällä tuota potkuria moottorilla pienellä teholla? Siis niin, että se ei enää jarruta, mutta ei vielä työnnäkään. Tämä tuskin veisi virtaa kovin paljoa, joskin säätö nopeuden (tai potkuriakselin momentin) mukaan voi tuottaa hieman päänvaivaa.
Mahtaisiko idea toimia?
Tällaista pohdistelen: Oletetaan purjevene, jossa on kiinteästi asennettu sähkösisämoottori ja sen perässä oikein mitoitettu (kolmilapainen) potkuri. Kun veneellä purjehditaan, niin tämä potkuri aiheuttaa ikävän vastuksen veneen kulkuun.
Entäpä jos tämän vastuksen kompensoisi pyörittämällä tuota potkuria moottorilla pienellä teholla? Siis niin, että se ei enää jarruta, mutta ei vielä työnnäkään. Tämä tuskin veisi virtaa kovin paljoa, joskin säätö nopeuden (tai potkuriakselin momentin) mukaan voi tuottaa hieman päänvaivaa.
Mahtaisiko idea toimia?
Vastaukset 70
Vanhimmat
"Entäpä jos tämän vastuksen kompensoisi pyörittämällä tuota potkuria moottorilla pienellä teholla?"
Purjeveneessä sähkö on kortilla, ei ole mitään mieltä pyörittää purjehduksen aikana potkuria sähköllä. Vastuksen vähentämiseen on taittolapapotkurit kuin myös perämoottorit, jotka voi nostaa/siirtää vedestä pois purjehduksen ajaksi.
Muistathan sitten laittaa kartion.
Se tarvitaan, jos moottori pyörittää potkuria samalla kun purjeet ovat ylhäällä ;)
Mikään järkevän kokoinen aurinkokenno ei kyllä riitä propellia pyörittelemään, parempi antaa sen vain laahata mukana tai vielä parempi, jemmata mahdollisimman eteen yksi akku kummallekin puolelle ja heittää sähköperämoottori perään. Riittää liikuttamaan pikkuvenettä. Vähän isompaan sitten sisämoottori kuten kaavailitkin, ja taittuvalapainen potkuri.
" Kun veneellä purjehditaan, niin tämä potkuri aiheuttaa ikävän vastuksen veneen kulkuun."
Paljonkos tuo vastus noin oikeasti on ? Joku puhuu prosentista tai muutamasta
ja joillekkin se on elämän ja kuoleman kysymys (= jos on hankkinut taittolavan)
Lukemani kirjallisuuden mukaan 10-20%, riippuen potkurin "pinta-alasta". Toinen mutu-arvo tuolle vastukselle on, että laskee nopeutta purjeilla noin 0,5 solmua.
Taittolapapotkurin hyötysuhde verrattuna kiinteälapaiseen on kai jonkin verran huonompi, mikä taas vaikuttaa suoraan sähkön kulutukseen moottorilla ajettaessa ja sitä kautta akkujen määrään.
Ainoastaan kilpailussa potkurin mitättömällä vastuksella merkitystä mutta moottori on silloin kielletty.
Puoli solmua sinne tänne siis mitätön juttu. Ei mulle ainakaan matkapurjehduksessa.
Juuri matkapurjehduksessa ja hiljaisella tuulella tuolla on iso merkitys. ja moni laittaa paljon rahaa kiinni uusiin purjeisiin ja muuhunkin pienen nopeushyödyn takia, mutta miettiikö potkurin tuomaa vastusta?
Voiskohan tällä potkurin pyörimisellä ladata akkuja?
Teoriassa kai kyllä, mutta on kaikki pois purjeilla kulun nopeudesta. Ja voi olla, ettei moottorista saa noin vain toimivaa generaattoria aikaiseksi.
Mutta mun pointti on siinä, että luultavasti hyvin minimaalisella energian kulutuksella voisi nostaa tuota purjehdusnopeutta tuon puoli solmua ja jättää kalliin taittolapapotkurin kauppaan. Tämä siis ainakin, jos purkkarin apukoneena on sähkömoottori.
Eroa tosin voi olla siinäkin, onko akseli perässä vaihteisto, eli kuinka vapaasti potkuri pääsee lopulta pyörimään. Ilman vaihteistoa (=hyvin vapaa potkuri purjehduksessa) vastus on käsittääkseni vielä pienempi.
Olen kokellut purjehtia akselivetoisella (kiinteä 2-lapainen) ilman potkuriakin enkä huomannut mitään eroa purjehdusnopeuksissa.
Se ei tarkoita etteikö sitä olisi. :)
http://www.catamaransite.com/propeller_drag_test.html
20+5 :n ,taidat olla sokea !Se on jo kokeellisesti todettu ,että ero on tosiaan tuo n.20 %!Kommentiesi perusteella voisin arvata,että et koskaan ole purjehtinut!
Ei ehkä kannata sähköä tuhlata. Sellainen idea voisi toimia, että surffatessa aaltoa alas potkuri lataa akkua, ja se lataus sitten käytetään kiivetessä aaltoa ylös.
Tuo minua juuri kiinnostaa, etä paljonko tuo vaatisi sähköä? Oma mutuni on, että tarvittava teho olisi hyvin pieni verrattuna sen tuomaan nopeushyötyyn.
Potkurin pyörittäminen moottorilla niin, että se ikään kuin ruuvautuu veteen ilman työntö- tai jarrutusvoimaa ei kai vaadi muuta energiaa kuin akselin kitkan ja lapojen kylkien virtausvastuksen verran.
Tässä on paljon tietoa asiasta: http://www.plaisance-pratique.com/IMG/pdf/Authorrs_P-M-_MacKenzie_-_M-A-_Forrester_Sail_boat_Propeller_Drag10_sdarticle.pdf
Huomaa, että taulukon 4 esimerkit ovat todella yltiöpositiivisia. Normaalipurjeveneillä vastus on puolet tai kolmasosa tuosta noilla painoilla ja vastaavasti potkurin vastus on merkittävästi suurempi, sillä tuollaisissa veneissä on 15-18" potkuri eikä 12" kuten esimerkissä. Pienemmillä nopeuksilla potkurin osuus vastuksesta kasvaa vielä tuostakin.
Joo, sellaisen johtopäätöksenhan tuosta voi tehdä, että kun potkurin vastus on vakio, niin suurin suhteellinen vaikutus on kevyillä veneillä ja hiljaisella tuulella.
Ja toisaalta juuri kevyissä veneissä sähkömoottori on varteenotettava vaihtoehto alhaisen tehonsa takia.
Taitaa olla niin, että vastuksen kannalta taittolapapotkuri on edullisin, paikallaan oleva kiinteä potkuri sitten ja pyörivä potkuri onkin jo melko suuri vastus.
Jossain olen törmännut ajatukseen, että mikäli potkuri pyörii purjehdittaessa mukana, kannattaa laittaa peruutusvaihde päälle, jotta se pysyy paikallaan. Mene ja tiedä?
Purjehtiessa nopeus vaihtelee melkoisesti ja voi olla suurta sähkön tuhlausta yrittää pitää potkurin pyörintänopeus suhteessa veneen nopeuteen vastuksen kannalta optimina. Jarruttava voima on kuitenkin aina hyvin lähellä.
Olisin muokannut edellisen viestini ensimmäistä kappaletta, vaan se ei taida olla mahdollista.
No tuon järjestyksen täytyy kuitenkin olla taittolapa, pyörivä ja huonoimpana kiinteä. Ajatus pakin käytöstäkin siis kumoutuu.
Uuden taittolapapotkurin saa tonnilla ja käytettyjä löytyy vaikkapa mepratuotteelta. Sähkömoottorin laittaminen veneeseen tulee jokatapauksessa niin kalliiksi että jos ei ole varaa taittolapapotkuriin niin ei varmasti ole varaa moottoriin, akustoon ym. tarvikkeisiin.
Jos on tekemisestä puutettta niin voihan sitä aikaansa kuluttaa tällaisia asioita pohtien.
Laita veneen pohjaan anturi joka mittaa nopeutta (tai ehkä on parempi että nopeustieto otetaan gepsistä ettei tule virtausvastuksia). Tietokoneeseen laitetaan ohjelma joka sitten laskee tarvittavan pyörimisnopeuden moottorille ja tieto lähetetään säätimelle joka käskee konetta. Jos et itse osaa tehdä tällaista laitetta niin pyydä jotakin insinöörikaveriasi tekemään sellainen. Tai sitten laitat sen perämoottorin ja nostat sen ylös kun purjehdit.
Oletko koskaan kuullut asiasta KISS?
Jos luet tuon nimim. Joakimin linkittämän artikkelin taulukon 4, niin huomaat, että tuo kiinteäksi lukitun potkurin vähäisempi vastus on myytti. Se jarruttaa tuplasti sen, minkä vapaasti pyörivä.
Sen sijaan, jos potkuria pyöritetään purjehtiessa sähköllä, niin jossain vaiheessa se alkaa työntämään. Ja tätä ennen on hetki, jolloin sen vastustava voima eliminoituu kokonaan, kun potkuria avitetaan pyörimään sen nousun ja veneen nopeuden mukaisella pyörimisnopeudella.
Kyse on hieman vastaavasta asiasta, kun autossa painaa alamäessa kaasua vain sen verran, ettei moottori jarruta.
Miksi sinä seuraat tätä ketjua, kun se selvästä ärsyttää?
Oletko miettinyt, että tämä asia voi tulla eteen, jos miettii purjeveneeseen kokonaan sähköistä apumoottoria. Tällöin asiaan vaikuttaa olennaisesti potkurin hyötysuhte, koska sähkö on hankalamapaa varastoida kuin vaikkapa diesel.
Ja tällainen, hyötysuhteeltaan hyvä potkuri ei yleensä ole taittolapainen. Tai jos on, niin on melko kallis. Hyvä vaihtoehto moottoriajon kannalta on siis kiinteä kolmilapainen potkuri, mutta sen haitta on taas tuo suurempi kulkuvastus purjehdittaessa. Mutta jos sen saa pois hieman pyörittämällä potkuria, niin hyöty tuosta sähkön kulutuksesta voi olla suurikin.
Purjeveneiden potkurivertailuissa kiinteälapaiset (2 tai 3 lapaa) eivät ole loistaneet huippunopeudessa eikä polttoaineenkulutuksessa. Hyvät taittolapaiset ovat olleet parempia eli niiden hyötysuhde on parempi.
Sähkömoottoriiin voisi tietysti optimoida potkurin, joka olisi paljon noita parempi, varsikin ainoastaan pienelle teholle tarkoitetun.
Erikoinen tulos. Itse en keksi yhtään syytä, miksi taittolapainen olisi parempi kuin kiinteälapainen, siis hyötysuhteeltaan. Eikö kiinteässä on helpompi muotoilla lavat optimaalisiksi?
Miten mukamas potkurin vastus olisi vakio? Kuvien perusteella paremminkin toisessa potenssissa nouseva - esim. 2 m/s vastus on alle 50 N ja 4 m/s melkein 200 N.
Tietysti on selvää, että kiinteälapainen olisi vähintään yhtä hyvä, jos lavat olisivat muodoiltaan identtiset. Näin ei kuitenkaan ole. Ehkä kiinteälapaisia ei ole yhtä hyvin suunniteltu purjeveneisiin? Ehkä lapojen muotoilua säätelee enemmän hintapaineet?
Oli miten oli, tästä on lukuisia esimerkkejä mittauksissa:
http://www.catamaransite.com/files/propeller.pdf
http://www.flexofold.com/upload_dir/docs/Test_YachtingMonthly_low.pdf
http://old.segeln-magazin.de/SVABerichtNr.3492.pdf
http://www.bomarine.net/index.php/download-document/65-test-voiles-magazine-autoprop-april-2009.html
Kaikissa noissa taitaa hyötysuhteeltaan paras ja/tai nopein potkuri olla joku taittolapainen. Tai olikohan tuossa ekassa yksi kiinteälapainen niukasti parasta taittolapaa parempi, mutta samalla osa kiinteälapaisista oli selvästi huonompia.
Ok. erikoista silti.
Mikähän mahtaa olla tilanne, jos (hitaaseen) veneeseen asennetaan sähkömoottori? Tällöinhän potkurin mitoitus menee hieman uusiksi, kun moottorin alavääntö on huippuluokkaa ja optimi potkuri lähenee jotain lentokoneiden potkuria. :)
Sähkö- tai polkuveneeseen on mahdollista suunnitella huomattavasti tehokkaampi potkuri, mutta se vaatii paljon matalammat kierrokset kuin venemoottoreissa tyypillisesti (1000-1500 rpm täysillä kierroksilla). Tuollainen potkuri pitää olla halkaisijaltaan hyvin suuri ja se ei silti toimi suuremmilla tehoilla, jolloin kavitointi tulee ongelmaksi.
Potkurin suunnittelussa voi käyttää avuksi lentokonepotkureiden suunnittelutyökaluja (esim java prop), mutta kavitointi pitää tällöin huomioida erikseen. Sopivaa tuollaista potkuria tuskin saa muuten kuin itse teettämällä/tekemällä.
onhan keksitty vaihteisto
Kyllä toimii. Jos pyörität potkuria vielä nopeammin niin myös vene liikku nopeammin.
Totta, mutta millä hyötysuhteella?
Olen pannut merkille että vaihteen ollessa vapaalla potkuriakselini alkaa pyörimään vapaasti vesivirrassa vasta neljän solmun nopeudessa. Jos lukitsisin potkurin laittamalla pakin päälle niin potkurin aiheuttama vähäinen kulkuvastus hieman kasvaisi.
Ilmeisesti potkuriakselissa on paljonlaisesti kitkaa, kun vasta siinä nopeudessa pyörimään lähtee. Potkurin aiheuttamasta kulkuvastuksesta asia ei kuitenkaan kerro yhtikäs mitään.
Kyllä se ihan kevyesti pyörii käsin pyörittämällä
Akselin pyörimisvastus voi olla pieni, mutta ei kerro mitään potkurin veneelle aiheuttamasta kulkuvastuksesta. Potkurisysteemi ei ole symmetrinen voimien suhteen. Ja juuri tämän takia pieni apupyöritys akselita saattaa tuoda paljon etua kulkuvastuksen pienenemiseen.
Totesin jo aiemmin tässä että pelkällä akselilla vailla potkuria purjehtiessani en huomannut mitään eroa purjehdusnopeudessa, ja on myös loki. Potkurin olematon vastus on ainakin itselleni ihan yhdentekevä.
Se on se puoli solmua, havaitsit sitä tai et. Eikä sen havaitsemiseen tee-se-itse -keinoja olekaan. Mitattua dataa kyllä riittää.
Eivät datahavainnot päivääni tee kun en lokimittaristakaan eroa huomannut.
Kerrotko vielä miten olet havainnot tehnyt? Olet siis verrannut vaihde vapaalla vs. pakilla (sinun tapauksessa eroa vasta yli 4 solmun vauhdissa) ja myöskin olet hukannut potkurin eli purjehtinut ilman potkuria. Jälkimmäisessä et tietystikään ole voinut tehdä vertailua samalla hetkellä samoissa oloissa.
Ero tietysti riippuu monesta eri seikasta lähtien. Tärkeimpinä on veneen ja potkrurin vastuksen suhde. 33-36-jalkainen C/R-vene puhtaalla ja sileällä pohjalla kulkee 6 solmua 600-1000 N vastuksella. Tuollaisessa on tyypillisesti 15-16" potkuri, jonka vastus on kiinteälapaisena ja lukittuna n. 200 N. Vastus siis lisääntyy 20-30% ko. tapauksessa. Jos potkuri on skegin/kölin tai nousevan perän takana "suojassa", on sen vastusero pienempi.
Jos vene on enemmän asumiseen suunniteltu, painavampi ja pohja likainen tai appelsiinipintainen, vastus voi helposti olla 2-kertainen ko. tilanteessa. Tällöin potkurin vastuslisä on pienempi, vaikka potkuri olisikin hiukan suurempi.
Ympyräradalla tuollainen vastuslisä tiputtaa vauhtia tuossa CR-tapauksessa n. 10% 6-10 solmun tuulessa ja laskee siitä n. 4% 20 solmuuun mennessä. Kryssillä vaikutus on suurin ja sivutuulessa pienin.
Ero on siis varsin merkittävä, mutta kuitenkin pieni pelkällä lokilla havaittavaksi, koska kovin kummoista muutosta tuulenvoimakkuuteen, -suuntaan tai purjetrimmeihin ei vaadita vastaavan eron saamiseksi.
Nopeushäviön arvioiminen veneen nopeusnäytöstä ei onnistu. Lukemat ovat liian vaihtelevia. Myös vierellä purjehtivaan veneeseen vertaus vaatisi samanlaiset veneet ja pitkän seurannan. Tietääkö joku hyvän vertailumenetelmän muutaman prosentin hyödyn tai tappion varmistamiseksi. Itse olen ihmetellyt hydrogeneraattorin vastusta, mitä en pysty totemaan. 8 solmun vauhdissa 40 ampeerin tuottaminen ei ole mahdollista ilman lisävastusta muttei voi todeta hetkellisestä vauhdista. Tai spinnun alle vedetty staysail- paraniko vauhti?. Auttaisiko nopeusnäytön vaimentaminen rajusti?
40 A 14 V vastaa ehkä 700 W akselitehoa huomioiden laturin hyötysuhde. 100% potkurin hyötysuhteella vastus olisi 170 N 8 solmun vauhdilla. Todellinen on 2-10 -kertainen riippuen hydrogeneraattorista.
Veneesi vastus 8 solmun vauhdissa on 2-3 kN eli vähintään 15% lisävastusta tulee. Noissa vauhdeissa veneen vastus kuitenkin muuttuu niin paljon vauhdin mukana, että nopeusero ei ole kuin pari kymmenystä.
Tuollainen pitäisi kyllä olla havaittavissa kisatessa suunnilleen yhtänopeaa vastaan. 0,2 solmun erolla kuitenkin naapuri karkaa tunnissa kahden kaapelin päähän. Toinen mahdollisuus on targettilaskenta mittariston datoista. Tuollainen muutaman % ero on siinäkin vaikeasti havaittavissa. Otettaessa vaikkapa tunnin targettiprosenttikeskiarvo ilman generaattoria ja sen kanssa, voisi ero näkyä.
Molemmat edelliset vaativat, että veneitä purjehditaan hyvin ja aktiivisesti.
Kun eroa ei huomaa niin ei sillä minulle ole väliäkään. En tulisi vähääkään onnelliseksi siitä että huomaisin eron mittausdatassa mittavan testipurjehdusurakan tuloksena.
Jos jollekin on yhdentekevää niin minulle ei ole ollut. Ei ainakaan silloin kun ammutaan starttipaukku. 0.2 solmun nopeuserolla olisi 0.5-1vrk:n myöhemmin Atlantin toisella puolella. Usein hydrogeneraattorin potkurin vastusta arvataan isommaksi ja esim. 0.5 solmua ero vastaavalla legillä merkitsisi 1.5 -2vrk hidastusta. Mikä sen hitauden merkitys on matkapurjehtijalle on tietenkin arvostuskysymys. Ajatusharjotuksesta tässä on kysymys eli miten pieniä nopeuseroja voisi mitata. Menneessä elämässä joskus Suomenlahden ja Itämeren kisoissa saattoi ajaa tuntikausia rinnakkain mutta nykyään ei tällaista vertailuvenettä satu kohdalle. Ja jos eron havaitsemiseen tarvitaan esim. 30 minuuttia niin jompikumpi on säädellyt purjeitaan ja menee ero menee säädön piikkiin. Jos yrittää mitata gps:n mittaaman matkan ja ajan perusteella niin olosuhteet eivät säily vakiona. Jos katselee mittarinopeuksia niin pieniä eroja ei havaitse kun se häviää muuhun vaihteluun. Ennen oli analoginen vaimennettu näyttö, jonka nollaamisen jälkeen tehdyt muutokset näkyivät solmun kymmenyksinä - tai . Jotain vastaavaa metodia olisi kiva kokeilla jos olisi instrumentti, mikä hävittäisi hälyn ja saisi signaalin esiin. Vähän kuin aivojen EEG- käyrästä.
Joakimin laskelmassa hydron pienen potkurin vastus osuu oikeaan suuruusluokkaan kun haarukka on venytetty isoksi. Käytännössä 8 solmua 500W laitteella aiheuttaa niin kovan vastuksen, että 1:2 taljalla selkä-ja jalkavoimat eivät aina riitä riitä vetämään laitetta veden alle pystyyn. Naisilla ei koskaan. Vanhoilla kilopondeilla arvaus vastuksesta 100-150?
Ilmeisesti puhut Watt & Sea cruising mallista? Tuo vetonaruun tarvittava voima voi ei ole suoraan vastus, koska potkuri on paljon kauempana telineen akselista kuin vetonaru.
Pitäisi olla mahdollista suunnitella hydrogeneraattori jolla pääsee 50% hyötysuhteeseen vastuksen ja potkriakselitehon välille. Jos sähköteho on 500 W, potkurakselitehoa tarvitaan ainakin 600 W. Silloin 50% hyötysuhteella (kokonaishyötysuhde ~40%) vastus olisi 300 N eli 30 kp. Tuo vastaa kutakuinkin 15" lukitun kiinteän potkurin vastusta ko. vauhdissa.
Vene 5/96:ssa on mitattu Ampair 100 W laahusgenaraattorin vastus ja tuotto. 6 solmun vauhdissa tuotti 4,75 A ja vastus 11,3 kp. 8 solmun vauhdissa 6,37 A ja 24 kp. Kokonaishyötysuhteet siis 14 V laskettuna 19 ja 9%. Watt & Sea on tietysti paljon parempi, koska vedessä ei ole 30 m kierteistä köyttä ja koko homma on muutenkin modernia teknologiaa.
En ole nähnyt Watt & Seasta vastusmittauksia ja valmistajakin sanoo, ettei niitä ole.
Jos pyöritätte sitä potkuria niin kovaa että se alkaa työntää venettä eteenpäin ja purje on samanaikaisesti ylhäällä, niin KARTIO on nostettava välittömästi.
Eikö kartiota pidä käyttää heti siinä vaiheessa kun moottori pyörittää potkuria? Vai onko otettava häviöt huomioon esim silleen että jos potkuri pyörii oikeen hiljaa eikä vene sen avuin kulje eteenpäin ( on siis pläkätyyni ja purjeet on ylhäällä muutta vene ei liiku mihknkään) niin pitääkö kuitenkin käyttää kolmiota? Entä jos on taittotlapapotkuri ja kone on päällä mutta lavat on jumiutuneet kiinni-asentoon niin pitääkö silloinkin käyttää kolmiota? ( vene mene vain purjeiden avulla eteenpäin) Onko kolmion käyttö sidottu moottoriin? Entä jos kuitenkin pyrittäisi porkuria lihasvoimin jollain ihmeen härpäkkeellä ( taittuva tai kiinteälapainen) niin pitääkö käyttää kolmiota ( purjeet on siis ylhäällä mastossa ja vene mene yli runkonopeutta)? Pliis voisko joku vastata näihin mun mieltä askarruttaviin kysymyksiin?
Laita voima-anturit moottorin kiinnityksen ja rungon väliin. Siitä näet heti kun potkuri 'vetää'. Oikeastaan voisit tehdä automatiikan joka nostaa kartion ylös heti kun kone on vedossa ja rätti tangossa.
Eikö nykytekniikalla olisi helppo rakentaa virtaviivainen kotelo, joka menisi potkurin ympärille nappia painamalla? Se tuskin paljon vastusta lisäisi.
Jossain olen nähnyt rungosta ulostyöntyvän keulapotkurin. Eikö samalla periaatteella vosi tehdä vetolaitetta veneeseen, siis purkkariin? Potkuri slurpsahtaisi rungon sisälle silloin kun sitä ei käytetä ja pohja olisi silloin sileä. Ei vastusta, ei ongelmaa.
Voisi tehdä, mutta se maksaisi maltaita verrattuna taittolapapotkuriin. Kun ei ole rahasta kiinni, niin silloin sellainen tietysti tehdään. Yksi esimerkki tästä on Hetairos-superjahti.
Sinänsä hauska ketju, että yli 20 vastausta, mutta kukaan ei ole osaanut sanoa tuohon itse asiaan yhtään mitään, eli mikä mahtaisi olla tuo tarvittava moottoriteho potkurin kulkuvastuksen poistamiseen?
Mitä suurmpi nousun ja halkaisijan suhde on, sitä vähemmän akselitehoa tarvitaan vastuksen eliminoimiseksi. Myös lapapinta-alan sekä halkaisijan pienentäminen alentavat tehon tarvetta.
Tehontarvehan aheutuu pääosin lapojen märkäpintavastuksesta, joten lavan kärkinopeuden alentaminen auttaa huomattavasti, ja se saavutetaan suurella nousulla, koska se johtaa pieneen tarvittavaan kierroslukuun.
Jos tarkoitus siis on minimoida kyseinen tehon tarve kannattaa käyttää koneajossa pienihalkaisijaista superkavitoivaa potkuria halutun nopeuden saavuttamiseen. Seurauksena tosin hyötysuhde koneajossa alenee.
Ainakaan mun tarkoitus ei ole minimoida tuota tehoa, vaan saada selville sen suuruus.
Kyllä potkuri pitää edelleen mitoittaa moottorin, rungon ja halutun maksimi nopeuden mukaan.
Vieläkö Otaniemessä on laivalabra ? Sieltä vois kysyä neuvoa.
Tämmöinen tuli vastaan. Tätä on näköjään joku pohtinut ennen minuakin. Tosin tuota latausoptiota en miettinyt, mutta kaipa sekin sitten onnistuu, jos vain moottori toimii myös laturina.
"1. With a fixed blade prop, keep the motor running at a very low speed so it turns slowly while sailing. This is the recommended option for regeneration. The prop essentially corkscrews through the water and minimizes drag, while consuming only a small amount of electricity. When the wind picks up or the boat slides down a wave, the prop is forced to spin faster by the water rushing by it. The prop turns the motor rotor and produces electricity to recharge the batteries. (See Electric Sailing.)"
http://www.electricmarinepropulsion.org/pages/Technology_propsize.html
Alkuperäinen kysymys:" Oletetaan purjevene, jossa on kiinteästi asennettu sähkösisämoottori ja sen perässä oikein mitoitettu (kolmilapainen) potkuri. Kun veneellä purjehditaan, niin tämä potkuri aiheuttaa ikävän vastuksen veneen kulkuun"
Käytännön ratkaisu on, että vastus pienenee merkityksettämäksi, jos sähköiseen saildriveen asennetaan hyvä 2 tai 3- lapainen klaffipotkuri.
Toinen käytännön seikka on hintalappu noin 100000€ jos rakennetaan koko päivän ajoon riittävä litiumakusto, aurinkopaneelit, vesijäähdytetty agregaatti, sähkösaildrive ym sähköjärjestelmä.
Muuta rönsyilevää pohdintaa yllä:
Jos moottoria pyöritetään niin vastus pienenee. Varmaankin pienenee mutta miksi hukata jatkuvasti sähköä pari ampeeria kitkojen voittamiseen hyötymättä mitään verrattuna klaffipropellin.
"Voiskohan tällä potkurin pyörimisellä ladata akkuja? " Kyllä voi. Saksasta saa valmiin systeemin, joka magneettikytkimellä kytkee hihnavedon eriliseen laturiin. Se toimii myös toisin päin lisäpropulsiona akuista. Hintalappu alkaen 10000€. Vastus lisäntyy ja vene hidastunee 0,5s tai enemmän. Hydrogeneraattori toimii paremmin sähkön tuotossa.
"Ei ehkä kannata sähköä tuhlata. Sellainen idea voisi toimia, että surffatessa aaltoa alas potkuri lataa akkua, ja se lataus sitten käytetään kiivetessä aaltoa ylös. " Vastatuuleen olisi huono idea, koska on vaikeus säilyttää nopeus "ylämäessä" ja "alamäessä" matkavene ei ehdi kiihdyttämään. Myötätuuleen ei toimi koska vastamäkeä ei ole vaan vene hidastuu surffien välissä muusta systä.
Yhteenvetona: Hybridit ovat ajatusleikkinä mielenkiintoisia mutta tänä päivänä erittäin kalliita toteuttaa. Tilanne muuttunee lähitulevaisuudessa akkujen kehittyessä. Kaikki veden liikkeestä lataaminen vaatii reipasta vauhtia. Itse nostan 5 solmussa tai alle hydrogeneraattorin ylös, koska latausteho on olematon ja toimii käsijarruna. 7-10 solmun vauhdissa lataa hyvin ja merkitys kokonaisvastuksen lisääntymisessä on mitätön.
Voi sen asian noinkin nähdä. Toisaalta voi nähdä niinkin, että muutamalla tonnilla (ja allekin) saa kyllä systeemin tavalliseen rannikkopurjehdukseen tarkoitettuun retkiveneeseen, jossa on 1-2 kW sähkömoottori, tavallinen lyijyakusto ja niiden lataus maasähköllä tai pienellä irrallisella aggregaatilla. Jos tarkoitus on ajaa koneella pitkiä päiviä, niin sitten bensa/dieseli on se oikea vaihtoehto.
Lisäksi unohdit pohdinnastasi sen, että tuollainen taittolapapotkuri on usein hyötysuhteeltaan huonompi kuin kiinteälapainen. Ja tämä taas tulee esille, jos venettä joutuu moottorilla ajamaan.
Tuo muutaman ampeerin kulutus on aika helppo korvata yhdellä aurinkopaneelilla, jolloin systeemi ei tuhlaa akkujen kapasiteettia purjehdukseen.
Kyllä, sinä olet aivan oikeassa, Seppomartti väärässä. Nyt vaan hihat heilumaan. Olet tässä muutaman päivän aikana kerinnyt jo tarpeeksi asiaa opiskelemaan joten viikonoppuun mennessä olet varmasti jo piirtänyt veneen ja tehnyt tarvittavat laskelmat. Moottorikin on jo selvillä.
Kun nyt ollaan purjehduspalstalla niin voitaisiin sorvata siihen tulevaan veneeseen myös rikaus kuntoon. Hiilikuitua ja dyneemaa (muista painopiste yms.)
Laitoin jo aloituksen rikistä. :)
Kummallista, että kun joku innostuu oman veneen suunnitellusta, niin toisilla on hirveä tarve ampua se alas.
Mä kirjoitan kaiken samalla nimimerkillä (toisin kuin monet) ja ei näitä mun juttuja ole pakko seurata. Ja tämä on tietääkseni yhä ihan julkinen, kaikille avoin keskustelupalsta.
"Kyllä, sinä olet aivan oikeassa, Seppomartti väärässä.", Oliko väärä mielipide vai päättelyssä jokin virhe, eli mikä?
" rannikkopurjehdukseen tarkoitettuun retkiveneeseen, jossa on 1-2 kW sähkömoottori, tavallinen lyijyakusto ja niiden lataus maasähköllä tai pienellä irrallisella aggregaatilla." Puhumme eri asioista, minä takoitan "autonomista" matkapurjehdusvenettä, mikä ei ole riippuvainen laiturisähköstä ja selviää päkäpäivästä.. Tuolla 1-2 kW systeemillä saa pikkuveneen laituriin ja laiturista tuulettomana päivänä muttei riitä muuhun. 12V systeemissä 2kW olisi 167 A virtaa, millä ei kovin pitkään ajeta pikkuveneen lyijyakuilla pläkässä eikä 1.3-2.6hv koneteho muihin operaatioihin riitä.
Taittoloapapotkurin hyötysuhde ei ole mikään ongelma. Jos on niin potkuri on huonosti valittu. Kahdessa viime veneessä olen vaihtanut kiinteän potkurin 3-lapaiseen klaffipotkuriin. Huippunopeus ja matkanopeus ovat pysyneet samana.
Muutamalla ampeerilla kiinteän kolmilapapotkurin pyörittäminen tyjäkäynnillä ja virran tuottaminen paneeleilla on kallis ja älytön ajatus. Toimisi vain keskipäivällä jos virtaa olisi ylenmäärin käytettävissä- yleensä ei ole. Ja pitäisi tietää, että vastus olisi pienempi kuin saidrive klaffipotkuri. Rohkenen epäillä, että olisi suurempi kun hyvä klaffipotkiri ei lisää vastusta laisinkaan.
Joo puhumme ihan eri asioista. En tunne noita pallonkiertovehkeitä, mutta tuskinpa niissä on kiinteitä sähkömoottoreita apukoneina, ellei joku tuollainen miljoonäärin "eko"vene. :)
Mutta jos kyseessä on pienempi retkivene, niin tuollainen 1-2kW moottori riittänee varsin pitkälle. Käyttöhän on pääasiassa satama-ajoa ja maasähkö suht. helposti saatavilla, jos ei aggregaattia halua käyttää. 24V järjestelmässä virrakin ovat melko maltillisella tasolla.
Olemme siinä mielssä uuden tekniikan äärellä, että yhdistelmää taittolapapotkuri ja sähkömoottori ei taida olla hirveästi tutkittu. Sähkömoottorikäytön hyötysuhde paranee, kun potkurin halkaisijaa kasvatetaan ja pyörimisnopeutta hidastetaan.
Tämä vinoilu: "Nyt vaan hihat heilumaan. Olet tässä muutaman päivän aikana kerinnyt jo tarpeeksi asiaa opiskelemaan joten viikonoppuun mennessä olet varmasti jo piirtänyt veneen ja tehnyt tarvittavat laskelmat. Moottorikin on jo selvillä."
Joillekin toisen ihmisen innostus näyttää olen myrkkyä. Sääli heitä. :)
Tämähän on kuin "keisarin uudet vaatteet". Keskustellaan sähkömoottirista ja kuinka sen avulla saisi pienen retkiveneen kiinteäölapaisen potkurin jarrutusta pienemmäksi. Akkuja, aurinkopaneeleita, maasähköä..€;€,€, pikkuveneeseen!? Eikö kukaan näe helpointa ratkaisua?
Pienempi kulkuvastus ja kevyempi paino, vähemmän kustannuksia huolia jne saada, kun jätetään 6-metrinen vene kokonaan ilman moottoria. Esim. J80 yms pienet kisaveneet pärjäävät kokonaan ilman moottoria. Aivan samoin on aikanaan tultu toimeen ilman perämoottoria vaikkapa folkkareiden tai hai-veneiden retkipurjehduksilla. Melotaan, jos on peilityyntä ja pitää päästä laituriin. Kevyt 6-metrinen retkipursi voisi kulkea soutamalla, jos se suunnitellaan soudettavaksi! (Jopa Atlantin ylityksiä on tehty soutuveneillä).
Eikö elektroniikkalelujen aikakaudella enää voida palata "back to basics" ja ajatella yksinkertaisinta, varminta ja halvinta ratkaisua?
Hyvä pointti! Ja airothan voisi kyllä olla joka tapauksessa. Ainoa haitta niissä taitaa olla (pitkien) airojen säilytys, kun leveä vene ei kulje tavallisilla airoilla. Korkea sivulaita vaatisi myös ehkä jonkilaisen mutkan airoihin, jotta olisi helppo soutaa.
Hyvä retkivene, ajattelet asiaa aivan liian vaikeasti.
Kaikkein helpointa ja yksinkertaisinta on tietysti laittaa perämoottori perälautaan ja nostaa ylös vedestä purjehtiessa (ja mahd. siirtää keskellä venettä). Silloin potkurin vastus vedessä on taatusti nolla ;) ja saat purjeista varmasti irtit kaiken.
Mutta jos haluat raahata potkuria vedessä, niin silloinkaan et tarvitse tietoa potkurin vastuksesta etkä optimi kierrosluvusta jolla potkuri ei työnnä eikä vedä. Tarvitset vain nopeusmittarin (loki tai gps) ja ampeerimittarin.
Kas näin:
Jonain kauniina päivänä seilailet veneelläsi moottori sammutettuna. Sähköä ei tietenkään mene yhtään, mittari näyttää 0 ampeeria. Nopeusmittari näyttää vaikka 3,6 solmua. Jos tämä nopeus riittää sinulle, niin on aivan samantekevää kuinka iso osa vastuksesta on potkurin ja kuinka paljon muiden seikkojen aiheuttamaa - joka tapauksessa veneesi kulkee pelkillä purjeilla 3,6 solmua.
Jos et ole tyytyväinen 3,6 solmun nopeuteen, niin käynnistä sähkömoottori ja käännä "kaasukahvaa". Laita noottori täysille ja säädä purjeet uusiksi - nyt veneesi menee vaikka 6,5 solmua ja ampeerimittari näyttää vaikka 10 A kulutusta. Tämän nopeampaa ei veneesi mene vaikka mitä tekisit. Jos olet tyytyväinen eikä 10 A kulutus (oik. arvioitu akkujen kesto 10 A kulutuksella) ole liikaa, niin nauti ja anna mennä.
Jos 10 A kulutus on liikaa, niin sitten vain etsit "kaasukahvan" ja purjeiden säädöllä sen nopeuden ja sähkönkulutuksen, joka sinua tyydyttää. Jos se vaikka on 5 solmua ja 4 ampeeria, niin purjehdi siis sillä kombinaatiolla. Ei väliä mikä osa vastuksesta menee mihinkin....
:)
Jos taas haluat optimoida jotain, esim. sen käyttämättömän potkurin vastuksen, niin se käy paljon helpommin tekemällä ensin veneen ja yhden ratkaisun, ja sen jälkeen vertailemalla käytännön kokeilla toiseen ratkaisuun. Teoria on aina teoriaa - sinnepäin arvailua.
"Jos et ole tyytyväinen 3,6 solmun nopeuteen, niin käynnistä sähkömoottori ja käännä "kaasukahvaa". Laita noottori täysille ja säädä purjeet uusiksi - nyt veneesi menee vaikka 6,5 solmua ja ampeerimittari näyttää vaikka 10 A kulutusta. Tämän nopeampaa ei veneesi mene vaikka mitä tekisit."
Juuri tästä olen osin eri mieltä. Uskon, että vene menisi lujempaa moottorilla, jos tuo potkuri olisi oikein optimoitu (mitä se ei perämoottoreissa ole), esim. 7 solmua. Mutta tämä optimoitu potkuri on taas iso ja hidastaa kulkua pelkin purjein 3 solmuun. (Nuo luvut siis vain esimerkin vuoksi)
Tällöin hyvin pieni voima riittää avittamaan potkurin pyörimään sillä vauhdilla, että se ei enää jarruta ja syö purjeiden tehoa. Tämä teho lienee vain muutamien wattien luokkaa, koska sen tulee voittaa vain potkurin lapojen virtausvastus ja akselin kitka, ei luoda yhtään työntövoimaa.
Jos sitten kaasukahvaa kääntää enemmän, niin potkuri luonnollisesti alkaa työntämään, mutta samassa tehontarve hyppää ihan eri lukemiin ja silloin ajetaan jo moottorilla.
Kyse on mielestäni hyvin vastaavasta ilmiöstä (vaikka jarruttava osa on eri) kuin autolla alamäessä painaa kaasua vain sen verran, että moottorijarrutus poistuu. Tehoa tämä ei juurikaan vaadi, mutta vaikutus vauihtiin on iso.
Autossakaan ei kannata alamäessä yrittää etsiä vaihde päällä sopivaa kaasupolkimen asentoa , vaan painaa kytkin pohjaan tai laittaa vaihde vapaalle ja antaa rullata.
En näköjään osannut selittää mitä tarkoitin, yritän toisen kerran...
>>Juuri tästä olen osin eri mieltä. Uskon, että vene menisi lujempaa moottorilla, jos tuo potkuri olisi oikein optimoitu (mitä se ei perämoottoreissa ole), esim. 7 solmua. Mutta tämä optimoitu potkuri on taas iso ja hidastaa kulkua pelkin purjein
Kyllä juuri näin, potkurin merkitys on suuri, ja sitä kannattaa varmasti optimoida, sekä vastuksen että työntötehon mukaan (ja tehdä kompromissia sen mukaan kumpaa halua painottaa)
Mutta(!) kun on se hetki, että olet veneilemässä ja sinulla on joku potkuri siellä veneen alla, niin sinä hetkenä(!) et tarvitse tietoa optimaalisesta ei-työnnä-ei-vedä kierrosluvusta. Pelaat vain nopeudella ja sähkönkulutuksella, niin kuin edellisessä viestissä kirjoitin. Joskin sen optimaalisen kierrosluvunkin varmaan löytä sitä ampeerimittaria katselemalla.
Ja mitä optimointiin tule, niin lue vielä uudelleen edellisen viestini viimeinen luku. Tosin en halveksi teoriaa, se auttaa löytämään nopeammin sen optimin. Mutta kilpapurjeveneilläkin tehdään tankkitestejä ;)
Potkureista kehuttu kirja (en ole itse lukenut, mutta kirjoittajan muista kirjoista olen pitänyt).
The Propeller Handbook: The Complete Reference for Choosing, Installing, and Understanding Boat Propellers Paperback – July 2, 2001
by Dave Gerr (Author)
http://www.amazon.com/Propeller-Handbook-Installing-Understanding-Propellers/dp/0071381767/ref=sr_1_5?s=books&ie=UTF8&qid=1417707148&sr=1-5&keywords=dave gerr
(Ps. vaikka laitankin amerikan amazonin linkit, niin kannatta usein tilta englannin tai saksan amazonista.)
Ymmärsin kyllä mitä tarkoitit. Mutta olen vasta suunnittelemassa venettä, ja sitä ei vielä siis ole olemassa. Yksi suunnittelun kohteista on tuo moottori, eli perä- vai sisämoottori. Ja nyt kun olen kallistunut sähkömootttoriin, niin tuo mahdollinen kiinteän potkurin tuoma lisävastus olisi korvattavissa perämoottorin nostettavalla potkurilla, mutta uskoakseni kiinteään systeemin saa rakennettua paljon paremman hyötysuhteen kuin perämoottorisysteemiin.
"Kyllä juuri näin, potkurin merkitys on suuri, ja sitä kannattaa varmasti optimoida, sekä vastuksen että työntötehon mukaan (ja tehdä kompromissia sen mukaan kumpaa halua painottaa)"
Tästä olen eri mieltä. Juuri käyttämällä tuota moottoria eliminoimaan tuo kulkuvastus, voi potkurin optimoida puhtaasti moottorikäyttöä varten.
Katselin tuota propellikirjaakin, mutta tuosta aiheesta on juttua aika paljon muuallakin, jotta jäi vielä hyllyyn.
Mä olen tilannut lähinnä englannin amazonista, kun USA:sta tulee melko isot postimaksut. Saksasta pitänee jatkossa katella, kun punta alkaa olemaan aika kallis.