Twin- und Gegenlaufpropeller

TwinProps_GegenlaufProp_im_Versuch

FORTJES in the stern of a pleasure boat

Twinpropeller

Twinpropeller arbeiten mit einem Zug- und einem Druckpropeller mit gleichem Drehsinn. Der Entwurf des hinteren Propellers stellt erhöhte Anforderungen an die Berechnungsverfahren. Die Twinpropeller müssen so zueinander angeordnet werden, dass die Wirbelschleppe des vorderen Zugpropellers zwischen den Flügeln des hinteren Druckpropellers durchläuft. Durch die Kontraktion des Propellerstrahls des Zugpropellers gelangt zusätzlich seitliches Wasser zum Druckpropeller.

Werden Twinpropeller am Thruster (Schottel Twin Propeller (STP)) oder Podded Drive (Siemens Schottel Propulsor (SSP)) eingesetzt, muss das Gehäuse hydrodynamisch optimiert und mit Leitfinnen versehen werden. Der Drall im Propellerstrom des Zugpropellers wird auf diese Weise teilweise zurückgewonnen und die Zuströmung zum Druckpropeller gezielt beeinflusst.

Das Propellerberechnungsverfahren VORTEX der SVA wurde für den Entwurf und die Optimierung von Twinpropellern angepasst [1]. Die folgenden Bilder zeigen beispielhaft das hydrodynamische Modell und die berechnete Zuströmung zum Druckpropeller.

Gegenlaufpropeller (Contra-Rotating-Propeller)

Gegenlaufpropeller bestehen aus zwei gegenläufig drehenden Propellern. Durch den Gegenlaufpropeller können die Rotationsverluste vermieden werden, weil der hintere Propeller die Rotationsenergie der Strömung nutzen kann, die durch den vorderen Propeller induziert wird. Zusätzlich wird Belastung auf zwei Propeller verteilt.

Die SVA verfügt sowohl in der Schlepprinne wie im Kavitationstunnel über Messsysteme zur Untersuchung von Gegenlaufpropellersystemen. In den letzten Jahren wurden systematische Untersuchungen zum Einfluss des Abstandes der Gegenlaufpropeller und der Anordnung von Gondeln zwischen den Gegenlaufpropellern auf den Wirkungsgrad durchgeführt.

Im Auftrag von REINTJES wurde das Pod-Antriebssystems Fortjes® entwickelt [5], [6]. Das Antriebssystem findet seinen Einsatz speziell bei bis zu 40 m langen Gleiter- und Halbgleiteryachten im Leistungsbereich bis 3000 kW. Für den Entwurf der Gegenlaufpropeller wurde und wird das Verfahren VORTEX der SVA genutzt. Gondel und Schaft wurden völlig neuartig konzipiert, um die Vorteile des Gegenlaufpropellers auch am Pod optimal nutzen zu können.

 

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TwinProps_SchottelTwinProp_mRandTwinProps_SSP_im_Versuch

 

Themenbezogene Referenzen/Forschungsprojekte

[1] Schulze, R.; Bertolo, G.; Brighenti, A.; Kaul, S.: LUITO Development and Optimisation of the Propulsion System; Study, Design and Tests, PRADS, The Hague, September 20 – 25, 1998
[2] Kaul, S.; Heinke, H.-J.; Abdel Maksoud, M.: Hydrodynamische Optimierung von Podded Drives und aktuelle Anwendungen in der Großausführung (Anwendungsbeispiele SSP), 54. Sitzung des FA „Schiffshydrodynamik“ der STG, Hamburg, 13.09.2000
[3] Edel, K.-O.: Zum Entwurf gegenläufiger Propeller nach der Theorie von Lerbs (77. Mitteilung der SVA), Schiffbauforschung 10 (1971) 5/6
[4] Schmidt, D.: Propulsionsuntersuchungen mit Einzelpropeller und Gegenlaufpropeller am Modell eines Containerschiffes, Schiffbauforschung 14 1/2/1975
[5] Schulze, R.; Weber, A.: Application of the new FORTJES® Z-drive from REINTJES on planing vessels, 11th Intern. Conference on Fast Sea Transportation, FAST 2011, Honolulu, Hawaii, USA, Sept. 2011
[6] Schulze, R.; Weber, A.: The new FORTJES® Z-drive from REINTJES with contra rotating propellers for high speed applications, 11th Intern. Conference on Fast Sea Transportation, FAST 2011, Honolulu, Hawaii, USA, Sept. 2011