Propeller im Wasser haben einen kleineren Durchmesser. Sie bewegen sich auch langsamer. Andererseits haben Flugzeugpropeller einen größeren Durchmesser, schmalere Blätter und arbeiten mit sehr hohen Geschwindigkeiten. Ein Flugzeugpropeller würde im Wasser auseinanderbrechen, während ein Wasserpropeller in Luft wenig bis gar keinen Schub erzeugen würde.
Die Rotationsgeschwindigkeit kann beim Wechseln zwischen den Umgebungen einfach angepasst werden. Aber gibt es so etwas wie eine Propellerform, die auf halbem Weg zwischen den beiden Designs liegt? Oder wäre es in beiden Umgebungen einfach extrem ineffizient?
Es gibt zwei wichtige Unterschiede zwischen Luft und Wasser: Luft ist komprimierbar, und die Dichten liegen etwa um den Faktor ~1000 auseinander - 1 kg/m³ vs. 1 t/m³!
Bei den meisten Anwendungen mit Propellern spielt die Verdichtung keine Rolle, da die Druckunterschiede sehr gering sind. Die Dichten spielen jedoch eine große Rolle.
Der Schub kann beschrieben werden als , mit der Massenstrom ist - kg&/s oder so - und der Geschwindigkeitsunterschied wird ein Volumenelement der Flüssigkeit beschleunigt.
Um also einen ähnlichen Schub zu erreichen, müsste derselbe Propeller 1000-mal mehr Luft als Wasser bewegen. Daher die oft größeren und sich schneller drehenden Propeller für Flugzeuge.
Andererseits ist in einem schwereren Medium jeder Flügel des Propellers einem stärkeren Drehmoment ausgesetzt (alle anderen sind gleich):
( Quelle ) ist Dichte, Vortriebsgeschwindigkeit (wie viel sich der Propeller pro Umdrehung vorwärts bewegt), D ist der Durchmesser und N die Anzahl der Umdrehungen.
Ohne in die Mathematik zu gehen, kann wahrscheinlich gezeigt werden, dass der Propeller in einem schwereren Medium bei gleichem Schub etwas mehr Drehmoment erfährt - ich bin jetzt zu faul, es zu versuchen. Der Propeller wird aus robusterem (und möglicherweise schwererem) Material gebaut, als dies der Fall wäre, wenn es sich um einen reinen Luftpropeller handelt.
Trotzdem glaube ich, dass ein Propeller für beide Medien durchaus möglich, wenn auch herausfordernd ist.
Ein Propeller für beide Medien benötigt jedoch einen Antriebsstrang, der eine Geschwindigkeit aufnehmen kann, die ungefähr um den Faktor 1000 auseinander liegt (das ist nicht trivial).
Ein weiterer Grund, warum kein Propeller für beide Medien zu sehen ist, ist, dass es kein Fahrzeug gibt, das einen verwenden könnte.
Wer hat gesagt, dass die Propeller im Wasser klein sind? Wenn Sie sich ein Atom-U-Boot ansehen, werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass die Höhe des einzelnen Propellers fast der Höhe des U-Bootes entspricht. Die Größe der Propeller spielt überhaupt keine Rolle. Es hängt vollständig davon ab, wie dicht die Flüssigkeit ist (genug, um den Propeller zu brechen) ..!
Wasserpropeller müssen sich vielen Herausforderungen stellen. Ein Schiff hat im Vergleich zu Flugzeugen viel Masse (zu schieben). Darüber hinaus erfahren die Schaufeln auch Kavitation (ein Blasenbildungsphänomen), die eine Abnutzung des Materials verursacht. Die Propeller sollten also stark und auch so konstruiert sein, dass das Gleichgewicht des Schiffes erhalten bleibt.
Andererseits haben Flugzeugpropeller im Vergleich zu Schiffen keine (oder weniger) Probleme beim Schub durch die Luft. Der von den Blättern ausgeübte Druck reicht aus, um das Flugzeug anzuheben. Anders sieht es bei Wasser aus, weil „eine ganze Masse “ Wasser zurückgedrängt werden muss.
Sie haben Recht, wenn die Funktion beider ersetzt wird. Das Flugzeug kann nicht einmal den Propeller eines U-Bootes anheben. Es kann also keine "Inter-Propeller" geben, die abhängig von Flüssigkeiten funktionieren können (wie in X-Men). Aber es gibt viele ähnliche Modelle wie einige Wasserflugzeuge, die sich sowohl in der Luft als auch im Wasser mit mäßiger Geschwindigkeit bewegen können, da sie leicht gleiten. Aber keine Heteropropeller...
Nehmen wir einen Tischventilator mit vier Flügeln. Wenn es sich gegen den Uhrzeigersinn bewegt, ist die Seite entlang der Bewegungsrichtung nach innen gekrümmt, damit sie die Flüssigkeit herausdrücken können. Nehmen wir dies als Schub an. Stellen Sie sich nun vor, wie der Ventilator in beiden Flüssigkeiten wirbelt. In Luft benötigt es weniger Masse des Lüfters selbst, damit er sich nach vorne schieben kann. Im Wasser ist mehr Masse erforderlich, um die dichtere Flüssigkeit nach hinten und damit nach vorne zu drücken. Daher kommt es hier auf Masse und Trägheit an ...
Gewalt