DE593954C - Schraubenpropeller - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Propeller mit systematischer Konstruktion der Steigung.

Unter systematischer Konstruktion soll im folgenden eine solche verstanden werden, die durch mathematische Bestimmung die" Festlegung des Steigungsverlaufes in radialer und peripherialer Richtung ermöglicht und damit zwangsläufig auch zu einer bestimmten Formgebung der Zylinderschnitte führt. Eine solche systematische Konstruktion ist für eine Spezialfabrik notwendig, um ihre Erfahrungen auszuwerten und um die Konstruktionszeichnungen an Hand weniger vom Chefingenieur bestimmten Ziffern durch Hilfskräfte fertigzustellen.

Das älteste und viel angewandte System ist durch folgende Merkmale bestimmt:
Konstante Steigung der Druckseite in peripherialer und radialer Richtung, Ausbildung der Zylinderschnitte als Kreissegmente. Da dieses System ungünstige Strömungsverhältnisse hat, wurde es vielfach verbessert, jedoch immer unter Beibehaltung der Druckseitensteigung als Grundlage des Systems. Ein System, bei dem nicht die Steigung der Druckseite die Grundlage der Berechnung bildet, sondern die effektive Steigung, die das Mittel zwischen Druck- und Saugseite ist, ist ebenfalls schon bekanntgeworden.

Dieses System hat vor den auf der Druckseite allein aufgebauten Systemen den Vorteil, daß das Resultat nicht von der Wand-

stärke abhängt, die die effektive Steigung sehr beeinflußt. Dadurch ist eine wesentlich bessere Auswertung auf einfacher Grundlage gesichert. Zugleich ergeben sich durch dieses System für den Flügel günstige Strömungsverhältnisse, indem sich die Schnittformell dem Slip anpassen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß Schrauben nach diesem System oft schwierig und teuer herzustellen sind, da die Druckfläche nur schlecht mit einer schablonierten mathematischen Schraubenfläche als Unterbau zu vereinigen ist, und daß diese Propeller strömungstechnisch dem heutigen Stande der Technik nicht mehr entsprechen.

Der Erfindung ist nun der Gedanke zugrunde gelegt, eine systematische Propellerkonstruktion zu finden, die

1. dem Optimum des Wirkungsgrades sehr nahe kommt,

2. einwandfreie Auswertungen und Konstruktionszeichnungen mit einfachen Mitteln ermöglicht,

3. eine einfache billige Herstellung gestattet und

4. günstige Massenverteilung bezüglich der Festigkeit gewährleistet.

Diese Vorteile werden durch eine Kombination verschiedener Eigenschaften des Propellers erreicht. Nur ihre Vereinigung ergibt den günstigen neuen Gesamteffekt.

Um diese Ziele zu erreichen, geht die Erfindung folgenden Weg:

Für den Schnitt auf 0,7 R (Fig. 2) werden die mittlere Steigimg H_m der Sehne E A und die Ein- und Austrittssteigung H_e und H_a gemäß den gewünschten Slipverhältnissen auf Grund von Erfahrungen und theoretischen Überlegungen festgelegt, jedoch soll

■^»'0.7 — (^t'o.T + ^0,7) · Va sein.

Die effektive Eintrittssteigung H_e, die die Mitte zwischen Saug- und Druckseite an der eintretenden Kante bildet, und ebenso die effektive Austrittssteigung H_a, die die Mitte zwischen Saug- und Druckseite an der austretenden Kante bildet, werden bis zu den Punkten C und D peripherial konstant durchgeführt; diese Teile E C und A D der effektiven Steigungslinie ECBDA bilden also im abgewickelten Zylinderschnitt (Fig. 2 und Fig. 3) gerade Linien. Die Entfernung der Eintrittskante E von der Austrittskante A ist die Flügelbreite b. Punkt C ist ¹Z₁₀ · b von .E entfernt und Punkt D ¹J₁₀ · b von A entfernt, gemessen in Richtung der Geraden A E₁ die der mittleren effektiven Steigung H_m entspricht.

Zur Konstruktion sind ferner noch nötig die größte Wandstärke i_mas jedes Schnittes in B₁ deren Abstand von E in Richtung A E¹J^b betragen soll, die Wandstärke in C₁ die = C₁ · i_jnas sein soll und die Wandstärke in D, die = C₂ · t_max, sein soll. Die Koeffizienten C₁ und C₂ hängen von den Materialeigenschaften und' dem Verwendungszweck der Schraube ab und können daher ein für allemal durch Erfahrung festgelegt werden.

Die Linien E C und A D werden durch eine

Kurve verbunden, an die die Linien E C und A D Tangenten bilden, um den Gesamtverlauf der effektiven Steigung festzulegen, die die Mittelline zwischen Saug- und Druckseite des jeweiligen Zylinderschnittes bildet.

Für den radialen Steigungsverlauf sollen gemäß der Erfindung folgende Bestimmungen gelten (Fig. 1) :

i. Die effektive Eintrittssteigung H_e fällt vom Umfang nach der Nabe zu entsprechend den Nachstromverhältnissen.

2. Die effektive Austrittssteigung H₁₁ ist radial konstant.

3. Die Steigung St _m der Druckseite ist radial konstant.

4. Die mittlere effektive Steigung H_m zwischen Sehne EA wächst vom Umfang bis zur Nabe etwas, so daß sich Tragflügelschnitte ergeben, deren Eintrittskanten völliger sind als die Austrittskanten.

Die als Grundlage für den Aufbau der Form dienende Schraubenfläche, die in Lehm schabloniert. wird, ist peripherial veränderlieh oder konstant. Es zeigt sich dann, daß sich diese Lehmfläche der an sich völlig ungeometrischen Druckfläche des Propellers in sehr weitem Maße anpassen läßt.

Die für den Aufbau der Zylinderschnitte auf 0,7 R (Fig. 2) oder auf 0,5 R (Fig. 3) und auf anderen Radien nötigen Winkel CLE_n,- und α.,ι_Οι7 bzw. ai?_0%. und α..ι_υιΓ,, die H_m mit H_e und H_a bildet, werden dem Steigungsdiagramm (Fig. 1) entnommen. Sie dienen zur Bestimmung der Punkte C und D.

Claims (4)

Patentanspruch: Schraubenpropeller, bei dem auf dem Zylinderschnitt auf 0,7 R die Steigung Hmn-7 der Sehne E A gleich dem arithmetischen Mittel der effektiven Eintrittssteigung He0- und der effektiven Austrittssteigung HJu. ist, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Steigungsverlauf gleichzeitig folgenden vier Bedingungen entspricht:

1. Die effektive Eintrittssteigung Ii_e fällt vom Umfang nach der Nabe zu entsprechend den Nachstromverhältnissen.

2. Die effektive Austrittssteigung H_n ist radial konstant.

3. Die Steigung St₁₁₁ der Druckseite ist go radial konstant.

4. Die mittlere effektive Steigung H_m zwischen Sehne E A wächst vom Umfang bis zur Nabe, so daß sich Tragflügelschnitte ergeben, deren Eintrittskanten völliger sind als die Austrittskanten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen