Vastakkainpyörivä potkuri?

[FlyHigh]

Onko vastakkainpyörivällä potkurilla kuinka paljon parempi tehokkuus? vai perustuuko "paremmuus" pienempään pinta-alaan josta seuraisi suurempaa nopeutta? Vai onko tämä potkurisovellus vain "illuusio" tehokkuudesta ja muodostuu korvienvälikertoimissa paremmaksi kuin todellisuudessa onkaan???

[Jari Lindevall]

Meinasitko niinkuin veneilyssä Volvon duoprop?.

[Tapani Honkanen]

Ei tuossa ole hyvästä hyötysuhteesta kysymys, eikä mistään muustakaan, kuin saada suuri vääntömomentti kumottua. Tietysti myös saada kohtuullisella potkurilla välitettyä kohtuuttoman suuri teho eteenpäinvieväksi voimaksi. Käytetty suurilla tehoilla pommittajissa ja senkaltaisilla lentolaitteilla. Venäläiset käyttivät ratkaisua suurissa potkuriturbiineissa. Niissä teho moottoria kohti oli yli viisituhatta hevosvoimaa. Myöskin ennen kaasuturbiinien yleistymistä kahden yhteenkytkettyjen mäntämoottorien tehot nousivat yli kolmentuhannen hevosvoiman ja ongelmaksi tuli tehon runsaus yhteen potkuriin. Otettiin ratkaisuksi kaksi eri suuntiin pyörivää potkuria. Haittana lisääntynyt massa ja huonontunut hyötysuhde vaihteistossa ja potkurissa. Lisäksi monimutkaisuutta.  Pienellä hyötysuhteen menetyksellä ei ollut merkitystä sotahommissa ja varakkailla venäläisillä kuljetus- ja pommikoneissa. Länsimaissa siviilikäytössä tuommoisia ei ollut pahemmin.
Jotkut mölliäiset rakentelivat jopa traikkeihinkin semmoisia duopropelleita. Pelkäsivätköhän ne traikin kellahtamista selälleen valtavasta vääntömomentista johtuen. Niissä hitaissa mönkijöissä potkurin propulsiivinen hyötysuhde edellyttää hitaasti pyörivää potkuria ja siis reipasta vääntömomenttia. Ei kuitenkaan mahdottomia koska tehot olivat mopoluokkaa. Kyllä minulla on joitakin potkuriteoksia,mistä löytäisin ehkä dataa ja lukuarvojakin höpinän tueksi. Jos totean, että olen lukenut asiasta, niin joku varmaankin toteaa, kuten tyttäreni aikoinaan: Niin, sinä olet lukenut vaan mutta et sinä oikeasti tiedä.

[Seppo Koivisto]

2-t Rotaxiin saa tuollaisen vastakkain pyörivän vaihteiston.
http://www.sunflightcraft.com/en/coaxp.php

[FlyHigh]

Juu, katsos kun tuolla vesipuolella on hyötysuhde hiukan parempi vastakkainpyörivällä potkuriparilla.. Tosin ilman ja veden välinen tiheysero tekee ilmapotkurista niin tehottoman, että varmaankaan se vastakkainen pyöriminen ei lisää merkittävästi mitään muuta, kuin kuluja ja painoa..

Tietysti tuo väännöttömyys kiinnostaa, kun joskus tehokkaalla kannuskoneella pitää olla tehon annostelussa tarkkana ja jos olisi vastakkaipyörivä sydeemi keulassa, niin ei huolta väännöstä startin aikana..

[Tapani Honkanen]

On tuo contra-axial vaihteisto aika painava ja kalliskin, samoin potkuritkin. Noihin väkisinlentäviin voidaan jollakin tapaa prustella tuota ratkaisua. Vaikka tuo nostaa työntövoimaa 15-20% (missä nopeudessa), niin millainen onkaan nopeus/työntövoimakuvaaja? Onko mainittavaa etua enää 100 km/h nopeudella. No startti saattaa olla hieman jyrkempi mutta vain vähän. Onko kannattavaa tuommoinen?

[Tapio Valminen]

Menee pahasti OT:ksi, ainakin osittain, mutta ehkä tämä laivojen vastakkain pyöriviin potkureihin liittyvänä kiinnostaa jotakuta.

Laivoihin on CRP (Contra Rotating Propeller) ratkaisuja etsitty jo pidempään. Houkuttimena on ollut hyötysuhteen paraneminen (jopa 10-15%). Yhtenä ongelmana taas pitkän akselilinjan vastakkaiseen suuntaan pyörivän sisemmän akselin laakerointi. Hyötysuhteen paraneminen näissä ratkaisuissa perustuu käsittääkseni etummaisen potkurin aiheuttaman pyörivän veden virtauksen sisältämän energian hyödyntämiseen takimmaisessa potkurissa.

Käsittääkseni toimiva muutaman Megawatin teholuokan ratkaisu on saatu aikaan mm. entisellä Aquamasterilla nyk. Rolls Roycellä Contaz tyyppisellä azimuutti thrusterilla. Siinä tehon jako kahden sisäkkäisen ja vastakkaiseen suuntaan pyörivän akselin välillä aikaansaadaan systeemiin jo muutoinkin kuuluvan 90 asteen kulmavaihteen ansiosta "helposti" järjestämällä sisäkkäisten vaaka-akseleiden tehonotto pystyakselin rattaan vastakkaisilta puolilta. Potkuriakselin pituus jää tässä ratkaisussa myös suhteellisen lyhyeksi, joten laakerointikaan ilmeisestikään ei ole aiheuttanut ylipääsemättömiä ongelmia.

http://www.rolls-royce.com/marine/products/propulsors/azimuth_thrusters/contaz.jsp

Eräässä hieman suuremman tehon systeemissä on konventionaalisen pääpotkurin taakse asennettu ABB:n Azipod tyyppinen sähkökäyttöinen propulsori ja siinä sitten pääpotkuriin nähden vastakkaiseen suuntaan pyörivä potkuri. Tällä systeemillä päästäänkin sitten suurempiinkin tehoihin (>40MW).

http://www02.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/227a4fa87117cece482573f00016c3e9/$file/azipod+technolgoy+brochure.pdf
"Huge savings for high-speed Japanese ferries
The two largest and fastest RoPax (roll on-roll off passenger) ferries in Japan were the first vessels in the world to be equipped with ABB's contra-rotating Azipod propulsion system. Launched in 2004, the ferries have brought huge benefits to their owners, Shin Nihonkai Ferry, including a 20 percent reduction in fuel consumption compared to the previous vessels. The ferries are faster than their predecessors and can carry 15 percent more cargo by volume."

Miksei sitten CRP ratkaisuja ole ilmailussa juurikaan nähty? No tosiasiassa, eihän noita ratkaisuja laivoissakaan muutamia poikkeustapauksia lukuunottamatta juurikaan näy. Täytynee hiukan jutella hydromystikkojemme kanssa, kunhan lomat saadaan pidettyä ensin loppuun.

[Tapani Honkanen]

Jotta contrapotkurilla saataisiin todellinen hyöty esiin, pitäisi potkurien nousun olla säädettävissä, mieluummin pyöriessä. Koska toinen potkuri pyörii virtauksessa ensimmäisenä etenevän lavan/lapojen indusoimassa nopeuskentässä, joka on muuttuva nopeuden mukaan, pitäisi tämä ottaa huomioon lapakulmia asetettaessa. Kiinteäkulmaisessa pitäisi homma virittää halutulla toimintapisteellä. Laivoissa ja noissa tosi isoissa lentokonepotkureissa tämä voidaan tehdä. Näissä "mopoissa" se on vähän kyseenalaista.

[Armin Züger]

Wikipedia tietää aina(kin jotain).

[Martti Mattila]

Aleksander Lippich asensi tunneloidun potkurin taakse säätyväkulmaiset säteettäiset staattorit,korjaamaan
potkurivirran pyörimistä.Näin taidetaan tehdä vesijeteissä,en ole vesijetin persettä katsonut.
Kokonaishyötysuhde ilmailussa hupenee äkkiä käsiin,kompleksisuuden kasvaessa,sotilasvehkeet erikseen.

[Seppo Koivisto]

Tuhansien hevosvoimien potkurissa on paljon leveitä lapoja, jolloin lavat häiritsevät toisiaan ja lavan kärjen jättöpyörre huonontaa hyötysuhdetta. Ilmeisesti siinä tapauksessa on edullisempaa käyttää kahta potkuria, joissa on vähemmän ja kapeampia lapoja.

[Tapani Honkanen]

Siinäpä se, potkurin lavan kärkinopeus on pakko rajoittaa tiettyyn rajaan. Jos lavan kärjen muoto lähestyisi elliptistä tai jotakin indusoidun minimivastuksen omaavaa muotoa, ei se se pystyisi absorpoimaan akselista/moottorista saatavaa tehoa. Niinpä potkurin lavat ovat poikkastu aika rajusti. Levein kohta on ihan kärjessä, muistaakseni vaikkapa ConvairMetropolitan koneessa, jonka kyydissä kerkesin aikoinaan olla. Startissa kärkihäviöt taitavat olla suurehkot mutta matkanopeudella siedettävät noin kokonaisuutta ajatellen. Siis optimissa oletan. Kyllä minä ymmärrän nuo megawattien laitteet janiissä käytetyt ratkaisut mutta että mopoihin?
Mitä tulee noihin mopoluokan ilma-aluksiin (ei mopocessna), niin edelleen ihmetyttää niiden potkurien omituisuudet. On kolme ja neljäkin potkurin lapaa. Kärjet kuin jäätelötikkuja. Lavan kärkialueen (noin 0.8R) jänteen leveys on josakin 0.05...0.06m vaiheilla. Siellä Re on reilusti alle 1000 000 ja profiilin vastus niilläkin profiileilla kohtuuttoman suuri. Olen vaan ihmetellyt, onko noissa järkeä. Onko tuotantotekniikka sanellut liikaa. Onkohan niitä testattu ollenkaan, siis verrattu hyviin potkureihin. Kerrotaan työntövoima startissa, on se suuri. Sitten matkanopeudella tehoa menee tyhjän jauhamiseen, eli potkurin polaarin huonous paranee kun tuo Re luku alenee jonnekin 500 000 paikkeille. Siis potkuri ottaa tehoa kovasti niilläkin pyörimisnopeuksilla. Vauhti jää vain mitättömäksi. No, ei se kovin paljon enemmän olisi vaikka potkurin hyötysuhde olisikin 101% Ehkä kymmenisen prosenttia vauhtia lisää. Ei tunnu missään.

[Martti Mattila]

Convairin potkurilavan profiili kärjestä ja F-104 Starfigterin siipi muistuttavat toisiaan.Eli profiilipaksuus noin 5%,
tasapaksu,etu- ja takareunasta viistetty.Viisteyskulma olisi mukava päästävä mittaamaan.
On niitä hyviäkin komposiittilavan profiileita,vaikka tupla veellä alkava onkin juuri tahon kuvailema.