Ett visst slip behövs för att få framdrift.
Propellerskolan del 2.1 – Hydrodynamik och slip
Flygplan och båtar kan tyckas ha väldigt skilda arbetsområden - men i praktiken har de mycket gemensamt. Hydronynamik är en av de grejerna.
HYDRODYNAMIK
Ett propellerblad har många likheter med en flygplansvinge. Aerodynamiken runt en flygplansvinge får planet att lyfta dels genom ett undertryck på vingens ovansida, där lufthastigheten är högre, dels genom att luft som lämnar vingen pressas nedåt, vilket resulterar i en lika stor uppåtriktad motkraft på vingen.
Sambandet mellan lågt tryck och hög hastighet beskrivs i Bernoullis ekvation, och fenomenet med den motriktade kraften beskrivs i Newtons tredje lag. Hydrodynamiken runt propellerblad fungerar på samma sätt. När propellern roterar sänks trycket på bladens baksida (den sida som pekar framåt i båtens riktning), vilket resulterar i en dragkraft samtidigt som trycket höjs på bladets motstående sida där vatten trycks i riktning bakåt.
SLIP
Hur stor dragkraften respektive tryckkraften är beror bland annat på propellerns diameter, stigning, bladens form, bladarean och rotationshastigheten. Som vi nämnde tidigare slirar propellern alltid något i vattnet. Den teoretiska sträcka som propellern förflyttas framåt under ett rotationsvarv skiljer sig från den verkliga sträcka som propellern förflyttar sig. Differensen mellan dessa kallas slip. Tvärtemot vad man kan tro är det gynnsamt att ha ett visst slip eftersom det ger bladet en så kallad anfallsvinkel i förhållande till vattenflödet, det vill säga bladets vinkel mot vattnet. Det är denna vinkel som gör att vattnets hastighet kan öka på bladens baksida, vilket är kopplat till undertrycket och dragkraften.
Vid noll procent slip finns ingen anfallsvinkel. Propellern skruvar sig då bara fram som i en fast materia. I praktiken är det bara möjligt att uppnå detta med en propeller om båten samtidigt bogseras.
Vid 100 procent slip ligger båten helt stilla medan vattnet flyttas bakåt. Fenomenet uppstår om båten exempelvis ligger förtöjd vid Y-bommar och propellern körs framåt.
Genom att notera motorns varvtal, båtens fart, drevets utväxling och propellerns stigning kan aktuellt slip beräknas.För en planande motorbåt är ett slip på 10–25 procent normalt. Vid ett högre slip sjunker propellerns effektivitet, varpå bränsleförbrukningen och prestandan påverkas negativt. Propellerns slip kan även bli stort om diametern är för liten i förhållande till motorns effekt och båtens vikt.
Läs mer:
Text: Johan Cooke • 2023-08-12
Så funkar det • Propellerskolan