Propelltest: Stål gir bedre marsjfart

Propelltest: Stål gir bedre marsjfart

TEKST OG FOTO: LARS H. LINDÈN
Båtmagasinet har gjennomført en stortest med ett 20-talls ulike propeller i ulike materialer, forskjellige størrelser og med ulik form på bladene. Samtlige ble testet med en 100-hesters utenbordsmotor, montert på aluminiumbåten Anytec 622 SP. Testene ble utført på to ulike turtall, dels toppturtall og dels med 1000 rpm. lavere enn toppturtall. Her fant vi beste marsjfart på denne kombinasjonen. Vi har målt fart forbruk og akslerasjon. På bakgrunn av toppfarten har vi regnet ut hvor effektivt hver propell har jobbet i vannet ut i fra ”slip” i prosent. Propellene ble også testet med motoren montert i flere høyder. Samtlige kompositt –og aluminiumspropeller gikk best når kavitasjonsplaten (som ligger over propellen) lå på samme nivå som bunnen av båten. Samtlige stålpropeller gikk best når vi heiste motoren 20 millimeter. Å løfte motoren ytterlig ga dårligere resultat, selv for de hvasseste propellene i vår test. Spesielt taper man grep i sving med motoren montert for høyt.
De 12 mest effektive
I våre testtabeller har vi kun dokumentert resultatene av de 12 mest effektive propellene, og de størrelsene som ga et turtall som havnet på motorens anbefalte turtallsområde som på denne 100-hesteren som er 5000 - 6000 rpm. Propeller med en stigning på 16-17 tommer gir et noe for høyt turtall og ved enkelte tilfeller kom vi nær området hvor turtallsperren slår inn. Noen 3-blads propeller på 21 tommer, og noen 4-blads på 19 tommer, ga et så lavt turtall at vi nærmet oss risikoen for overbelastning av motoren. Beste størrelse til en båt i denne størrelsen er propeller med en stigning på mellom 18 og 19 tommer. Da havner toppturtallet på mellom 5500 og 6000 omdreininger per minutt.
Arbeidsturtallet er viktig med tanke på valg av propell. Hvis båten som regel kjøres med liten belastning, kan man velge en propell som havner i den nedre delen av det anbefalte turtallsområdet ved full gass. Men om båten ofte lastes tungt eller brukes til å trekke vannski, kan man velge propell som havner i det øvre sjiktet ved full gass. Her kan man også akseptere 100 – 200 rpm. høyere enn anbefalt turtall.
Høyere marsjfart
Forskjellen i toppfart mellom de dårligste og de beste propellene utgjorde cirka 5 knop. Forskjellen i akslerasjon ble 2 sekunder fra stillestående til 150 meter. Forbruket varierer i takt med propellens stigning i tommer, og dermed turtallet. På topp turtall rund 6000 rpm, bruker denne motoren rundt 37 liter drivstoff per time. Senker man turtallet til 5500 er forbruket på 34 liter per time.
Egentlig er det kanskje mer interessant å studere marsjfarten. Det vil si i det turtallsområdet man pleier å kjøre. Her får man en forskjell på rundt 3 knop og beste hastighet ble målt med Yamaha Performance i stål med 18 tommers stigning som ga 28 knop. En propell som svarer bra på trim. De mest effektive propellene i rustfritt stål gir også det laveste forbruket på rundt 0,7 liter per nautisk mil ved marsjfart. Kompositt –og aluminiumspropellene havner på cirka 0,9 liter per nautisk mil ved marsjfart.
For å få fram effektiviteten i en propell kan man enten måle ”slip” som er forskjellen på teoretisk og virkelig fart. ”Slip” måles i prosent, og opp til 20 prosent kan aksepteres i en fritidsbåt liknende den vi benytett. I vår test havnet aluminiumspropellene rett under 20 prosent ”slip”. Hvilket er helt normalt. Med stålpropellene varierer slippen mellom 4,9 og 12,2 prosent.
Komfort med stål
Lav ”slip” gir ikke alltid den beste farten. Rustfrie Michigan Ballistic med sine 19 tommer gir høyeste hastighet på 34,9 knop, men har en slip på 11,5 prosent. Lav ”slip” gir derimot bedre komfort. Nesten samtlige stålpropeller i vår test gir et kanongrep i vannet som gjøre det mulig å trimme ut stammen flere grader mer enn med en kompositt- eller aluminiumpropell. Dette skyldes at propellbladets ytterkant kan formes på en mer effektiv måte på en stålpropell. Dette kalles for ”kupping”. Og selv ved høye turtall beholder disse propellbladene sin form. Mens bladene på kompositt –og aluminiumspropellene ikke er stive nok, og mister dermed sin form.
Når man trimmer ut med en stålpropell løftes båten opp av vannet. Farten øker noe, men framfor alt får båten bedre sjøegenskaper og bedre grep i vannet i kraftige svinger. Til og med styreegenskapene blir bedre med stål, men det krever at båten har kraftig hydraulisk styring som greier de effektive stålpropellene.
Store prisforskjeller
Forskjellen i pris er stor. Bare i vårt testutvalg skiller det over 10 000 kroner mellom den billigste aluminiumspropellen og den dyreste stålpropellen. Men har man sett hvordan de ulike propellene produseres forstår man hvorfor. En aluminiumspropell støpes i form, mens stålpropellene er håndlaget og meget velbalanserte.
Bladene kan også formes (eller kuppes)slik at man får bedre grep i vannet. Levetiden til en stålpropell er lengre, og kan i enkelte tilfeller være det eneste alternativet for å få en stor og tung båt opp i plan. Aluminiumspropellen kan få skader som følge av kavitasjon, og er mindre motstandsdyktig for landkjenning. Sist men ikke minst bør man tenke på hvordan båten skal brukes før man legger flere tusenlapper i en ny propell. På mindre båter og motorer som sjelden kommer over 25 knop fungerer sikkert standardpropellen i aluminium helt utmerket. Muligens bør man sjekke turtallet og eventuelt endre stigningen. Men allerede ved 30 knops fart og en motorstyrke fra 40 hk kan man merke forskjell på fart og komfort med en stålpropell.

Fakta om propeller

Materiale
Propeller til utenbords motorer lages i aluminium, rustfritt stål eller komposittmateriale.
Aluminium er standard for de fleste utenbordsmotorer opp til 100 hk. Dagens aluminiumspropeller holder meget køy kvalitet når det gjelder utforming, men de tåler lite ved landkjenning eller ved sammenstøt med fremmedlegemer i vannet. Store påkjenninger etter lengre tids bruk kan deformere propellen (f. eks. kavitasjon) og resultatet kan bli dårligere virkningsgrad.
Rustfrie propeller er cirka 5 ganger sterkere enn aluminiumspropeller. Det betyr at bladene kan lages tynnere og formes til beste virkningsgrad. Propellbladene kan også ”kuppes”. Noe som gir bedre grep også når motoren løftes eller trimmes ut. En annen fordel med de rustfrie propellene er at de tåler mer belastning før de blir skadet.
Kompositt er en blanding av flere materialer som f eks. nylon, glassfiber og karbon. Styrken på disse er omtrent som aluminium. Bakdelen er at bladene ikke kan lages like tynne og effektivt formet som en stålpropell. På større motorer og høye hastigheter kan bladene bøye seg noe når stammen trimmes ut, og propellene mister grep.
Diameter og stigning
Propellenes størrelse angis i tommer med ulike sifferkombinasjoner som f. eks 13 x 19. Det førte tallet står for diameteren, det andre for stigningen. Snakker man om en 19-tommer er det alltid stigningen man mener.
Diameteren er to ganger avstanden til senter av navet til spissen på propellbladet. Diameterens størrelse beregnes ut i fra motoren styrke og båtens vekt. Man har en større diameter ved lav motoreffekt i forhold til båtens vekt, og en mindre diameter ved høy motoreffekt. En lett og rask båt har således en relativt liten diameter.
Stigning er et mål på den strekningen propellen teoretisk kan skru seg fram på en omdreining. En 19-tommer skal neste kunne flytte båten en halv meter på en omdreining. Når man ønsker å endre turtallet er det først og fremst stigningen man endrer. En økning i stigningen på 2 tommer gjør at turtallet synker med 300 – 400 omdreininger per minutt.
Flere blader gir bedre grep
Propellenes størrelse kan også oppgis som f. eks 3x13x19. I så tilfelle står det første sifferet for antall blad propellen har. Propeller til utenbords motorer kan ha 2,3,4,eller 5 blader. Generelt kan man si at jo flere blader gir bedre akslerasjon, bedre grep i vannet ved svinger og mindre vibrasjon. Men en propell med flere blader er tyngre i vannet og gir noe dårligere toppfart. De fleste utenbordsmotorer kommer med 3-blads propeller som standard. Dette er den beste allroundpropellen, og vil ha et bedre grep i vannet man velge en ”kuppet” modell (se nedenfor).
Sjekk turtallet
Hver motor har et anbefalt turtallsområde. På vår testmotor ligger dette området mellom 5000 og 6000 omdreininger per minutt. Innenfor dette turtalsområdet bør motoren arbeide med full belastning. Det betyr at turtallet ikke skal ligge under 5000 omdreininger på full gass når båten har maks belastning. Generelt bør man velge en propellstørrelse som gir et så
høyt turtall som mulig, men innenfor det anbefalte området, som i vårt tilfelle er opp til 6000 rpm. Dette er ekstra viktig for båter som kjøres med lett belastning og fullt gasspådrag. Men om båten skal brukes til å trekke vannski, eller av og til ha med litt ekstra last, kan man gå ned et par tommer på propellen for å få mer rå styrke. I vårt tilfelle ville vi da valgt en 17-tommer i stedet for en 19-tommer. Men toppturtallet vil d øke med 300-400 omdreininger per minutt. Det vil si at man med denne propellen bør være forsiktig med lett last og full gass, slik at motoren ikke får for høyt turtall. De fleste nyere utenbordsmotorer har en turtallsperre som trer inn allerede ved et par hundre omdreininger for mye, for ikke å skade motoren.
”Kupp” klarer mer trim
De fleste moderne propeller har en noe stuket bladkant, og man sier gjerne at propellen er ”kuppet”. Aluminium tillater kun noe ”kupping”, mens propeller i rustfritt stål kan kuppes mer. Resultatet blir bedre grep i vannet, bedre akslerasjon og som regel bedre toppfart. Motoren kan monteres noe høyere uten at propellen mister grep i vannet. De kuppede propellene tåler også betydelig mer trim, noe som er en fordel for båter som har en antydning til overplaning. Kan man trimme ut stammen betydelig, minsker man overplaning og resultatet blir bedre fart og mer behagelig sjø –og styreegenskaper. Ved å bytte fra ukuppet til kuppet propell vil turtallet synke med ca 200 omdreininger per minutt.
Kavitasjon kan gi skader
Den store forskjellen i trykk mellom forsiden og baksiden av propellbladet kan resultere i noe som kalles kavitasjon. Vannet bak bladet begynner helt enkelt å ”koke” og en sterk kavitasjon kan resultere i skader på innsiden av bladene, og propellens virkningsgrad reduseres. Kavitasjon kan komme som følge av flere ting.Som for eksempel feil stigning eller skader på propellbladenes kanter.
”Slip” – helst under 20 prosent
Slip er et mål på propellens effektivitet. Teoretisk kan en 19-tommers propell skru seg fram i vannet 19 tommer (= ca 47 centimeter), men i virkeligheten blir det kortere. For raske fritidsbåter, som er utrustet med en standardpropell i aluminium, kan en ”slip” på opp til 20 prosent aksepteres. Men bytter man til en mer effektiv stålpropell bør man komme ner i en ”slip” på under 10 prosent.

(Bilde: for eksempel Propeller 062)
Slik varierer toppturtall, forbruk og akslerasjon med ulike 3-blads aluminiumspropeller som har stigning på 17, 19 og 21 tommer.
Stigning i tommerMaks turtall rpm.Toppfart i knopForbruk i liter per timeAkslerasjon i sekunder
176150 x)31,738,813,7
19610033,737,514,4
21560034,134,616,6

x)17-tommeren hadde trolig havnet på 6400 rpm, men turtallsperren satte en stopp på 6150 rpm.
Dette hender om man øker stigningen:
• Lavere turtall
• Mindre forbruk
• Bra for lett båt
• Dårligere akslerasjon
• Høyere toppfart

Dette hender om man minsker stigningen:
• Høyere turtall
• Høyere forbruk
• Bra for tung båt
• Bedre akslerasjon
• Lavere toppfart
Slik bed testen utført
TestresultatTabellforklaring

FabrikatModellAntall bladerDiameter i tommerStigning i tommerMaks turtall i rpmHeving i mmToppfart i knopMarsjfart i knopDrivstoff ved toppfartDrivstoff marsjfartAkslerasjon i sekSlip i %Ca. pris

Kompositt

Pro Pulse8902413166100030,525,636,622,914,411,22100 kr

Pro Pulse8902?413195300032,025,032,819,216,012,72100 kr

Aluminium

YamahaStandard313196100033,726,537,522,814,418,7

Yamaha Standard312 5/8215600034,125,034,619,816,618,9

SolasAmita 3313,2196100033,026,136,222,714,720,4

Stål

MichiganApollo313 1/81955002034,527,333,819,814,17,7

YamahaStandard3131958002034,626,636,821,614,612,2

MichiganBallistic313 3/81958002034,927,135,821,415,511,5

Power TechPTR 3313,51956002033,527,333,820.015,612

YamahaPreformance313,251856002034,327,034,419,415,64,9

YamahaPreformance413,251856002033,528,034,020,815,47,17,1

YamahaPRO313 ½1955002034,727,333,419,615,97,1

Maks turtall: Høyeste turtall med en testvekt på 1300 kg, for båt, motor, drivstoff, og belastning. Power Trim er inntilt i den vinkel som gir høyest fart.
Heving: Kavitasjonsplaten nivå i forhold til båtens bunn. 0 mm betyr at den ligger eksakt i nivå med båtens bunn. 20 mm betyr at vi har hevet motoren opp med dette målet.
Toppfart: Høyeste hastighet ved topp turtall og stammen trimmet til beste stilling, rett før propellen begynner å kavitere.
Marsjfart: Fart i knop ved eksakt 1000 omreininger under maks turtall.
Drivstoff: Forbruk målt i liter per time ved toppfart og marsjfart.
Akselerasjon: Akselerasjonen i sekunder fra stillestående (med trimmet stamme)til langs en sterkning på 150 meter.
Slip i %: Propellens effektivitet i vannet. Her har vi sammenliknet propellens teoretiske maks fart med den virkelige toppfarten i vår test. Verdier på opp til 20 % anses som godkjent på liknende fritidsbåt.

Importør:
Mallistic, Michigan, Solas
Power Tech: Winrace Propellers AS
Pro Pulse: www.propulse.se
Yamaha:Yamaha Motor Norge AS

Testfakta:
BåtAnytec 622 SP
Mål6,22 x 2,20 meter
Vekt (kun båt)720 kg
Anbefalt motorstyrke80 – 150 hk
Motor:Yamaha F100 DETL
Antall syl/volum4/1596 ccm
Anbefalt turtall5000 – 6000 rpm
Utveksling2,31:1
Total testvekt:1300 kg
Temperatur vann+6 C
Temperatur luft+10 C
Testplass: Lillienwalls Båt & Motor Strømmø, Värmö