Skal en fast propel rotere under sejlads?
Der findes mange forskellige råd om, hvorvidt propelakslen skal stå stille eller have lov til at rotere, når en motorsejler eller sejlbåd går for sejl.
På min egen Nauticat 38 med Ford Lehman 2712E og hydraulisk Borg Warner gear var værftets anvisning ganske klar. Når bådens fart overstiger cirka 2 knob, begynder propel og propelaksel naturligt at rotere.
Værftet skriver, at man kan montere en aksellås 1) , hvis støjen fra den roterende aksel generer, men tilføjer samtidig, at en sådan lås vil “brake the speed a little” — altså reducere bådens fart.
Det stemmer meget godt overens med en videnskabelig undersøgelse udført ved University of Strathclyde, hvor MacKenzie og Forrester målte modstanden fra faste sejlbådspropeller både med låst og frit roterende aksel.
Forsøgene viste, at en låst fast propel giver større modstand end en frit roterende propel. Ved højere fart kunne forskellen i deres forsøg være helt op til omkring 100 procent.
Forskerne fremhæver desuden, at den udbredte opfattelse blandt sejlere af, at en låst fast propel skulle give mindre modstand, er en myte.
Hvorfor giver den roterende propel mindre modstand?
Når en fast propel står stille i vandstrømmen, møder propelbladene vandet med en relativt stor angrebsvinkel og virker som kraftige bremseflader.
Når propellen derimod får lov til at rotere med vandstrømmen, fungerer den delvist som en turbine. Rotationens hastighed indstiller sig efter bådens fart og den mekaniske modstand i aksel, lejer og gear.
Forsøgene viser også, at jo mindre mekanisk modstand der er i transmissionen, desto mindre bliver propelmodstanden ved friløb.
I et af undersøgelsens eksempler gav en trebladet fast propel ved 7 knob omkring 239 N modstand med låst aksel, men kun cirka 119 N ved frit løb med lav mekanisk modstand.
Hvorfor skal motoren så startes med mellemrum her i mit tilfælde?
Her kommer gearkassen ind i billedet.
Værftsmanualen til min Nauticat 38 foreskriver, at hvis båden sejler hurtigt for sejl, og propelakslen roterer, skal motoren startes i cirka 10 minutter for hver 4.-5. time.
Årsagen er gearkassens smøre- og kølesystem.
Den pumpe, som cirkulerer gearolien, drives af motorakslen. Det samme gælder søvandspumpen, som sørger for kølevand gennem gearkassens oliekøler.
Når motoren står stille, kan propelakslen godt rotere og dermed dreje dele af gearkassen, men den motordrevne oliepumpe og søvandspumpe arbejder ikke.
Ved længere tids friløb kan gearolien derfor blive varm, samtidig med at oliecirkulationen gennem køleren og til gearkassens lejer ikke fungerer på normal vis.
Når motoren startes, genetableres både:
* cirkulation af gearolie gennem oliekøleren
* tilførsel af olie til lejerne
* søvandsgennemstrømning gennem gearoliekøleren.
Det er derfor værftet foreskriver cirka 10 minutters motordrift for hver 4.-5. times hurtig sejlads.
Frigear eller gear?
Det afgørende spørgsmål er derfor ikke alene, om en roterende eller en låst propel giver mindst modstand.
Hydrodynamisk viser forsøgene i rapporten, at den frit roterende faste propel normalt giver mindre modstand.
Men det konkrete gear skal være konstrueret til at kunne tåle denne drift.
MacKenzie og Forrester gør netop opmærksom på, at nogle gearproducenter kræver, at transmissionen låses under sejlads, fordi visse gearkonstruktioner ikke får tilstrækkelig smøring, når motoren står stille.
Derfor findes der ikke én regel, der gælder alle både.
Den rigtige regel er:
Følg altid gearproducentens eller bådværftets anvisning.
På nogle installationer skal propelakslen låses.
På andre — som på min Nauticat 38 med hydraulisk Borg Warner gear — er det forudsat, at propellen kan rotere under sejlads, blot motoren startes med de foreskrevne intervaller for at sikre gearkassens køling og smøring.
Min egen praksis
På min Nauticat lader jeg derfor normalt den faste propel og propelakslen rotere frit under sejlads.
Efter cirka 4-5 timers længere sejlads starter jeg motoren i omkring 10 minutter, således som værftsmanualen foreskriver.
Dermed får jeg både den mindre hydrodynamiske modstand fra den fritroterende propel og den nødvendige periodiske køling og smøring af Borg Warner-gearet.
*) Hvad er en shaft lock?
På et hydraulisk gear som Borg Warner Velvet Drive kan propelakslen ikke nødvendigvis låses ved blot at sætte gearvælgeren i frem eller bak, når motoren er standset. En shaft lock er derfor en særskilt mekanisk låseanordning monteret direkte på propelakslen. Nauticat nævner den primært som en mulighed, hvis støjen fra den fritroterende propel er generende — samtidig med en advarsel om, at den låste propel bremser båden lidt.
Foldepropellen er et særtilfælde.
Her er målet at få bladene helt sammenfoldet. På mange installationer opnås dette ved kortvarigt at sætte gearet i bak og dermed standse propelakslen. Har båden derimod et hydraulisk gear, som ikke kan låse akslen med motoren standset, kan en separat aksellås være nødvendig afhængigt af propeltypen. Følg derfor både propel- og gearproducentens anvisninger.