Luftschraube

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Eine Luftschraube (oder Propeller) sitzt auf der Welle des Motors eines Flugzeugs und wandelt die Wellenleistung in Schub um.

Luftschrauben können starr oder verstellbar sein. Sie verfügen in der Regel über zwei oder mehr Blätter, welche mit einem Profil versehen sind. Eine seltenere verwendete Bauweise ist die Einblattluftschraube. Luftschrauben können vor dem Triebwerk (ziehende Luftschraube, Zugpropeller) oder dahinter (drückende Luftschraube, Druckpropeller) angeordnet sein. Als Werkstoffe werden Holz, Kunststoffe oder Metalle verwendet. Häufig auch in Verbundbauweise mit unterschiedlichen Materialien

Luftschrauben sind durch zwei Größen gekennzeichnet:

Beide Größen werden üblicherweise in Zoll angegeben in der Form DxS.

Eine 12x8-Luftschraube hat folglich einen Durchmesser von 12 Zoll bei einer Steigung von 8 Zoll. (8 Zoll Steigung bedeutet, dass der Propeller als Schraube bei einer Umdrehung geometrisch einen Weg von 8 Zoll senkrecht zur Drehrichtung zurücklegen würde).

Da die ausschließliche Verwendung der Maßeinheit Zoll im Geschäftsverkehr in Deutschland eine Ordnungswidrigkeit darstellt, sind alle Luftschrauben parallel auch mit metrischen Größenangaben versehen. Die Benutzung der metrischen Größen ist aber unter Modellbauern nicht sehr weit verbreitet.

Starre Luftschrauben

Starre Holzluftschraube an einem Verbrennermodell

Starre Luftschrauben werden überall dort verwendet, wo der Motor im Flug die ganze Zeit läuft und eine Strömungsverbesserung durch Anklappen nicht benötigt wird. Starre Luftschrauben sind stabiler aufgebaut und daher bei Verbrennermodellen (durch die erhöhte Vibration) die erste Wahl.

Einblatt Luftschrauben

Einblattluftschraube an einem Scalesegler
Einblattluftschraube für ein Speedmodell mit Spinner

Die Einblattluftschraube ist eine Sonderform, die bei besonderen Anforderungen eingesetzt wird. Bei der Einblattluftschraube ist an einer Seite ein einzelnes Luftschraubenblatt. Auf der Gegenseite ist ein Ausgleichsgewicht angebracht, damit die Luftschraube in der Waage ist. Sehr genaues Auswuchten ist bei Einblattluftschrauben unbedingt notwendig.

Platzproblem

Bei Scaleseglern wird die Einblattluftschraube mit Klapptriebwerken verwendet, damit die Klappmechanik und die Luftschraube beim Versenken im Rumpf nur die halbe Luftschraubenspannweite (im Verhältnis zu einer Mehrblattschraube) benötigt. Es gibt auch Klappmechaniken, die mit Mehrblattluftschrauben beziehungsweise Klappluftschrauben arbeiten.

Leistungssteigerung

Bei sehr schnellen Speedmodellen dreht der Motor mit kleinen Luftschrauben auch sehr hoch. Das kann bei Topspeed dazu führen, dass die Luftschraube nach 180° Drehung trotz Steigung und Vorwärtsbewegung in den Wirbel des vorherigen Blattes kommt. Dadurch verliert der Antrieb Effizienz. Um das zu Umgehen werden Einblattschrauben benutzt. Das der Motor so schnell dreht, dass die Einblattschraube bei Topspeed durch ihren eigenen Wirbel stößt ist mit aktueller Technik unwahrscheinlich.

Klappluftschrauben

Klappluftschraube mit Turbospinner
"festgeschraubte Klappluftschraube" an Elektromotormodell

Insbesondere bei Antrieben von Segelflugzeugen werden Luftschrauben verwendet, deren Blätter sich nach der aktiven Steigflugphase bei Nichtgebrauch strömungsgünstig an der Rumpf oder den Motorpylon anlegen können, da sie klappbar an der Luftschraubennabe, dem Luftschraubenmittelstück, befestigt sind.

(Werden Klappluftschrauben in Verbindung mit einem Druckantrieb verwendet, so siehe auch Blattanschlag.)

Teilweise werden Klappluftschrauben aber auch bei reinen Motormodellen verwendet. Die Befestigungsschrauben der einzelnen Blätter werden dabei so fest angezogen, dass sie sich wie eine starre Luftschraube verhalten, aber durch die Fliehkräfte der Luftschraubenblätter noch minimal Bewegungsspielraum haben. Auf diese Weise können sich die Befestigungsachsen der Luftschraubenblätter bei Bedarf noch bewegen. Das verhindert zum Beispiel das "sägende" Geräusch, wenn man mit relativ viel Motorkraft Turn, Männchen oder Weibchen fliegt.

Des weiteren scheinen gewisse Carbon Klappluftschrauben den vergleichbaren Elektro Starrluftschrauben aus Nylon im Wirkungsgrad überlegen zu sein.


Verstellpropeller

Verstellbare Luftschrauben werden häufig mit einer automatischen Blattsteigungsverstellung ausgerüstet, die es gestattet, ihre Drehzahl auch bei veränderter Wellenleistung konstant zu halten. Bei Ausfall eines Motors können diese Luftschrauben in eine Segelstellung gefahren werden, um den Luftwiderstand gering zu halten. Zur Unterstützung der Radbremsen und zum Manövrieren können sie auf Umkehrschub gestellt werden. Sie erzeugen so einen nach vorne gerichteten Schub. Die Verstellung erfolgt in der Regel hydraulisch oder elektrisch.

Ein Luftschraubenstrahl - die von einer Luftschraube in Bewegung gesetzte Luft, die den Schub eines Luftfahrzeuges erzeugt - kann Geschwindigkeiten von mehreren hundert km/h erreichen und ist für Personen und Gegenstände gefährlich. Deshalb ist ein Sicherheitsabstand hinter einer Luftschraube unerlässlich.


Weblinks:

Tipps im RCN-Forum zu O-Ringen für Klappluftschrauben zwecks sicherem Anklappen