Το βήμα της έλικας και οι στροφές της μηχανής μας:
<< Όποια και αν είναι η έλικα μας, σωστή ή λάθος ως προς τον τύπο της και ανεξάρτητα από τον τρόπο εγκατάστασης της μηχανής, πρέπει με την έλικα αυτή η μηχανή μας να φτάνει στο ανώτατο όριο των στροφών της, όταν τις ζητήσουμε, με το συνηθισμένο μας φορτίο.>>
Έτσι τελείωνε το σχετικό με τις έλικες άρθρο μας στο προηγούμενο τεύχος. Ήταν μία πρακτική όσο και ουσιαστική υπόδειξη που κάναμε, έχοντας εκ πείρας υπόψη πως ένας αρκετά μεγάλος αριθμός σκαφών που κυκλοφορεί, φοράει έλικες με υπερβολικά μεγάλο βήμα που αναγκάζει τις μηχανές τους να λειτουργούν ακόμη και πολύ κάτω από το ελάχιστο επιτρεπτό όριο των στροφών στο φουλ με συνέπεια, όχι μόνο να υπάρχει μειωμένη απόδοση των μηχανών αυτών αλλά και μία σημαντική επιβάρυνση τους εξαιτίας της συνεχούς υπερφόρτισης τους.
Πολλοί ιδιοκτήτες σκαφών, είτε από άγνοια, είτε από ελλιπή πληροφόρηση, πιστεύουν πως όσο μεγαλύτερο είναι το βήμα της έλικας τους, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η ταχύτητα του σκάφους τους χωρίς να λάβουν υπόψη πως οι επιδόσεις ενός σκάφους έχουν άμεση σχέση με το βάρος του και τη διαθέσιμη σε κάποιες συγκεκριμένες στροφές ιπποδύναμη και ότι το βήμα της έλικας που πρέπει να χρησιμοποιηθεί δεν καθορίζεται ανεξάρτητα από αυτές τις παραμέτρους. Γενικά υπάρχει μία σύγχυση σχετικά με την περιοχή των στροφών στις οποίες μία μηχανή πρέπει λειτουργεί για να αποδώσει όλη την ιπποδύναμη της και το βήμα της έλικας της. Όπως γνωρίζουμε, οι διάφορες μηχανές βενζίνης, εξωλέμβιες, εσωλέμβιες, εσω-εξωλέμβιες κλπ. αποδίδουν το μέγιστο της ιπποδύναμης τους, αφού φτάσουν σε ένα ελάχιστο όριο στροφών, την οποία και διατηρούν μέχρι ένα ανώτατο όριο, πέρα από το οποίο η ιπποδύναμη αυτή μειώνεται.
Γεννιέται λοιπόν το ερώτημα, η έλικα που θα χρησιμοποιήσουμε, όποιος και αν είναι ο τύπος της, θα πρέπει να λειτουργεί στο ανώτερο ή στο κατώτερο επιτρεπτό όριο των στροφών και γιατί. Για να απαντήσουμε, ας κάνουμε μία πρακτική δοκιμή, παίρνοντας τυχαία από κάποιο κατάλογο μία εξωλέμβια μηχανή που έχει τα παρακάτω τεχνικά χαρακτηριστικά:
Μέγιστη ισχύς 150 ίπποι, από 5000 έως 5600 στροφές και ρεβέρσα με σχέση μετάδοσης 1,87:1.
Στις 5000 στροφές της μηχανής λοιπόν, οι στροφές στην έλικα θα είναι 5000/1,87 = 2674 ενώ στις 5600 οι στροφές στην έλικα θα είναι 5600/1,87 = 2995.
Αν, στη δεύτερη περίπτωση, για να έχουμε αυτές τις στροφές στη μηχανή, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μία έλικα με βήμα 19″ (ίντσες), που θα είναι η κατάλληλη για το βάρος του σκάφους και την ιπποδύναμη που διαθέτουμε, η θεωρητική ταχύτητα του σκάφους μας θα είναι: (2995 Χ 19) / 1215 = 46,84 κόμβοι.
Αν τώρα αυξήσουμε το βήμα, θα χάσουμε στροφές, δεν θα μειωθεί όμως η ιπποδύναμη μας όσο οι στροφές της μηχανής δεν πέφτουν κάτω από τις 5000. Και επειδή για κάθε 1 ίντσα αύξησης του βήματος έχουμε μείωση 200 περίπου στροφών (όπως αναφέρουν οι κατασκευαστές των εξωλεμβίων μηχανών), αν χρησιμοποιήσουμε μία έλικα με βήμα 22″, οι στροφές της μηχανής μας θα πέσουν στις 5000 ακριβώς.
Στην περίπτωση αυτή, η θεωρητική ταχύτητα του σκάφους μας θα είναι (2674 Χ 22″) /1215=48,41 κόμβοι. (Σημείωση: Ο αριθμός 1215 είναι ένας συντελεστής για να μετατρέψουμε τις ίντσες ανά λεπτό, που προκύπτουν από τον πολλαπλασιασμό των στροφών της έλικας ανά λεπτό επί το βήμα της, σε ναυτικά μίλια ανά ώρα, δηλαδή κόμβους). Όπως φαίνεται, θεωρητικά, χρησιμοποιώντας μία έλικα μεγαλύτερου βήματος στο κατώτερο όριο των στροφών, έχουμε ένα κέρδος σε ταχύτητα 48,41 – 46,84 = 1,58 κόμβους. Πρακτικά βέβαια το κέρδος σε ταχύτητα θα είναι μικρότερο αν αφαιρέσουμε και την ολίσθηση που μπορεί να είναι μέχρι και 20%, ανάλογα με τον τύπο και το βάρος του σκάφους. Στην περίπτωση αυτή το κέρδος μας θα είναι 1,26 κόμβοι που είναι βέβαια χρήσιμο εφόσον μοναδική επιδίωξη μας είναι η μέγιστη ταχύτητα του σκάφους μας. Το κέρδος μας όμως σε ταχύτητα είναι μάλλον μικρό και ασήμαντο μπροστά στα μειονεκτήματα που θα έχουμε χρησιμοποιώντας μία έλικα που κρατάει τις στροφές της μηχανής στο κατώτερο όριο εάν κάνουμε γενικότερη χρήση του σκάφους και δεν έχουμε σαν μοναδική επιδίωξη τη μέγιστη ταχύτητα που μας είναι, κατά κανόνα, σπάνια χρήσιμη.
Πρέπει, πρώτα πρώτα, να λάβουμε υπόψη ότι δεν μπορούμε να επιτύχουμε τη μέγιστη ταχύτητα του σκάφους μας, όπως την υπολογίσαμε, παρά μόνο κάτω από καλές καιρικές συνθήκες και μάλιστα με την προϋπόθεση πως δεν θα αυξήσουμε το βάρος του σε σχέση με εκείνο που είχε όταν κάναμε τις δοκιμές για να διαλέξουμε την κατάλληλη έλικα. Οποιαδήποτε αύξηση βάρους θα οδηγήσει σε μείωση των στροφών κάτω από τα επιτρεπτά όρια με συνέπεια την αντίστοιχη μείωση της ιπποδύναμης, της ταχύτητας και επιβάρυνση της μηχανής λόγω υπερφόρτισης, καθώς και αύξηση της κατανάλωσης.
Στην περίπτωση αυτή, η υπερφόρτιση της μηχανής και η επιβάρυνση της θα υπάρχει σε όλη τη λειτουργία της, από το ρελαντί μέχρι το φουλ, που μειώνει και τη διάρκεια ζωής της. Τα πράγματα θα είναι ακόμη χειρότερα εάν από την αρχή διαλέξαμε μία έλικα που την υποχρέωνε να λειτουργεί, στο φουλ της, κάτω από το ελάχιστο όριο στροφών.
Σοβαρό μειονέκτημα, σε κάθε περίπτωση, θα είναι και η μειωμένη επιτάχυνση (ρεπρίζ), που είναι εξαιρετικά χρήσιμη στη θάλασσα, ειδικά όταν ταξιδεύουμε με κακές καιρικές συνθήκες. Χρησιμοποιώντας όμως μία έλικα που επιτρέπει στη μηχανή να λειτουργεί στο μέγιστο όριο των στροφών της στο φουλ, έχουμε πολλά πλεονεκτήματα όπως:
— Μπορούμε να αυξήσουμε σημαντικά το φορτίο του σκάφους μας, μέχρι τα κατώτερα όρια των στροφών της μηχανής στο φουλ, χωρίς αντικανονική επιβάρυνση της από υπερφόρτιση.
— Υψηλότερο βαθμό απόδοσης του σκάφους σε γενικότερη χρήση (όχι μόνον ταχύτητα) όπως π.χ. σκι, εκδρομές, ταξίδια, μεταφορά προσωπικού κλπ.
— Καλύτερη απόκριση της μηχανής σε επιταχύνσεις, καλύτερος έλεγχος και μεγαλύτερη ευελιξία του σκάφους.
— Υψηλότερη και σταθερότερη μέση ωριαία ταχύτητα στα ταξίδια κάτω από ποικίλες καιρικές συνθήκες και μικρότερη μέση ωριαία κατανάλωση.
Για την ποικιλία των σκαφών διαφόρων τύπων και μεγέθους, που εξοπλίζονται με εξωλέμβιες ή εσω-εξωλέμβιες μηχανές, υπάρχει και ένας μεγάλος αριθμός ελίκων διαφόρων τύπων. Όπως τρίφτερες, τετράφτερες και πεντάφτερες, με στενά ή φαρδιά πτερύγια με διάφορα σχήματα και κλίσεις, από αλουμίνιο, ανοξείδωτο χάλυβα, ακόμη και από πλαστικό. Κάποια από αυτές θα είναι η καλύτερη για το δικό μας σκάφος και μπορεί να μας δώσει ένα τέλειο αποτέλεσμα. Δεν υπάρχει όμως ένας απόλυτος μαθηματικός κανόνας για να ξέρουμε από πριν ποιός ακριβώς είναι ο τύπος που μας ταιριάζει. Βασιζόμενοι στα γνωστά στοιχεία του σκάφους και της μηχανής μας, θα δοκιμάσουμε πρώτα μία έλικα με βήμα που θα εξασφαλίζει τη λειτουργία της μηχανής στο φουλ, στο ανώτερο επιτρεπτό όριο των στροφών της. Μπορεί η έλικα αυτή να ταιριάζει, μπορεί και όχι.
Αυτό θα είναι όμως το πρώτο και σημαντικότερο βήμα που θα μας βοηθήσει να βρούμε την πιο κατάλληλη.
Απόλλων Αρτέμης
