Luftschraube

Luftschraube. – Bezeichnungen: Druckseite des Schraubenblattes ist die Seite, welche bei Drehung der Luftschraube von der Luft getroffen wird; Saugseite ist die entgegengesetzte Seite. Steigung ist der Weg, welchen die Schraube bei einer Umdrehung theoretisch zurücklegen würde, entspricht also der Steigung bei Gewindeschrauben. Schlupf oder die Schlüpfung ist die Differenz zwischen dem bei einer Umdrehung tatsächlich zurückgelegten Weg durch die Luft und der Steigung (wird in Längenmaß oder Prozenten der Steigung ausgedrückt). Der Luftschraubenwirkungsgrad gibt das Verhältnis der von der Schraube geleisteten Arbeit (Zug × Weg in der Zeiteinheit) zu der aufgewendeten Arbeit an. Zur Verwendung gelangen zurzeit lediglich 2–4 flügelige Holzschrauben, welche aus vielen Lagen Holz verleimt sind. Man benutzt hauptsächlich Nußbaum und Mahagoni; die äußeren Flügelenden werden infolge ihrer großen Umfangsgeschwindigkeit (200 m/Sek. und mehr) durch Wasserspritzer, Hagel u.s.w. leicht beschädigt, weshalb man sie oft, bei Wasserflugzeugen immer, durch einen Metallüberzug schützt.

Seit man Motoren mit einer bis zu einer bestimmten Flughöhe gleichbleibenden Leistung anwendet, sind verstellbare Luftschrauben von besonderer Wichtigkeit, da die Leistungsaufnahme unverstellbarer Schrauben bei gleichbleibender Drehzahl mit der Luftdichte abnimmt. Die Verstellung der Flügel kann entweder von Hand (Bauart Reißner) oder vermittelst einer Membran, aufweiche der äußere Luftdruck wirkt (Luftschraubenbau Lorenzen) oder abhängig von der Motordrehzahl (Garuda) geschehen.

Eine genaue Berechnung der günstigsten Luftschraubenform für gegebene Betriebsverhältnisse ist zurzeit noch nicht möglich. Als Grundlage für die Berechnung dient das Aehnlichkeitsgesetz, nach welchem man die Wirkung einer beliebig großen Schraube nach den Versuchsergebnissen einer anderen gleicher Form mit ziemlicher Genauigkeit berechnen kann.

Ueber den Strömungsverlauf der Luft in der Umgebung der Schraube sind oft irrige Ansichten vorhanden. Nach eingehenden Untersuchungen, insbesondere von F. Bendemann, zeigt sich, daß die Luft bei im Stand arbeitenden Luftschrauben der Saugseite von allen Seiten zuströmt, während sie auf der Druckseite einen geschlossenen Strahl bildet. Letzteres ist auch in Fahrt der Fall, während das allseitige Zuströmen auf der Saugseite entsprechend dem Schlupf abnimmt.

Messungen des Luftschraubenwirkungsgrades am Luftschiff und Flugzeug während der Fahrt sind bis jetzt nur sehr wenig ausgeführt worden. Im Jahrbuch der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt, 3. Bd., 14, S. 90 ff., veröffentlichte Frhr. v. Soden derartige Versuche an einem Zeppelinluftschiff. Versuche am Flugzeug wurden mit einem Rumpler-C I-Flugzeug angestellt und in den technischen Berichten der Flugzeugmeisterei der Inspektion der Fliegertruppen (Band I, Heft 6) veröffentlicht. Der beste Wirkungsgrad der Luftschiffschraube wurde mit η = 0,79, der der Flugzeugschraube mit η = 0,75 gefunden. Er wächst mit der Menge der beschleunigten Luft und nimmt mit zunehmender Beschleunigung ab. Man wählt daher den Schraubendurchmesser möglichst groß und schaltet bei schnellaufenden Motoren zwischen Motor und Schraube ein Untersetzungsgetriebe ein. Der Durchmesser der Luftschrauben schwankt bei den heutigen Flugzeugen und Luftschiffen zwischen 2,5 und 7,0 m, entsprechend einer Leistungsaufnahme von 80–1040 PS.

Literatur: C. Eberhard, Theorie und Berechnung der Luftschrauben, Berlin 1910. – G. Eiffel, Der Luftwiderstand und der Flug, Berlin 1912. – Ders., Neue Untersuchungen über den Luftwiderstand und den Flug, 3 Bde., Berlin 1914. – Béjeuhr, Luftschrauben, München-Berlin 1912. – Schaffran, Systematische Propellerversuche, Berlin 1916. – Jahrbücher der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt. – Technische Berichte der Flugzeugmeisterei 1917–1919. – Zeitschr. für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt.

Bartels-Helffrich.