Vrtulové dilema |Pevnou nebo sklopnou?
Každý majitel námořní plachetnice chce, aby jeho pomocný motor dával co největší výkon, ale současně co nejméně brzdil při plavbě pod plachtami. To jsou protikladné požadavky, jež se řeší vrtulemi se sklopnými listy, avšak ty mají zase jiné mouchy a jsou dražší. Jachtaři se proto dělí na dva klany – na zapřísáhlé stoupence pevných vrtulí a stejně zapřísáhlé stoupence vrtulí sklopných. Stojí tedy za to srovnat argumenty pro a proti a seznámit se s posledními modely sklopných vrtulí s rychloběhem.
Stoupenci pevných vrtulí si pochvalují stálý výkon a vysokou účinnost, což znamená menší spotřebu, nízkou hmotnost a příznivější ceny. Avšak pevné vrtule mají velkou nevýhodu – při plavbě pod plachtami brzdí, a to docela významně, bez ohledu na to, zda vrtuli zablokujete, nebo necháte volně protáčet. Odpor se dá zmenšit jediným způsobem – vrtulí se sklopnými listy. Náboj takové vrtule je zkonstruován tak, že po zastavení hřídele se vrtulové listy tlakem vody sklopí k náboji, při roztočení hřídele se odstředivou silou rozevřou a pak jsou drženy v rozevřené poloze reakcí na tah, který vyvozují. Při zpětném chodu se přetočí, aby opět tlakem držely rozevřené. Závodníci nemají na výběr a musejí sáhnout po tomto řešení, i když sklopné vrtule jsou dražší. Nicméně i ambiciózní rekreační jachtaři mohou mít z těchto vrtulí prospěch, neboť menší odpor se projeví též na rychlosti běžného cruiseru.
Otázkou je, jak velké jsou rozdíly v praxi, jak efektivní je vrtule se sklopnými listy vůči pevné vrtuli. Jinými slovy, zda se běžnému jachtaři vyplatí investovat do sklopné vrtule. Na to se dá odpovědět pouze testem, porovnáním výkonů lodí s pevnou a sklopnou vrtulí, ale jinak naprosto stejných, se stejnými motory a náhony.
Na motor
K porovnání byly použity sklopná vrtule Gori a pevná vrtule Eliche Radice umístěné na stejném typu plachetnice s motorem Yanmar 39 HP. Při zrychlení z nuly na plný plyn rozdíl nebyl až tak značný, nicméně loď s pevnou vrtulí měla lepší start, v prvních metrech se znatelně vysunula vpřed a při maximálních otáčkách 3 200 ot./min dosáhla rychlosti 8,2 uzlu. Loď se sklopnou vrtulí byla při zrychlování o něco línější a na plný plyn dosáhla rychlosti 7,8 uzlu. Lepší výkony pevné vrtule se dají vysvětlit její vyšší účinností a po přepočtu na procenta lze konstatovat, že při zrychlení byla loď s pevnou vrtulí o 9 % lepší. Naopak při zastavení, kdy kormidelníci vyřadili, počkali tři sekundy, zařadili zpětný chod a dali plný plyn, byla překvapivě lepší loď se sklopnou vrtulí. Zastavila se po 12 sekundách, kdežto loď s pevnou vrtulí potřebovala k úplnému zastavení 14 sekund. To byl opravdu nečekaný výsledek, neboť o sklopných vrtulích je obecně známo, že se s nimi hůře couvá. Úspěch sklopné vrtule se dá objasnit tím, že při zpětném chodu se listy vrtule Gori přetočí o 180°, a tudíž zase zabírají správně nastaveným profilem, kdežto listy pevné vrtule zabírají méně účinným hřbetem. Jinak řečeno, vrtule Gori má sice nižší účinnost než vrtule s pevnými listy, ale tato účinnost je stejná jak při chodu vpřed, tak při chodu vzad.
S rychloběhem (Overdrive)
Novým trumfem sklopných vrtulí, který zcela mění rozvahy o účinnosti, je režim rychloběhu, jímž jsou vybaveny vrtule Gori. Za tohoto režimu se při chodu vpřed nastavení a profil listů překlopením změní. Listy jsou nastaveny jako při zpětném chodu, přestože vrtulová hřídel stále zachovává rotaci pro plavbu vpřed. Stoupání vrtulových listů pak již nečiní 13 palců, nýbrž 15,5 palce. Za režimu Overdrive tedy vrtule dává požadovaný tah při nižších otáčkách, přičemž se využívá toho, že loď už je rozjetá a k udržení pohybu není zapotřebí přemáhat její setrvačnou hmotu. Overdrive je vlastně obdobou páté a šesté rychlosti u osobních automobilů. Tímto se vrtule Gori podstatně liší od všech pevných a sklopných vrtulí na dnešním trhu. Je však třeba říci, že Overdrive se dá použít jenom za bezvětří a při minimálně zvlněném moři, nebo jako pomocný pohon k plachtám. Při testu dosáhla loď s vrtulí Gori v režimu Overdrive rychlosti 8,05 uzlu při 2 670 ot./min, což se sklopnou vrtulí ve standardním režimu nedosáhla, a loď s pevnou vrtulí až na plný plyn při 3 200 ot./min.
Úspora paliva
Výrobce motorů Yanmar uskutečnil na námořní plachetnici Hallberg-Rassy 37 test spotřeby paliva s vrtulí Gori v režimu Overdrive a bez. Ačkoli test prokázal, že při stejných otáčkách má motor pohánějící vrtuli v režimu Ovedrive větší spotřebu než s vrtulí ve standardním režimu, po přepočtu na počet uplutých námořních mil na litr paliva se ukázalo něco jiného. Pro rychlost 6,9 uzlu potřebovala testovaná loď držet v režimu Overdrive 1 800 ot./min, což znamenalo spotřebu 2,8 litru nafty na hodinu. Z toho vyplývá, že loď na jeden litr nafty urazila 2,46 Nm. S vrtulí Gori ve standardním režimu musel motor na rychlost 6,9 uzlu točit 2 200 ot./min, přičemž měl hodinovou spotřebu 3,4 l paliva. Z toho se dá spočítat, že loď uplula na jeden litr nafty 2,01 Nm, tedy o 18 % méně. A obráceně, loď s režimem Overdrive upluje na obsah nádrže téměř o 20 % více, nicméně to platí pro klidné moře. Overdrive má ještě jeden příznivý dopad. Snižuje hlučnost, neboť pro udržení cestovní rychlosti stačí nižší otáčky motoru, podle testu je hlučnost asi o 2 decibely menší než u motoru s vrtulí ve standardním režimu.
Pod plachtami
Při lehké bríze o síle 8 uzlů byla loď se sklopnou vrtulí o 0,5 uzlu rychlejší na všech kurzech. Ještě je třeba poznamenat, že na lodi s pevnou vrtulí byla zařazena rychlost, aby se nemohla hřídel volně protáčet. Zablokovaná vrtule klade větší odpor, ale jen málo rekreačních jachtařů nechává v praxi vrtuli volně točit, neboť to obvykle vydává nepříjemný hluk, který v podpalubí hlavně za silnějšího větru silně obtěžuje. Před několika lety se na berlínské technice uskutečnily bazénové pokusy, které měly změřit odpory vrtulí při plachtění. Při simulaci rychlosti 8 uzlů kladla třílistá sklopná vrtule odpor o velikosti 12 newtonů, zablokovaná pevná třílistá vrtule 420 newtonů a protáčející se 180 newtonů.
Praktické zkušenosti a nebezpečí
Každé plus má i svoje minus. Během několika let praktického používání vrtule Gori na Jeanneau 54 DS se projevily i negativní vlastnosti. Plavba s touto vrtulí vyžaduje určitý cit a zkušenost. Může totiž dojít k nežádoucímu
a nechtěnému zařazení „rychloběhu“ a následnému přetížení motoru. U výše uvedené lodě bylo možné bezpečně používat rychlý převod výhradně na klidné hladině a při nižších otáčkách. Pokud se změnily podmínky nebo otáčky, motor se začal přehřívat.
Přínosná investice
Na různých internetových fórech, a nejen na nich, se už dlouho vášnivě diskutuje, jestli se sklopná vrtule vyplatí. Odpověď na tuto zásadní otázku zní ano. Kdo chce plout pod plachtami rychle, jinou možnost nemá. Tomu nasvědčuje i skutečnost, že většina majitelů rychlých cestovních plachetnic nebo výkonných cruiserů používá sklopné vrtule. Ty mají pouze jednu vadu – jsou drahé. Například sklopná vrtule Gori o průměru 17 palců s mechanikou Overdrive stojí 2 927 EUR, zatímco pevná vrtule Eliche Radice pouze 455 EUR, takže je šestkrát levnější! Přesto je sklopná vrtule dobrou investicí, nejenže zrychlíte loď pod plachtami, ale ještě ušetříte palivo při motorování, respektive si prodloužíte dojezd.
