home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / rec / boats / 8724 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-12-21  |  3.5 KB
  1. Path: sparky!uunet!dtix!oasys!hanners
  2. From: hanners@oasys.dt.navy.mil (Robert Hanners)
  3. Newsgroups: rec.boats
  4. Subject: Re: How much force needed to propel boat ?
  5. Message-ID: <28801@oasys.dt.navy.mil>
  6. Date: 21 Dec 92 14:02:01 GMT
  7. References: <1h42csINN27c@leela.CS.ORST.EDU>
  8. Reply-To: hanners@oasys.dt.navy.mil (Robert Hanners)
  9. Organization: Carderock Division, NSWC, Annapolis, MD
  10. Lines: 72
  11.  
  12. In rec.boats, youngqud@ucs.cs.orst.edu writes:
  13. >I need a ball park figure for the force needed to propel a 45 foot
  14. >power boat, 10 foot beam, at at hull speed, 7 - 8 knots I think.
  15. >This boat weighs about 8 to 10 tons.  How much forward force is exerted
  16. >by the propellor to move the boat at 7 - 8 knots ?  If anyone has a
  17. >guess or estimate please send me email.  BTW it takes I think it takes
  18. >about 60 of the 83 horse power available to push it at 7 - 8 knots, if that'll
  19.  
  20. This is very much dependant upon many boat design factors that vary
  21. too much to give you a hard number based on those factors alone.  If
  22. you're confident of the horsepower value, we can help.  By the very
  23. nature of your question, however, I suspect you don't really know that
  24. either.
  25.  
  26. I would determine the rough answer to your question as follows:
  27.     [I'll provide numbers in brackets purely for example.]
  28.  
  29. (1) Measure the maximum RPM your engine delivers for this boat. [3200]
  30.  
  31. (2) Use the published max torque or max horsepower curve for your engine
  32.     to find either value at this max RPM.
  33.           (HP = Torque (lb-in) x RPM / 63,025)
  34.                -or-
  35.     If you don't have this curve, you might assume that the max torque
  36.     is approximately constant and use the advertized rated values as
  37.     follows:
  38.     (your max HP) = (Max Rated Engine Power) x (your Max RPM) / (RPM
  39.                          of the max Rated Power)
  40.       [your max HP = 83 x 3200 / 3600 =  73.8 hp]
  41.  
  42. (3) Next measure your RPM at the speed you're interested in.
  43.       [2400 @ 7.5 knots]
  44.  
  45. (4) Now calculate the horsepower at this RPM using "The Propeller Law":
  46.     HP = (your max HP) x (RPM / your max RPM)**3
  47.                       (Note: "**3" = third power)
  48.  
  49.        [HP = 73.8 x (2400 / 3200)**3 = 73.8 x 0.422 = 31.1 hp!]
  50.  
  51.          (This may be a lot less than you thought!)
  52.  
  53. (5) Now we get to the propeller efficiency.  (We've disregarded the
  54. relatively small horsepower losses through the transmission, cutless
  55. bearing and so forth.  This reasonably offset by the conservative
  56. estimate that "torque is ... constant" in (2) above.)  Propeller
  57. efficiency can vary quite a bit.  Generally, larger diameters with
  58. more blades are less affected by the deadwater behind the shaft, strut
  59. and keel.  Also there's an theoretically greater propulsive efficiency
  60. for larger diameter, lower pitch, propellers.  Well spare you the formula.
  61. I'm not too familiar with smaller props (I'm more conversant with props
  62. that handle over 25,000 hp :-), so I'll guesstimate a propulsive
  63. efficiency for your boat of 55%.  So now we can calculate (guesstimate)
  64. the horsepower actually devoted to propelling the boat forward:
  65.        hp = .55 x HP     [= .55 x 31.1 = 17.1 hp]
  66.  
  67. (6) Finally, the propelling force is:
  68.  
  69.        Force = hp x 550 / velocity       where velocity is the boat
  70.                          speed in feet per second
  71.     So for this example,
  72.  
  73.        Force = 17.1 x 550 / (7.5 x 6076 / 3600)
  74.  
  75.          = 744 pounds
  76.  
  77. Give or take a thousand. :-)
  78.  
  79. -- Bob
  80.  
  81. ------------------------------------------------------------------------------
  82. Robert J. Hanners         "My comments; only mine."          *DIASTOLE* 676673
  83. CD, NSWC, Annapolis, MD                              hanners@oasys.dt.navy.mil
  84.