A valóság azonban mást diktál – kiderült, hogy a részlegesen vízbe merülő hajócsavarnak (a továbbiakban RVHCS – Részlegesen Vízbe Merülő Hajócsavar) számos előnye van a „hagyományos elrendezésűvel” szemben.
Ráadásul nemcsak a merülési mélységben tér el, hanem magának a csavarnak a geometriájában is: a lapátok domború-homorú profilja növeli a propeller hatásfokát, a megnövelt lapátszám pedig csökkenti a pulzáló hidrodinamikai erőket, amelyek váltakozva lépnek fel a lapátokon, amikor azok átszelik a vízfelszínt, és így tovább.
Ezt a meglepő sajátosságot egyébként meglehetősen régen fedezték fel, legalábbis magát az ötletet egy C. Sharp nevű amerikai már 1869-ben szabadalmaztatta. Az 50-es években pedig mindenkit lenyűgözött a korlátlan osztályú „Slo-Mo-Shun” siklóhajó, amely RVHCS-sel több mint 280 km/h sebességet ért el.
Különösen a versenyhajókon volt sikeres az RVHCS alkalmazása, mivel lehetővé tette, hogy megszabaduljanak a kiálló részek – a hajócsavar-tengelyek és tartókonzoljaik – felesleges hidrodinamikai ellenállásától.
Ezenkívül a hagyományos (teljesen vízbe merülő) csavar forgásakor fellép egy rendkívül kellemetlen jelenség, a kavitáció: a víz helyi felforrása, amelyet gőzbuborékok szétpattanása és a lapátok felületét érő hidraulikus ütések kísérnek. Ez a lapátok erózióját (fémrészecskék kimaródását), erős vibrációt és a hajó sebességvesztését okozza. Az RVHCS esetében azonban ez a jelenség valamilyen okból nem lép fel.
Ahogy a MAGNUS-EFFEKTUS sem lép fel: ez egy felfelé és hátrafelé irányuló keresztirányú erő, amely a szembejövő vízáramlás által körbeáramlott tengelyre hat. Ennek az erőnek a nagysága, figyelembe véve a versenyhajók nagy sebességét és a tengely magas fordulatszámát, meglehetősen jelentős szerepet játszik, és a kiküszöbölésére a tengelyt gyakran egy helyhez kötött védőcsőbe (burkolatba) helyezik.
Röviden, egy teljes sebességgel haladó motorcsónakon vagy jachton csak a lapátfelület egy része, a kormánylapát és egy kis védő uszony érintkezik a vízzel.
A hajócsavar lehető legmagasabb elhelyezése pedig lehetővé teszi, hogy ne kelljen attól tartani, hogy a fenéken lévő kövek megrongálják.
Mindezeket az előnyöket igyekezett figyelembe venni találmányában az amerikai feltaláló és versenyző, Howard Arneson, aki tökéletesítette az RVHCS-t, és kifejlesztett egy hajtásrendszert gyorsjárású, 200-tól 10 000 lóerős motorral hajtott motorcsónakok számára, részlegesen vízbe merülő hajócsavarral. Találmánya az ARNESON-HAJTÁS (ARNESON DRIVE) nevet kapta.
Hivatalosabban fogalmazva, ez egy olyan meghajtó egység, amely biztosítja a gyorsjárású motorcsónakok szuperkavitáló, részlegesen vízbe merülő hajócsavarjának optimális működési paramétereit, és lehetővé teszi a hajó irányítását.
Ebben a hajócsavar tengelye egy házban (csőben) helyezkedik el, és kardáncsuklóval, valamint a csavar tolóerejét felvevő nyomócsapággyal van ellátva. Az ARNESON-HAJTÁS háza karimával rögzül a hajó farához, mozgó részét pedig hidraulikus munkahengerek rendszere függesztik fel a far részhez. Ez a rendszer lehetővé teszi a ház (cső) függőleges síkban történő elfordítását akár 15°-os szögben – ezzel optimalizálva a csavar merülési mélységét –, valamint vízszintes síkban akár 40°-os szögben – a hajó irányításához.
Más szavakkal, ez a hajtás lehetővé teszi a hajócsavar magasságának, pontosabban merülési mélységének szabályozását, ami jelentősen megkönnyíti a hajóskapitány dolgát adott körülmények között. Ha pedig szükséges, akár teljesen ki is lehet emelni a vízből.
És íme az eredmény: az ARNESON-HAJTÁS használatával a hajó mozgásával szembeni teljes vízellenállás 5%-tól (alacsony sebességnél) akár 30%-kal is csökken (kb. 15 m hosszú, 10-45 csomós sebességgel haladó motorcsónakok esetében). Ezenkívül megszűnik minden kiálló rész ellenállása, kivéve a hajócsavar előtt elhelyezkedő kis, vékony védő uszonyt. Még a motorcsónak kanyarodásakor sem lép fel jelentős fékezőerő ezen az uszonyon, mivel a fordulás főként a hajócsavar tolóereje irányának megváltoztatásával történik, az uszony pedig gyakorlatilag mindig a csavar által beszívott víz áramvonalai mentén áll.
Ami nagyon fontos: az üzemanyag-fogyasztás is csökken, méghozzá igen jelentősen – 11%-tól akár 40%-kal is.
Egyes esetekben hibrid megoldásokat is alkalmaznak, ahol a hajófenék alatt elhelyezett hagyományos hajócsavar mellett ARNESON-HAJTÁS is található. Hogy pontosan miért van erre szükség, az nem teljesen világos.
Howard Arneson-nak bár nem volt műszaki végzettsége, képes volt sok érdekességet alkotni, és ami a legfontosabb, el is tudta adni ezeket, annyi pénzt keresve velük, amennyit egyetlen más, műszaki egyetemi diplomával rendelkező mérnök sem.
A feltalálással akkor kezdett foglalkozni, amikor televízió-eladóként dolgozott egy üzletben. 1950-ben egy bizonyos MacDonalddal közösen szabadalmaztatta az autók irányjelzőjét. Ez elegendő pénzt hozott neki ahhoz, hogy felmondjon és független vállalkozó legyen. Igaz, második szabadalma – egy horgászcsali –, valamint egy, a virágágyások levelektől vízsugárral való megtisztítására szolgáló készülék sem lett népszerű. Azonban az 1960-as években szabadalmaztatott Arneson Pool Sweep automata medenceporszívó megalkotása nemcsak mesésen gazdaggá tette, hanem egy teljesen új iparágat is létrehozott, amelyben ma már dollártízmilliárdok forognak.
Miután elég pénzt keresett, Arneson kedvenc hobbijainak szentelte magát: a vadászatnak, a horgászatnak és a motorcsónak-versenyzésnek. És ezen a területen is, ahogy mondani szokás, világszerte ismertté vált. Emellett számos más, tengeri és nem tengeri felhasználású terméket fejlesztett ki és szabadalmaztatott, miközben több bajnokságot is megnyert.
A gyakorlatban bizonyította be, hogy a részlegesen vízbe merülő hajócsavaroknak több lapáttal kell rendelkezniük – nem 3-mal, mint korábban, hanem 4, 5 vagy 6 lapáttal. Egy 3 lapátos propellernél minden lapát a terhelés 33%-át viseli, míg egy 5 lapátosnál csak a 20%-át.
A BEJEGYZÉS A HIRDETÉS ALATTI GOMBBAL FOLYTATÓDIK
