Основная нагрузка на лопасть в комлевой части не от аэродинамики, нагрузка от центробежной силы. И отсюда факторы увеличивающие нагрузку это вес лопасти (тяжёлые толстые концы лопастей, с тяжёлой окантовкой), маленький диаметр комлевой части, большой диаметр винта, большие обороты. Как уменьшать нагрузку понятно. Эти вопросы большинству понятны, считаются и не сложно.
Причём у винта показанного Ledchik, нагрузки вроде небольшие и если посчитать, в комлевой части по дереву на разрыв запас прочности будет около двух-трёх, что вполне нормально. На высоконагруженных моноблочных деревянных винтах бывает запас и меньше двух - и это хорошо зарекомендовавшие себя ресурсные винты.
По приклейке (намотке стекла) на цилиндрическую поверхность, её считаем на срез по площади цилиндра приклейки, запас получится наверняка ещё больше (может даже и десятикратный). Но это если бы нагрузка распределялась равномерно, а этого не будет. При показанной схеме заделки будет сильный концентратор напряжения по цилиндрической поверхности склейки в месте выхода комля из ступицы. Если кто помнит из курса "Деталей машин" расчёт резьбовых соединений, почему у нормальной гайки на болту три первых витка резьбы несут почти всю нагрузку, и увеличение высоты гайки не увеличивает запас прочности, то поймёт о чём я говорю.
Качество приклейки на гладкую цилиндрическую поверхность намоткой вполне удовлетворительное и намного превышает прочность самой древесины, поэтому нарезка всяческих канавок только ослабит конструкцию. Расчётное сечение уменьшится и нагрузка на срез будет идти тоже по меньшему диаметру внутри древесины чуть ниже склейки.
Прочность дерева на срез вдоль слоёв очень маленькая. И разрушение под склейкой будет развиваться постепенно, а не сразу. Причём визуально вы этого не заметите, а вот вода в эти трещины будет поступать, дерево будет разбухать и маскировать эти трещины. Просчитать это сложно. Основным вредным фактором будет изменение влажности древесины, то есть циклы высыхания-намокания. При этом внутри этого "стакана" будут появляться микротрещины в большом количестве, что сильно способствует концентрации напряжений. Вот примерно такая картина развития разрушений мне видится.
Ещё в 20-30х годах занимались проблемами заделки деревянных лопастей в металлический стакан и почти единственным приемлемым решением признали внутреннюю коническую резьбу с клеем. Причём одна лопасть содержит сразу два, три, а то и четыре конуса соединения. И в этом соединении практически нет концентраторов напряжения.
Берёзу для изготовления винтов я не рекомендую. Хотя по удельной прочности она превосходит даже ясень.
Очень плохо контролируется состояние древесины. При попадании воды в древесину, очень быстро загнивает и подпорченная древесина теряет прочность в разы, а внешне мало отличается от здоровой. Уследить чтобы в эксплуатации влага не попадала в древесину очень сложно.
