Hier eine Abhandlung aus etwas anderer Sichtweise, nämlich der "Carson's Speed":

The speed to fly for the CAFE races was the speed at which the product of groundspeed and miles per gallon was greatest. It happens that that speed coincides with the “Carson speed,” named after a former Naval Academy professor of aerospace engineering, Bernard H. Carson. In a 1980 paper entitled “Fuel Efficiency of Small Aircraft,” which is in the public domain and ought to be available on the internet for download but isn’t, Carson observed that, because they need to climb, airplanes are provided with much more power than they need to cruise at their most efficient speed, the “best L/D speed” or “best range speed.” Since this additional power allows airplanes to go much faster, the question naturally arises of how to get the most extra speed for the least extra cost – or, as Carson put it, of finding “the least wasteful way of wasting.” The speed in question turned out, theoretically at least, to be the one at which the product of speed and L/D, or lift-drag ratio, was greatest. This was 1.32 times the speed for most miles per gallon (that is, the best L/D speed).

In 1993, Russ Erb of EAA Chapter 1000 (Muroc, California) published a paper, which can be found online (search for “Carson speed”), in which he identified the Carson speed as the speed for the highest ratio of speed to thrust (which is equal in magnitude to drag). Erb pointed out, again, that this was 1.32 (the fourth root of three) times the best L/D speed. (The best L/D speed, by the way, is in turn 1.32 times the best endurance speed or least-power speed. Who would have guessed that airplanes had such a profound affinity for the fourth root of three?) As a practical matter, however, the real Carson/CAFE speed is higher than calculation would suggest, because both propeller efficiency and specific fuel consumption (the amount of fuel required per horsepower per hour) improve, up to a point, as the airplane goes faster, and as a result the actual best range speed.

Das Ganze ist unter dem Aspekt "Fuel economy" zu verstehen. Daraus ergeben sich die Umweltaspekte von selbst.

Nicht nur das, man kann über die Carson-Speed auch leicht erkennen, welches Flugzeug aerodynamisch hervorragend gezeichnet wurde.

Praktisch bedeutet das, dass man sich die Vy des Fliegers mit 1,32 multipliziert und somit Vz erhält.

Diese Speed ist die optimale Climbspeed (full power, mixture full rich, best engine cooling, best visibility over the nose, very good lift) und auch die optimale cruise-speed (ohne Windbetrachtung).

Idealerweise stellt sich bei einem aerodynamisch guten Flugzeug die Vz (Mooney-Acclaim 137CAS, Aerostar 154CIAS) bei Leistungen<65% ein, was auch Lyco's dazu bewegt, LoP "Butterweich" zu schnurren(mit gematchen Düsen).

M20TN = 137CAS @FL190/ISA+9 = 189TAS, FF 1x14Gal/h, 25°F LoP, = 13,6NM/Gal

Aerostar= 154CAS @ FL200/ISA = 201TAS, FF 2x15Gal/h, 25°F LoP = 6,7NM/Gal

Vz ist also die "optimum climb+cruising speed" (ohne Windbetrachtung,ISA Temp.) die bei vielen Flugzeugen meist so um 50-55% Leistung erzielt wird (obwohl die meisten Kolbenmotoren bei ca. 65% am effizientesten arbeiten). Vz ist nicht die Speed für max.. Range, die nahe Vy liegt, beim Aerostar z.B. 116/117KIAS.

Geringere Powersettings als 65% veringern den Wirkungsgrad, wobei hier 4-Zylinder schlechter abschneiden als 6-Zylinder-Motoren.

Die Cafe-Foundation hat das etwa zeitgleich wie Carson 1980 untersucht (nachzulesen bei Norm Howell)

Hierbei wurde die Faustformel "VMG^1.3xMPG" - definiert, die ich persönlich seit vielen Jahren anwende.

Du musst nur tief genug fliegen, dann bekommst Du Carson Speed auch bei 50 % MCP.
Oder hoch genug, dann bekommst Du Carson Speed auch erst bei 80 % MCP.

Der Wirkungsgrad (BSFC) ändert sich zwischen 45 und 65 % Leistung bei den meisten Flugmotoren nicht so wahnsinnig (C421C: 3,7 %; PA34-III: 0,8 %). Oberhalb 60 % werden viele Turbo-Motoren recht heiß (TIT, CHT), wenn man nach Handbuch leant.

Du musst nur tief genug fliegen, dann bekommst Du Carson Speed auch bei 50 % MCP.

Die optimale Höhe u.a. bestimmt sich über die Distance to fly und den Wind.

Oder hoch genug, dann bekommst Du Carson Speed auch erst bei 80 % MCP.

wenn wir über "best efficiency" sprechen dann: Vz=Vy x 1,32, Power=<65%, 25°LoP, CHT max. 380°F.

daher kommt eine so hohe Leistung hier nicht in Betracht, da der Wiederstand sich im........ erhöht.

Der Wirkungsgrad (BSFC) ändert sich zwischen 45 und 65 % Leistung bei den meisten Flugmotoren nicht so wahnsinnig (C421C: 3,7 %; PA34-III: 0,8 %).

BSFC= r/P

SFC bei einem Lyc. O-235 = 0,43 (lb/hp*h) damit ist die energy efficiency allerdings bei 31,4%

kannst Du mir bitte die Quelle nennen wo steht, dass Deine C421C nur 3,7% efiiciency und eine PA34-III nur 0,8% hat

Oberhalb 60 % werden viele Turbo-Motoren recht heiß (TIT, CHT), wenn man nach Handbuch leant.

wird ausschließlich über den roten Hebel bestimmt.

die CHT hängt von mehreren Parametern wie:

Leistung

Speed

RoP vs. LoP

Altitude

Zündzeitpunkt

Buffling

Cowlflaps

Coating der Zylinder

Engine Mounting

OAT

Hallo Walter,

"kannst Du mir bitte die Quelle nennen wo steht, dass Deine C421C nur 3,7% efiiciency und eine PA34-III nur 0,8% hat"

Das ist natürlich Quatsch.

Du hast geschrieben:
"Geringere Powersettings als 65% veringern den Wirkungsgrad, wobei hier 4-Zylinder schlechter abschneiden als 6-Zylinder-Motoren."

Ich antwortete:
"Der Wirkungsgrad (BSFC) ändert sich zwischen 45 und 65 % Leistung bei den meisten Flugmotoren nicht so wahnsinnig (C421C: 3,7 %; PA34-III: 0,8 %)."

Die Änderung des Wirkungsgrades kann man leicht aus den Handbuchwerten errechnen. Hier:
C421C: 45 % MCP: 27,6 GPH; 65 % MCP: 38.4 GPH => Delta = (27,6/45)/(38.4/65) = 1,038 entsprechend +3,8 % = -3,7 %;
PA34-III: 45 % MCP: 16,0 GPH; 65 % MCP: 23.3 GPH => Delta = 0,8 % (und zwar in der Art: schlechterer Wirkungsgrad bei 65 %; ich hatte daher auf die Temperatur-Problematik CHT und EGT bei Turbocharged und Leistungen oberhalb 60 % hingewiesen. In der Praxis hatte ich bei der Seneca 24.4 GPH bei 65 % benötigt, um CHT und EGT im Rahmen zu halten; bis 60 % erreichte ich Handbuchwerte.)

Quelle: AFM / POH

Anmerkung:

Vielleicht solltest Du Dir auch meinen Hinweis zur Carson Speed nochmals genau durchlesen. Du hast geschrieben: "Idealerweise stellt sich bei einem aerodynamisch guten Flugzeug die Vz (Mooney-Acclaim 137CAS, Aerostar 154CIAS) bei Leistungen <65% ein"

Du wirst merken: gerade auf Speed getrimmte Flugzeuge wie die Aerostar gewinnen mit der Höhe irgendwann kaum mehr Speed (TAS) und verlieren erheblich IAS, eher auf Langsam / kurze RWY ausgelegte Flugzeuge wie die Seneca werden mit der Höhe auf Strecke immer deutlich effizienter. So war mein Hinweis zu verstehen, dass sich die Carson Speed eben nicht bei einer bestimmten Leistung einstellt, sondern letztere deutlich höhenabhängig ist. Ich kann hier aber aus Zeitgründen leider auch nicht jeden Gedanken bis ins Kleinste detaillieren.

"The speed in question turned out, theoretically at least, to be the one at which the product of speed and L/D, or lift-drag ratio, was greatest."

Ich versuche das gerade zu verstehen. Welche Bedeutung hat dann das Produkt von Geschwindigkeit (v) und L/D, und warum will man das maximieren?

Nehmen wir gleichförmigem Flug an, dann ist L=Lift=Gewicht des Flugzeugs=(näherungsweise) konstant.

Der Drag D hingegen nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit erst ab und dann wieder zu.

=> vL/D hat sein Maximum, wenn 1% Erhöhung von v genau 1% Erhöhung von D bewirkt.

Irgendwie verstehe ich nicht, warum dieser Punkt erstrebenswert ist...

ich versuche mal weiterzudenken: D ist ja (Kraft=Gegenkraft) auch (näherungsweise) die benötigte Schubkraft des Propellers und damit (bei festem Wirkungsgrad) näherungsweise proportional zum Verbrauch pro NM (ohne Wind). Deshalb ist maximales L/D der Punkt maximaler Reichweite.

vD ist (näherungsweise) die benötigte Schubleistung des Propellers, also (bei festem Wirkungsgrad) proportional zum Verbrauch pro h.

Aber was ist v/D (prop. Geschwindigkeit/Schub) ? und warum will man das maximieren?

https://www.openclip.net/Benchmark/AOALog2012SummerSweetSpot.pdf

https://www.openclip.net/Benchmark/IntroducingVz.pdf

Page 81/82 gibt Antwort darauf, warum Vyx1,32 effizienter als Vy ist

und warum "TGT-EGT" climbing auch die Effizienz steigert.