Da ich ein ziemlich chaotischer Lerner bin und mir grundsätzlich ein Gesamtwissen mehr oder weniger ineffizient aus vielen Puzzleteilen zusammensuche, kann ich tatsächlich nicht sagen, woher ich das weiß. Aber es stimmt, dass es mir höchstwahrscheinlich nicht beim Eintrag für Constant Speed (bzw variable Pitch) Prop gesagt wurde. Eigentlich ein Skandal. Ist das nicht im Grunde die sicherheitsrelevanteste Information überhaupt bei dem Eintrag? Und kann man nicht genau daran auch gut über die Funktionsweise philosophieren?

So ist das in der Fliegerei: Es gibt so viele Informationen zu suchen und zu finden, dass man immer etwas zu tun hat, was ja auch Spaß macht. Man muss nur Glück haben und das Wissen finden, bevor man es wirklich braucht. Da hilft dieses Forum ungemein! Kann gut sein, das das hier stand oder im Heft.

Hallo in die Runde,

die Feststellung, dass das Erreichen von max RPM kein Indiz für die Verfügbarkeit von max Power ist hat mich auch ins Grübeln gebracht und ich möchte sie nocheinmal hinterfragen. Vielleicht könnt ihr mir ja auf die Sprünge helfen. Hier mein Gedankengang dazu

1. Wir betrachten Kolbentriebwerke mit Constant Speed Prop
2. Verstellpropeller und Govenor sollen dafür sorgen, dass bei möglichst allen relevanten Kombinationen aus Drehzahl und TAS der Anstellwinkel der Propellerblätter optimal ist, d.h. dass ein Maximum der gerade eingestellten Triebwerksleistung in Vortrieb verwandelt wird.
3. ich gehe davon aus, dass Triebwerk und Prop bei der Konstruktion so aufeinander abgestimmt sind, dass der Prop auch in der Lage ist, dem Triebwerk seine Maximalleistung abzufordern (dazu muss er sicher einen bestimmten Mindesdurchmesser haben, die Anzahl der Propellerblätter spielt bestimmt auch eine Rolle).
4. Zumindest mein IO540 erzeugt bei der max. erlaubten(!) Drehzahl auch die maximale Leistung. Das habe ich aus dem entsprechenden Diagramm des Triebwerkshandbuchs entnommen. Ich weiß dass "normale" Kolbenmotoren ihr Leistungsmaximum vor ihrer max. möglichen Drehzahl erreichen, weil das Drehmoment bei steigender Drehzahl irgendwann schneller abfällt. Vermutlich sind die max. erlaubten Drehzahlen unserer Triebwerke durch den Hersteller begrenzt. Sie könnten schneller drehen, wenn man sie ließe, gingen dann auch schneller kaputt.
5. Der Prop braucht für optimale Wirkung bei hoher Drehzahl und geringer TAS eine geringe Steigung. Sinkt Drehzahl und/oder steigt TAS vergrößert sich die optimale Steigung. TAS meint TAS in Flug-/Fahrtrichtung, nicht den "Wind" den die Propellerblätter "sehen".
6. Ein stehendes Flugzeug mit max RPM hat doch die geringste im Betrieb auftretende TAS bei höchster Drehzahl. Damit wird in diesem Zustand der geringste Anstellwinkel der Blätter benötigt. In allen anderen "Flugzuständen" ist die TAS höher und damit wird da ein größerer Anstellwinkel gebraucht.
7. Wenn das stimmt, macht es keinen Sinn den Regelbereich des Prop/Govenor so auszulegen, dass noch geringere Anstellwinkel möglich sind, als der, der bei max RPM und damit max Leistung optimal ist.
8. Richtig, sollten Regler/Prop/Anschläge geringere Anstellwinkel als den für max Leistung (und damit max RPM) bei 0 TAS optimalen zulassen, könnte bei einem Triebwerk, dass nicht seine max. Leistung bringt der Regler den Anstellwinkel weiter verkleinern, damit das Triebwerk es leichter hat, seine max. Drehzahl zu erreichen, ohne die geforderte max. Leistung erbringen zu müssen. Dann könnte man tatsächlich sagen, das max. RPM kein Hinweis auf verfügbare max.Leistung lt Handbuch ist.
9. Aber, warum sollten die Ingenieure den Regelbereich des Govenors so auslegen? Ein geringerer Anstellwinkel wird ja nicht gebraucht.
10. Ich vermute, dass zu Beginn des Startlaufs, also bei 0kn TAS und bei max. Drehzahl laut Handbuch, die Propellerblätter auf ihrem kleinsten Anstellwinkel stehen, also am oder kurz vor Anschlag sind. Wenn das stimmt, hat der Regler keinen nennenswerten Spielraum mehr, den Anstellwinkel weiter zu verkleinern, damit ein Triebwerk, dass nicht seinen Nennleistung bringt, die Drehzahl dochnoch schafft. Damit erreiche ich im Stand/zu Beginn des Startlaufs max RPM nur, wenn die max. vorgesehene Leistung auch anliegt.

Puh, das ist viel Text und danke an die, die bis hierher gelesen haben. Vielleicht gibt es Hinweise, bei welchen der Punkte ich falsch liege?

Die Nummerierung soll den Bezug auf die einzelnen Aussagen erleichtern und damit Missverständnisse reduzieren und unsere Nerven schonen :-)

Dietmar, danke für diesen Beitrag … fand ich sehr gut und hat auch ein paar meiner Lücken geschlossen!

Was mir noch nicht klar ist: Dre Zusammenhang zwischen dem Ducrhmesser des Props, der Anzahl der Blätter und RPM ... und auch der TAS.

Mein Flugzeug würde von einem Dreiblatt-Metallprop auf einen Vierblatt-Composite-Prop mit 1 inch weniger Durchmesser umgerüstet. Trotzdem erreicht es seine höchste (und in der Regel identisch) TAS bei derselben Drehzahl, in meinem Fall bis FL100 etwa 2500 rpm. In größerer Höhe braiuche ich etwas mehr rpm um die höchst mögliche Speed zu erreichen.

Regeln die drei oder vier Blätter des Props einfach nach verfügbarem Drehmoment so weit nach, bis das Optimum erreicht ist ... und liegt die max TAS deshalb auch immer in etwa demselben Bereich?

Available Power check bei Constant Speed Props:

Korrekt eingesteltl (vom Design, als auch von der Produktion/Wartun) soll der Propeller im Stand bei maximaler Leistung die maximale Drehzahl gerade nicht erreichen. Hängt also im low pitch stop fest, agiert hier analog zu einem fixed-pitch Propeller.

Damit kann eine fehlende Leistung des Triebwerks duch geringere Drehzahl erkannt werden (eben wie bei einem fixed-pitch Propeller).

Schön, wenn's geholfen hat :-)

>Was mir noch nicht klar ist: Dre Zusammenhang zwischen dem Ducrhmesser des Props, der Anzahl der Blätter und RPM ... und auch der TAS.

Was ich mir zusammenreime: Der Vortrieb (eine Kraft) entsteht dadurch dass der Prop eine bestimmte Masse innerhalb einer bestimmten Zeit um eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt. Physikalisch riecht das nach Impuls. Beschleunigen wir die Luft auf eine höhere Geschwindigkeit oder mehr Luft auf die gleiche Geschwindigkeit wie weniger Luft, bekommen wir mehr Vortrieb.

Luft auf eine höhere Geschwindigkeit bescheunigen geht mit mehr Drehzahl oder mit einem steileren Anstellwinkel (glaub ich). Mehr Drehzahl hat seine Grenzen im Triebwerk und wegen der Geschwindigkeit der Luft, die die Propellerspitzen "sehen". Da gibt es wohl Probleme, wenn diese die Schallgeschwindigkeit erreichen. Umso größer der Propellerdurchmesser und die Drehzahl, umso dichter kommt man da ran. Wenn man den Anstellwinkel der Blätter erhöht, wird das Verhältnis "Auftrieb" (hier = Vortrieb) zu Reibung immer ungünstiger und irgendwann reißt die Strömung ab. Das kennen wir von den Tragflächen. Probellerblätter sind ja auch nur Tragflächen.

Will ich mehr Vortrieb durch mehr beschleunigte Luftmasse erreichen, kann ich das durch einen größeren Durchmesser des Props (mit Grenzen wegen Schallgeschwindigkeit, vllt auch wegen Propspitzenerrosion). Oder ich nehme bei gleichem Durchmesser mehr Propellerblätter. Die bewegen gemeinsam pro Umdrehung vermutlich mehr Luftmasse als bei dem Prop mit weniger Blättern. Mit zunehmender Anzahl der Propblätter wird der Effekt immer geringer werden, weil die durch ein Blatt auch umgelenkte Luft bestimmt die Strömung seiner benachbarten Blätter ungünstig beeinflusst. Ich vermute, sie machen sich gegenseitig kleine Wirbelschleppen :-)

Das bedeutet, ich kann bei einem 4-Blatt-Prop den Durchmesser verkleinern, mehr Bodenfreiheit haben und trotzdem den gleichen Vortrieb erzielen.

Um die max. erreichbare Geschwindigkeit zu erhöhen muss ich entweder den Luftwiderstand verringern (steht hier nicht zur Debatte) oder mehr Vortrieb erzeugen. Das kann ich mit mehr Triebwerksleistung oder einem effizienteren Prop.

Und damit bin ich am Ende meines Lateins. Es stellt sich ja die Frage, was ist an einem 4-Blatt-Prop besser als an einem 2 oder 3-blättrigen? Ich vermute: Der Durchmesser kann kleiner sein-> mehr Bodenfreiheit beim Taxi, er könnte theoretisch schneller drehen (aber da setzt das Triebwerk ja Grenzen). Ist er effizienter? Ich glaube da muss ein Spezialist antworten.

Würde man die max. Triebwerksleistung erhöhen, so dass der vorhandene Prop es. nicht mehr schafft die Leistung auch abzurufen, braucht man wohl einen Prop mit größerem Durchmesser oder mehr Blättern, um die verfügbare Leistung auch in Vortrieb umzusetzen. Vermutlich würde mann dann auch schneller sein.

>Regeln die drei oder vier Blätter des Props einfach nach verfügbarem Drehmoment so weit nach, bis das Optimum erreicht ist ... und liegt die max TAS deshalb auch immer in etwa demselben Bereich?

Ich denke der Regler versucht durch Anstellwinkelverstellung die jeweils eingestellte Drehzahl konstant zu halten, ein Drehmoment "spürt" er nicht. Ich denke die TAS liegt im gleichen Bereich, weil am Ende ähnlich viel Vortrieb rauskommt und die Props sich bzgl. der Effizienz nicht wesentlich unterscheiden.

Du merkst, ich weiß es auch nicht ;-)