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21. Dezember 2020: Von Erik N. an Nicolas Nickisch Bewertung: +1.00 [1]

Propeller haben für jede Geschwindigkeit eine jeweils beste erreichbare Effizienz bzw. Umsetzung der eingesetzten Leistung in Vortrieb. Je schneller das Flugzeug, desto geringer die Drehzahl. Ein Verstellprop passt diese Effizienz an. Ein Prop, der für 2300rpm im Reiseflug bei z.B. 150kts ausgelegt ist, arbeitet bei 2100 und 2500 rpm nicht effizient und erzeugt für die eingesetzte Energie zu wenig Vortrieb; der Rest geht wird in Wärme gewandelt, und in mechanische Energie. Ist schon vergleichbar mit einem Auto, das niedertourig den Pass hochgequält wird.

Propeller und Motoren sind jeweils für den speziellen Flugzeugtyp ausgelegt. Es gibt für jeden Motor Kombinationen aus Drehzahl und Leistung, die ihn direkt und schnell mechanisch zerstören (die stehen im POH oder vorne am Panel), oder die Zylinder zu heiss werden lassen, oder Detonationen erzeugen. Und es kann Kombinationen geben, die z.B. zu einer Verstärkung der Eigenschwingungen in der Kurbelwelle oder anderen Motorregionen führen, und nicht im POH stehen. Diese können bei jedem Motor anders sein oder auch nicht vorhanden sein.

Man müsste den Motor gezielt auf sein Eigenschwingungsverhalten im Betrieb untersuchen, und das ist bei vielen Flugmotoren aufgrund mangelnder Technik bei ihrer Entwicklung nicht erfolgt. Es sind "unknown unknowns".

Und Reibung in Flugmotoren entsteht zu 98% beim Anlassen. Ist das Öl mal überall verteilt, wäre Reibung mir kein Argument mehr für geringere Drehzahl.

Weil mir das alles zu unsicher und anekdotisch ist, fliege ich den Motor innerhalb einer kleinen Bandbreite dort, wo er laut Handbuch des Flugzeug und des Motorherstellers (TCM) betrieben werden sollte.

23. Dezember 2020: Von Udo R. an Erik N.

Hallo Erik,

"je schneller das Flugzeug desto langsamer die Drehzahl". Entschuldige bitte, aber ist das so? Oder wie ist das zu verstehen?

Ich habe es noch nicht in Gänze verstanden. Aber was ich so lese ist anders herum: je schneller man fliegt, desto höher muss die Drehzahl bei einem Variable Pitch Propeller eingestellt werden.

Hier z.B. einigermaßen fundiert (wenngleich es kein wissenschaftliches Paper ist):

https://www.nar-associates.com/technical-flying/propeller/cruise_propeller_efficiency_screen.pdf

Die Aussage ist: jede Drehzahl hat seinen effizientesten Bereich, was jedenfalls den Propellerwirkungsgrad angeht.

Das scheint auch an den "Rändern" des möglichen Drehzahlbereichs rapide abzufallen, wenn ich mir die empirisch ermittelten Daten von dieser Homepage anschaue (in der Figur Cruise Index vs. Propeller RPM):

https://www.kitplanes.com/effect-of-propeller-rpm-on-speed-efficiency-noise-and-vibration/

Damit hat jede Drehzahl seine höchste mögliche Geschwindigkeit, bis zu der eine höhere Drehzahl dann effizienter wird.

Allerdings ist der Propellerwirkungsgrad nur ein einziges Rädchen an der Gesamteffizienz. Denn um höhere Geschwindigkeiten zu erreichen muss mehr Leistung gesetzt werden, was wiederum (jedenfalls in meinem POH) ohnehin höhere Drehzahlen verlangt, um keine Überlastung zu riskieren. Damit wandert der Propeller automatisch im besten Effizienzbereich, wenn man die niedrigst mögliche Propellerdrehzahl einstellt, die das POH für ein Leistungssetting erlaubt.

Grüße, Udo


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