Diretrizes para usar uma velocidade constante / hélice de passo ajustável

why would anyone want to mess with the pitch of the propeller ?

Uma hélice opera com a maior eficiência quando usada em uma combinação específica de velocidade de avanço e RPM. Ao alterar o tom, você altera essa combinação, de modo que a melhor eficiência pode ser mudada em uma série de velocidades.

Para o fundo físico, consulte esta resposta .

This implies that the lower RPM will result in lower thrust ( true? )

Sim, menor que o empuxo máximo. Se você precisar de um empuxo menor que o máximo, uma RPM mais baixa é sensata para reduzir o desgaste do motor. Reduza o RPM somente se a velocidade de sustentação restante ainda puder absorver a potência; Em outras palavras, verifique se o RPM é alto o suficiente para permitir que o motor funcione na velocidade necessária para a potência desejada. Mas não controle o empuxo com o RPM - é para isso que o acelerador serve.

Um motor de pistão gera uma quantidade constante de energia, independentemente da velocidade no ar. Esta saída de potência cresce linearmente com o RPM do motor. Você controla essa potência com o acelerador (e mede a potência indiretamente com a pressão do coletor) e usa o passo do propulsor para permitir que o motor funcione rápido o suficiente para criar a energia desejada. Se você executar o propulsor mais rápido reduzindo o passo, ele operará com um coeficiente de elevação da lâmina que é menor que o da lâmina ideal L / D, para que você perca eficiência. Além disso, o motor funcionará mais rapidamente e estará na faixa operacional de carga parcial, onde também funcionará com menos eficiência. Corra o propulsor mais devagar, aumentando o passo e você irá desacelerar o motor para que ele não possa produzir a potência desejada. Além disso, agora a hélice funcionará com um coeficiente de elevação mais alto, a eficiência diminuirá e parte da lâmina da hélice poderá até parar se você aumentar demais a inclinação.

Quanto ao que é uma redução significativa no ruído: Isso é subjetivo e eu aconselho você a descobrir por si mesmo.

O impulso da hélice é uma função da RPM da hélice e do ângulo de ataque da lâmina:

• Com um ângulo de ataque constante da lâmina, o empuxo aumenta com o RPM.
• Quando o avião capta a velocidade, o ângulo de entrada na lâmina muda: o AoA local é reduzido e o impulso é reduzido. Isso pode ser compensado aumentando a RPM ou aumentando o passo da lâmina, que é a melhor opção.

Na velocidade zero, o ângulo de ataque é o mesmo que o passo da lâmina. Você pode ajustar o tom da hélice para manter o mesmo ângulo de ataque local quando o avião captar a velocidade.

Você obtém o menor consumo específico de combustível na L / D mais alta da lâmina, geralmente em uma lâmina AoA de aproximadamente 6 °.

O que uma hélice de velocidade constante realmente oferece é a capacidade de operar com a máxima eficiência teórica da hélice para uma velocidade de motor desejada em todo o envelope de voo do avião. A eficiência da hélice é definida como a relação da potência de empuxo disponível para impulsionar a aeronave para a frente sobre a potência do freio entregue à hélice pelo virabrequim do motor.

Os motores a gasolina produzem saídas de potência específicas em velocidades específicas do motor. A potência máxima de saída ocorre na velocidade específica do motor, geralmente na linha vermelha (velocidade máxima do motor). Uma vez que uma hélice de passo fixo não pode alterar o passo da hélice, ela deve ser projetada para certos regimes de vôo, proporcionando a melhor eficiência da hélice. Isso geralmente não ocorre no solo na velocidade zero, a fim de evitar o excesso de velocidade do motor à medida que a aeronave ganha velocidade e permite um envelope operacional maior em aceleração total. Aviões equipados com hélices de cruzeiro com ângulos de ataque de lâmina mais altos e conseqüentemente menor rotação máxima do motor durante o rompimento da decolagem, proporcionando rolagens mais longas e subidas lentas a fim de compensar velocidades de cruzeiro mais rápidas. Os aviões equipados com hélice de escalada aceleram e sobem melhor em velocidades de ar mais baixas, mas não podem viajar tão rápido sem riscos de excesso de velocidade do motor.

Como uma hélice de velocidade constante pode alterar o passo das pás para ajustar a velocidade do motor em voo, pode aumentar ou diminuir a carga de trabalho aplicada ao virabrequim do motor, mantendo a velocidade e a potência desejadas para a velocidade que é então convertido em empuxo com penalidade mínima de arrasto.

As configurações de potência do motor são uma combinação específica de pressão do coletor e velocidade do motor. Os fabricantes publicam estes para motores específicos e combinações de hélice na forma de gráficos de potência. Essas diretrizes devem ser observadas para obter as saídas de energia necessárias e a queima de combustível durante todas as regas de vôo. Um exemplo de gráfico de potência está abaixo de um Turbo Arrow IV Piper PA-28RT-201T.

Exemplo: Suponha que você queira navegar a 65% da potência a uma altitude de pressão de 12.000 pés, assumindo condições padrão. Usando o gráfico de potência 28,2 "e 2575 RPM serão necessários para a saída de energia desejada na pressão mais baixa do coletor.

Você pode pensar em uma hélice de velocidade constante semelhante à transmissão em um carro. Uma vez na altitude de cruzeiro, você começa a discar mais passo da hélice (visto em RPMs) e abaixa o acelerador (visto como Pressão do coletor), o que tem efeito semelhante ao deslocamento das marchas em um carro. Se você quiser subir mais, você tem que desfazer isso, semelhante a downshifting em um carro. A pressão do coletor cai com a altitude, então em algum momento você não pode mais reduzir o acelerador, pois você estará cheio. Não se esqueça de inclinar a mistura, geralmente acima de 3.000 pés, para que você não fique muito rico e Apenas desperdiçando gás. Depois, enriqueça no caminho de volta.

A vantagem é mais velocidade com menor consumo de energia e menor consumo de combustível.

A seta II tem um motor de 180 cv, semelhante ao meu cardeal, exceto que o seu será injetado com combustível (IO-360 vs O-360).

Você pode executar o flat out se quiser - o governador da hélice deve limitar os RPMs a 2700, você está passando por cima da linha vermelha se você subir, ruim para o motor. Há um ajuste de parafuso com fio de segurança no meu para definir o RPM máximo permitido.

E também é barulhento. Acomode-se a 2400 RPM, pressão de 24 ", aproveite o passeio, você estará queimando 9-10 galões por hora (veja as páginas 9-4, 9-5, 9-10 do POH). , mas você não terá a potência para ir muito mais rápido devido ao arrasto, e você usará muito mais gás fazendo isso.

Exemplo Manual operacional do piloto (também conhecido como POH)

Aqui está a resposta que recebi do meu instrutor piper dakota:

Quando você está decolando e subindo, você faz isso na potência máxima e no ângulo mais baixo da lâmina. Quando você alcança a altitude de cruzeiro e começa a nivelar, o RPM começa a aumentar e ameaça ir além da linha vermelha (mesmo que o motor esteja classificado a 2400 RPM). Nesta situação, para continuar a obter impulso máximo dentro do envelope de força do avião, você pode ajustar a inclinação para diminuir a rotação.