Gibt es eine spezielle Möglichkeit, den vom Propeller erzeugten (parasitären) Luftwiderstand zu berechnen?

Nicht ganz. Der Propeller beschleunigt Luft, und der Querschnitt der beschleunigten Luft ist etwas kleiner als die Fläche der Propellerscheibe. Dieser Luftstrahl wird jedoch die Umgebungsluft mit sich reißen, sodass es keine klare Grenze gibt. Außerdem wird der Rumpf oder die Triebwerksgondel den Windschatten / Propellernachlauf verdrängen, daher müssen Sie prüfen, welcher Querschnitt erforderlich ist, um beide aufzunehmen. Betrachtet man nun die benetzte Fläche im Nachlauf des Propellers, so sind zwei Effekte zu berechnen:

1. Erhöhter dynamischer Druck und Oberflächengeschwindigkeit mit vollständig turbulenter Grenzschicht, wodurch mehr Reibung und Druckwiderstand verursacht werden, und
2. Propellerwirbel, der zusätzlichen Auftrieb / Seitenkraft auf den Oberflächen im Propellernachlauf erzeugt. Schließen Sie Trim Drag ein, um den Wirbeleffekten entgegenzuwirken.

Zuerst berechnet man den Luftwiderstand ohne Propeller und dann mit ihm. Die Differenz ist der Beitrag des Propellernachlaufs. Nehmen Sie der Einfachheit halber eine konstante Geschwindigkeit über den Querschnitt des Propellernachlaufs an und beziehen Sie die Beschleunigung der Umgebungsluft nicht mit ein. Versuchen Sie für mehr Präzision, die Ablenkung des Propellernachlaufs durch den Flügel zu addieren, und bedenken Sie, dass die Beschleunigung der Luft, die durch die Propellerscheibe strömt, senkrecht dazu ist, während der Luftstrom selbst aus einer Richtung kommt, die durch den Anstellwinkel und den Winkel beschrieben wird von Seitenschlupf. Wenn diese relativ zum Propeller nicht Null sind, hat der Propellernachlauf eine andere Richtung als die umgebende Luftströmung.

Wenn$\Omega$ist die Winkelgeschwindigkeit des Propellers,$v_{\infty}$Ihre Fluggeschwindigkeit und$\Delta v$die Geschwindigkeitserhöhung aufgrund des Propellers des Durchmessers$d$, dein Wirbel$\omega$Ist

Diese Skizze zeigt das Strahlrohr durch die Propellerscheibe (hellgrau) und unterhalb des Druckprofils im Strahlrohr. Luft wird in den Propeller angesaugt und hinten herausgedrückt, und der Querschnitt des Strömungsrohrs ist proportional zum Kehrwert der Strömungsgeschwindigkeit. In der Propellerscheibe nur die Hälfte der Drehzahlerhöhung$\Delta v$eingetreten ist (Froude-Hypothese).

BEARBEITEN:

Diese Antwort von @xxavier führte mich zu einem sehr interessanten Paper, in dem der Widerstand einer Luscombe 8b mit und ohne Schub verglichen wurde. Es wurde ein sehr durchdachter Weg beschritten, um Null-Schub-Zahlen zu erhalten, und das Ergebnis zeigte, dass der zusätzliche Widerstand durch die Propellereffekte etwa 30 % des gesamten Null-Auftriebs-Widerstands ohne Schub betrug.