Wären große Lüfter-/Propellerblätter mit niedrigem Seitenverhältnis effizienter? Warum nicht?

Ein niedriges Seitenverhältnis bedeutet mehr Akkord. Mehr Akkord bedeutet

1. geringerer Auftriebsbeiwert. Dies verschiebt den Arbeitspunkt des stromlinienförmigen Schaufelprofils zu einem weniger effizienten Polarpunkt. Da Drehmoment und Drehzahl konstant bleiben, kann ein breiteres Blatt nicht mehr Energie aufnehmen und kompensiert die höhere Sehne mit einem proportional niedrigeren Auftriebskoeffizienten.
2. mehr Fläche. Sie stellen zu Recht fest, dass die höhere Reynolds-Zahl der Klinge den Reibungswiderstandskoeffizienten verringert, aber der Luftwiderstand ist Koeffizient mal Fläche (mal dynamischer Druck), sodass der Luftwiderstand im Vergleich zu einer schmaleren Klinge immer noch ansteigt.

Höhere Akkorde sind für Hochgeschwindigkeitspropeller sinnvoll, die für den Betrieb nahe Mach 1 ausgelegt sind, wo ein hoher Auftriebskoeffizient eine höhere Übergeschwindigkeit und frühere Stöße verursacht. Das bemerkenswerteste Beispiel ist der gegenläufige Propeller Aerosila SV-27 (СВ-27 in Kyrillisch) des Propfan-Triebwerks D-27, das die Antonov An-70 antreibt :

SV-27-Propeller auf der An-70 (Bildquelle ) . Acht Blätter in der vorderen Scheibe und sechs in der hinteren, die mit nur 1200 U / min laufen. Um Mach-Effekte zu reduzieren, haben alle Klingen eine geschwungene Spitze und eine tiefe Sehne. Ein weiteres Beispiel ist der Propeller Junkers VS-9 von 1944.

Junkers VS-9 Propeller (Bildquelle ) . Da dieser von demselben Jumo 213-Motor angetrieben wurde, der auch den FW-190D antreibt, bedeutete die tiefere Sehne einen proportional niedrigeren Auftriebskoeffizienten im Vergleich zum regulären FW-190-Propeller.

Bei Propellern gibt es eine Reihe von Betriebs- und Konstruktionsüberlegungen, die hier berücksichtigt werden müssen.

Zum Beispiel ist es zwar richtig, dass das Aufbringen eines kleinen Impulses auf eine große Masse weniger Energie verschwendet als das Hinzufügen eines großen Impulses auf eine kleine Masse mit einem Propeller, aber es gibt praktische Grenzen dafür, wie groß Sie den Propellerdurchmesser vor dem Bodenhandling machen können das Flugzeug wird unhandlich unhandlich. Eine riesige Stütze könnte effizienter sein, aber Sie würden eine Einstiegsleiter benötigen, um hinter dieser riesigen Stütze in das Cockpit zu gelangen, und die Fahrwerksstreben müssten länger und steifer und daher schwerer sein. Ach ja - und die Stütze selbst wäre deutlich schwerer.

Um eine große Stütze langsam anzutreiben und dennoch die volle Leistung mit einem Kolbenmotor zu entwickeln, ist außerdem eine Art Untersetzungsgetriebe zwischen den 2400 U / min der Kurbelwelle und der Drehzahl der langsamen Stütze erforderlich. Das Getriebe erhöht das Gewicht und erfordert eine Überholung, wenn seine Zeit abgelaufen ist, und das erhöht die Kosten und einen potenziellen Fehlermodus, der bei Direktantriebskonstruktionen fehlt.

Schließlich vergrößert das Herunterschalten des Triebwerks zum Drehen einer langsamen Stütze das übertragene Drehmoment auf die Stütze und daher von der Stütze auf das Triebwerk und die Flugzeugzelle. Diesem Reaktionsmoment muss irgendwie entgegengewirkt werden, sonst dreht das Gasgeben nicht nur den Propeller, sondern rollt das Flugzeug auch rückwärts um die Kurbelwellenachse.

100 Jahre Erfahrung mit Getriebe- und Direktantriebs-Kolbenmotoren und allen Arten von Propellern haben die beste Lösung in Form eines Direktantriebsmotors hervorgebracht, der einen Propeller mit variabler Steigung mit einem Durchmesser dreht, der die Blattspitzen bei maximaler Leistungseinstellung bequem unter Schall bringt des Motors.