Warum gibt es keine gegenläufigen Propellerkonfigurationen mit mehr als zwei Propellern?

Ich konnte kein einziges Beispiel von mehr als zwei Propellern finden, die axial in einer gegenläufigen Konfiguration gestapelt waren . Es gibt eine große Anzahl von gegenläufigen Propelleranordnungen, aber es ist immer eine Kombination aus zwei Propellern auf derselben Welle, nicht vier oder sechs.

Warum wird ein Kolbenmotor nicht verwendet, um mehr als zwei Standardpropeller auf einer einzigen Welle anzutreiben? Wurde es nicht in über 100 Jahren Luftfahrtgeschichte erprobt (oder zumindest getestet)?

(Bei dieser Frage geht es nicht um Turbofans / Turbojets, aber ich konnte auch nichts für Impeller finden: Zwei Requisiten auf einer einzigen Achse sind maximal.)

Blade-Solidity wird hier erklärt :
Gegenläufige Propeller werden hier erklärt :

Eine Erhöhung der Anzahl von Blättern scheint den Wirkungsgrad zu verringern, während eine Erhöhung der Propelleranzahl auf einer Achse den Wirkungsgrad zu erhöhen scheint.

Wellendesign. Es wird umso komplizierter, je mehr bewegliche Wellen Sie ineinander einbauen müssen
Was wäre der Vorteil davon? Es gibt nur zwei Richtungen, in die sich jeder Propeller drehen kann, und warum sollte man mehrere Propeller auf derselben Achse haben, die sich in dieselbe Richtung drehen, und nicht nur einen Propeller mit mehr Blättern?
Ich habe meiner ursprünglichen Frage zwei Referenzen hinzugefügt. Das Erhöhen des Blattfestigkeitsverhältnisses ist die schlechteste Technik, die man anwenden könnte, um mehr Schub in den gleichen Raum zu packen, im Gegensatz zur Gegenrotation, die einen gewissen Vorteil zu bringen scheint.
Ich würde vermuten, dass es sich um sinkende Renditen handelt. Die erste CR-Prop bringt Ihnen eine Verbesserung von 6-16, aber ich bezweifle, dass die nächste so viel bringt, und die mechanische Komplexität muss total verrückt werden, wenn drei oder mehr Wellen ineinander rotieren. Die Vermutung ist also, dass es nicht viel hilft und viel kostet.
Ich würde denken, dass insbesondere in einem Drehflügelflugzeug ein Stapel mit vier Rotoren nicht nur obszön komplex wäre, sondern in Bezug auf die Belastungen, die auf die gesamte Struktur einwirken, es wahrscheinlich erscheinen würde, dass es sich um ein Fahrzeug mit geringer Manövrierfähigkeit handeln müsste. Andernfalls würden Sie riskieren, den Stapel zu zerbrechen und zu einem Stein zu werden.

Antworten (1)

Nein, das Stapeln von mehr Propellern verringert die Effizienz. Der Fall mit zwei ist eine Ausnahme, da der zweite Propeller davon profitiert, im Windschatten des ersten zu arbeiten. Insgesamt beschleunigen beide Propeller die Luft nach hinten, ohne Drallverluste hinzuzufügen.

Der Propellerwirkungsgrad sinkt jedoch mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit vor dem Propeller. Dies bedeutet, dass jeder andere Propeller, der in der beschleunigten Strömung eines vorangehenden Propellers arbeitet, einen geringeren Wirkungsgrad hat. Im Allgemeinen ist es besser, die Propeller seitlich zu spreizen, als sie in einer Reihe zu platzieren.

Beachten Sie, dass gegenläufige Propeller der exklusive Bereich sehr leistungsstarker Motoren mit sehr hoher Festplattenbelastung sind . Die neuesten Konstruktionen bevorzugen die Verwendung von mehr Blättern und vermeiden das schwere Getriebe, aber der Wirkungsgrad solcher Propeller ist schlechter als der von Propellern mit geringerer Scheibenbelastung und weniger Blättern. In gewisser Weise ist der Wirkungsgrad der achtblättrigen Propeller unten ähnlich dem von vier hintereinander angeordneten zweiblättrigen Propellern, aber es ist viel einfacher, alle Blätter und ihren Pitch-Mechanismus in einer Nabe zu bauen.

T-56-Motoren mit Hamilton-Sundstrand NP2000-Propellern auf einem LC-130
T-56-Motoren mit Hamilton-Sundstrand NP2000-Propellern auf einem LC-130. Foto von Robyn Waserman, National Science Foundation (Aufnahmedatum: 21. November 2008)

Ist es im Allgemeinen nicht vorzuziehen, einen geblasenen Flügel zu haben, und je mehr Flügel Sie bekommen können, desto besser? Die zusätzlichen Komplexitäts- (und Gewichts-) Strafen, die Sie durch gegenläufige Requisiten erhalten, scheinen die Gewinne zu überwiegen, außer vielleicht in einem engen Bereich von Szenarien.
@egid: Der geblasene Flügel hilft nur beim Start und bei der Landung, ist aber in der Zeit zwischen den beiden eine Quelle für zusätzlichen Luftwiderstand. Die höhere Strömungsgeschwindigkeit und Turbulenz im Windschatten erzeugt einen viskoseren Widerstand.
Aha, interessant. Macht Sinn.
Warum gibt es keine gegenläufigen Propellerkonfigurationen mit mehr als zwei Propellern?
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