Was sind die betrieblichen Unterschiede zwischen einem Flugzeug, das mit einem Propeller mit konstanter Drehzahl ausgestattet ist, und einem Flugzeug mit einem Propeller mit fester Steigung?

Was unterscheidet einen Propeller mit konstanter Geschwindigkeit von einem Propeller mit fester Steigung, und was sind die Betriebsunterschiede zwischen Flugzeugen mit den beiden?

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Ein Propeller mit konstanter Drehzahl läuft mit einer bestimmten Drehzahl, indem die Blattsteigung geändert wird. Wenn die Blätter eine niedrigere Steigung haben (dh flacherer Winkel), gibt es weniger Luftwiderstand, sodass der Propeller weniger Luftwiderstand auf den Motor ausübt und schneller läuft. Zusätzliche Steigung verursacht mehr Luftwiderstand und langsamere Drehzahl. Ein Regler (oder etwas Ähnliches) passt die Blattsteigung an, um den Propeller mit einer bestimmten Drehzahl laufen zu lassen, selbst wenn der Motor mehr oder weniger Leistung erzeugt.

Ein Propeller mit konstanter Geschwindigkeit ist typischerweise bei stärkeren Motoren zu finden. Propeller mit konstanter Geschwindigkeit sind effizienter, aber komplexer und schwerer als Propeller mit fester Steigung.

Einige Flugzeuge haben eine Propellerdrehzahlregelung, mit der der Pilot die Propellerdrehzahl einstellen kann, und andere, wie die Cirrus SR22 und Pilatus PC12, haben eine einzige Propellerdrehzahl für den Flug.

Der Betrieb eines Verstellpropellers hängt vom Flugzeug ab. Bei einer Cirrus SR22 zum Beispiel haben Sie nicht einmal eine Propellersteigungssteuerung. Sie bedienen es wie eine Festpropeller. Bei einem Pilatus PC12 sind die einzigen Prop-Pitch-Anpassungen, wenn Sie die Prop-Pitch beim Abschalten des Motors ausrichten oder die Prop-Pitch für Lande- oder Bodenoperationen umkehren. In einer Beech Bonanza A36 passen Sie die Propellersteigung für die maximale Drehzahl (minimale Steigung) beim Start an, fügen dann die Steigung für den Reiseflug und die maximale Drehzahl für die Landung (im Falle eines Durchstartens) hinzu.

Siehe hier für meine eigene Erklärung der Funktionsweise verschiedener Propellersysteme mit konstanter Geschwindigkeit.

Der Hauptunterschied im Betrieb liegt in der Energieverwaltung. Wenn Sie bei einem Festpropeller mehr Leistung für Steigflug oder Geschwindigkeit wünschen, fügen Sie Gas hinzu. Wenn Sie aufstellen, verlangsamt sich die Drehzahl, da weniger Luft durch den Propeller strömt: Statt dass Ihnen die Trägheit hilft, muss Ihr Motor plötzlich arbeiten, um Sie am Laufen zu halten. Wenn Sie nach unten neigen, erhöht sich die Drehzahl, da mehr Luft durch die Stütze strömt. In diesem Fall müssen Sie das Gas reduzieren oder Sie überdrehen den Motor.

Bei einem Propeller mit konstanter Drehzahl wird die Motordrehzahl weitgehend unbeeinflusst von der Fluglage und Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs. Das Problem ist, dass, wenn Sie mit Ihrem Propeller in Reisegeschwindigkeit mit Reisegeschwindigkeit fliegen und sich entscheiden, sich zum Steigen zu neigen, Ihr Propeller nicht in der Lage ist, die volle Energie des Motors in die Luft zu übertragen. Ihre Steigleistung wird verringert oder nicht vorhanden sein, bis Sie den Propeller auf eine niedrige Steigung zurücksetzen. Die Hauptsache ist also, dass bei einem CS-Prop die maximale Leistung nicht immer sofort verfügbar ist.

Mit einem CS-Prop kann man den Motor meiner Meinung nach auch leichter beschädigen. Wenn Sie mit einem Prop mit fester Steigung in einen Tauchgang gehen, erhöht sich Ihre Drehzahl und gibt Ihnen visuelle und akustische Hinweise darauf, dass es passiert. Mit einem CS-Prop können Sie in einen Tauchgang einsteigen und möglicherweise bis nach Vne fahren, ohne dass der Motor etwas merkt. Das Problem tritt auf, wenn Sie schnell fahren und den Propellerhebel nach vorne drücken möchten: Ihr Motor springt plötzlich auf Hunderte oder Tausende von Umdrehungen pro Minute. Das ist extrem schlecht für ihn und deshalb sagen viele Flugzeughandbücher, dass man nicht über eine bestimmte Fluggeschwindigkeit auf die maximale Drehzahl erhöhen soll.

Obwohl die Effizienz mehr als wettgemacht wird, ist das Motormanagement mit einem CS-Prop nur noch komplizierter. Angenommen, Sie möchten einen stabilisierten Anflug bei 100 Knoten beibehalten. Sie müssen eine Kombination aus Gas- und Propellereinstellungen finden, die Ihnen genug Leistung gibt, um eine stabile Sinkrate aufrechtzuerhalten, und die entweder genug Luftwiderstand hat, um Sie auf 100 Knoten zu verlangsamen, oder einen minimalen Luftwiderstand hat, damit Sie Ihre Geschwindigkeit halten können.

Ich bin nicht damit einverstanden, dass CS kompliziert ist. Ich hasse Fixed-Pitch-Requisiten, man muss ständig den Gashebel anpassen, um die Drehzahl dort zu halten, wo man sie haben möchte; Auf einem CS haben Sie für alles, was Sie tun, vorgegebene Leistungseinstellungen (Sie finden sie nicht im Handumdrehen heraus), und Sie können sich frei auf andere Dinge konzentrieren.
Ich mag auch keine Propeller mit fester Steigung, aber ich bin mir nicht sicher, wie Sie argumentieren können, dass ein System aus zwei Hebeln, Fliehgewichten, einer Ölpumpe, Ventilen, Kolben, Zahnrädern und Federn weniger kompliziert ist als das Bewegen eines Hebels zum Hinzufügen oder Leistung reduzieren. Sie sollten die Drehzahl eines Propellers mit fester Steigung nicht ständig anpassen, außer wenn Sie Geschwindigkeit oder Fluglage ändern. Ständiges Anpassen während des Cruisens, Steigens oder Sinkens führt zu schwankenden Geschwindigkeiten und Steig-/Sinkgeschwindigkeiten. Wenn Sie jedoch eine CS-Prop auf eine bestimmte Einstellung einstellen und dann Ihre Einstellung ändern, ändern sich Ihre Geschwindigkeit und Ihr Steigen / Sinken, was Sie dazu zwingt, sich anzupassen.
Oh ja, das System ist definitiv komplexer. Ich denke nur nicht, dass es komplizierter zu bedienen ist. Oder vielleicht ist es komplizierter, aber wenn man sich damit vertraut gemacht hat, ist es für den Piloten weniger belastend. Zum Beispiel haben Sie mit dem CS-Prop normalerweise eine Einstellung (zumindest in Singles mit kleinem Kolben) für den Steigflug, unabhängig von der Steigfluggeschwindigkeit, und da Sie normalerweise beim Abflug von Vx zu Vy in den Reiseflug wechseln, ist das irgendwie nett. Beim Fixed-Pitch-Prop müssen Sie darauf achten, dass Sie diesen Prop nicht überdrehen, wenn Sie die Fluggeschwindigkeit erhöhen.
Was sind die betrieblichen Unterschiede zwischen einem Flugzeug, das mit einem Propeller mit konstanter Drehzahl ausgestattet ist, und einem Flugzeug mit einem Propeller mit fester Steigung?
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