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レシプロ機のプロペラについて教えてください。 Fw190D9やTa152のプロペラは何故にあのように太いのでしょうか? 太いプロペラ、細いプロペラそれぞれのメリット、デメリットとはどのような物なのでしょうか? プロペラの枚数の数は性能にどのような影響を与えるのでしょうか? また、どこかでWW2において日本はプロペラ開発に失敗しており プロペラがまともなら性能がもっと良かった云々(ソース失念)という記述を見たことがあるのですが 詳細をご存知のかた教えていただけないでしょうか? MN |
- >大戦中になぜ独逸のプロペラが大型化したかというとエンジンの馬力が上がりそれまでのプロペラではそれを効率よく推進力として使えなくなったからです。ちなみにこれは各国にみられることで、独逸では太く大きくの方向に行きましたが、日本では翔数を増やす方向にいきました。
>まあ長所短所については特に無いのではないでしょうか。、まあしいて言うなら大型化していくほうが小型機にとっては使用しづらくなりますよね〜。プロペラを地面にすらないようにしなければなりませんから・・・。
>まあ、理想論を言えばそのエンジンと機体に合ったプロペラを使用するのが一番なのですが・・・。
麗樹
- プロペラの吸収馬力を上げるには、回転円板面積を増やす(要するに直径を増やす)とともに、ソリディティ、すなわち回転円板面積中のプロペラブレードの面積の割合を増やすことが必要です。
ソリディティを上げる手段としては翅を幅広にしても数を増やしてもいいわけですが、ブレードが翼でもあることから、枚数を増やすとそのぶん過流を発生する翼端を数多く抱え込むことになり効率が低下します。かといって各ブレードを太く、すなわち重くするとハブやピッチ変更機構にかかる負担が大きくなってしまいまうので、いちがいにどちらがいいとはいえません。
最近の傾向としては、プロペラ回転数を減らし、あわせて直径を小さくすることでブレード先端の速度を落として衝撃波の発生を抑えることで騒音対策(到達距離の長い高周波成分を減らす)を行っていることから、プロペラ全体に当たる空気の量を確保するためにブレードを太く、数を増やすようになってきています(C-130HやAn-70が好例)。また、幅広のブレードはブレードの翼厚比を小さく、すなわち高速向きにしやすいことから、高速機向きとされています。
Schump
- プロぺラの吸収馬力はプロペラの回転数の3乗と、直径の5乗に比例します。従って、例えば他の諸元が同一であると仮定するなら、直径を1/2に縮小し、回転数を約3.18倍に上げれば同等の吸収馬力を得ます。(無論プロペラ先端速度が音速より十分低い範囲でのお話です。)ただし、これはあくまでプロペラの吸収馬力のお話、推進効率を考えると別の制約があります。
当時、実験的に推進効率ηは進行率(前進速度V/プロペラ回転速度n(毎秒)*プロペラ直径D)2.2〜2.6程度で最大になることが知られていました。回転速度が上がりすぎると進行率が下がりすぎ、高い推進効率が得られません。
ソリディティに関して、プロペラ幅を増やしていった場合、丁度アスペクト比の低い翼のように効率が低下する(正確には、吸収馬力に関係するパワー係数Cpは翼幅に伴い増大するものの、推進効率ηは翼幅の増大に伴い減少する)こともまた既に1920年代から広く知られていました。こういった種々の制約から適当なプロペラを選び、事実多種多様なプロペラがあった訳ですが、結果は比較的単純であり進行率で2.2〜2.6、推進効率ηで0.85〜88程度、極端な性能の違いがあったわけではありません。
みなと
- 進行率2.2〜2.6で最大推進効率η=0.85〜88程度、ですね。失礼しました。
みなと
- 二重反転の場合は、亦何か変わってくるのでしょうか。
にも。
- 1>.ドイツ機が幅広のブレードにしたのは、木製であったことも一因ではないかと思っております。
オンブー
- 皆様、わかりやすい回答ありがとうございます
MN