Propeller und Propellersysteme

Zusammenfassung

Das Kap. 17 widmet sich ausführlicher dem wirtschaftlichsten aller Flugzeugantriebe, dem Propeller und seinen Systemen. Zu Beginn wird gezeigt, wie sich ein Propellerblatt geometrisch von einer Fanrotorschaufel unterscheidet und dabei einige grundlegende Definitionen zu Winkeln und insbesondere zum sogenannten Fortschrittsgrad getroffen, DER wesentlichen Ähnlichkeitskenngröße eines Propellers. Ebenso werden die aerodynamischen Kräfte an einem Propellerblatt erläuterter, sowie auch der Propeller-Vortriebswirkungsgrad. Nach einem Exkurs über die allgemeinen Grundlagen der Propellergeometrie wird über diverse dimensionslose Propellerbeiwerte, und insbesondere über den Fortschrittsgrad, erklärt, was der Propellerschlupf ist, und dass es ohne ihn keinen Vortrieb des Propellers gibt. Es schließen sich Erklärungen zur Rückwirkung des Propellers auf ein- und zweimotorige Flugzeuge an: Drehmomentenreaktion, Korkenziehereffekt, Kreiselwirkung und asymmetrische Propellerbelastungen (P-Effekt oder P-Faktor). Es folgte eine einfache quantitative Propelleranalyse mit Beispielrechnung und eine Klärung über den Zusammenhang zwischen Propellerbeiwerten und dem Polardiagramm der Aerodynamik für Tragflügel. Dem allen schließt sich eine erweiterte Propellertheorie an, bestehend aus einer Blattelement- und Impulstheorie, ebenfalls durch ein kurzes Beispiel ergänzt. Es folgen Abhandlungen über die Propellerauswahl und das zugehörige Leistungsverhalten, was den Windmillingbetrieb (Segelstellung) und den Umkehrschub mit behandelt. Eine Zusammenstellung von Propellerarten schließt sich an: Festpropeller, Einstellpropeller, Verstellpropeller mit zugehörigen Verstelleinrichtungen und auch der Constant-Speed-Propeller für Kolbentriebwerken. Ein Extrakapitel ist dem Turboproppropeller gewidmet. Außerdem wird über Synchronisieranlagen (Synchronizer, Synchrophaser) gesprochen, wie auch über Propellerwuchtung und Propellerspur. Eine kurze Zusammenfassung zum Kreisprozess realer Turboproptriebwerke schließt das Kapitel ab.

Mit aktiver persönlicher Unterstützung von Dr. Hauke Onissen, Rossow et al. (2014)