Propeller og thrust

[Sindre Kuløu]

Jeg lurer litt på prinsippene bak turbindrevne propellfly.

 

Forstår jeg det riktig hvis prinsippet er at propellen snurrer med samme hastighet hele tiden mens turbinen varierer i hastighet? Og at det som avgjør hvor mye fremdrift som produseres er propellbladenes vridning (altså: høyere vinkel på propellbladet=mer framdrift)?

Er altså thrust-kontrollen i propellfly egentlig vridningen på bladet?

Hva er da pitch-kontroll? Er det også vridning av propellbladene eller er det noe annet igjen? Noen sa i et innlegg en gang at det eneste som skjer etter T/O når det høres ut som om motoren reduserer pådraget er at vinkelen endres - men er dette thrust eller pitch?

Beklager hvis jeg var noe uklar..

[Werner Rafteseth]

slik jeg har forstått det (vet det ikke selv) er pitch propellbladenes vridning. Thrust trodde i hvertfall jeg var propellens hastighet... (rpm)

[Øyvind Hansen]

Uten å være noen turbopropekspert: Thrust brukes vel bare på jetmotorer. Vanlige størrelser for turboprop er vel turbinhastigheten N1, vanligvis kalibrert i prosent, RPM på propellen, Torque som forteller hvor mye drivverket belastes og hvor mye kraft som overføres til luften (altså høy torque=høy akselerasjon) og ITT (interstage turbine temperature) begrenser hvor mye gasspådrag man kan bruke, spesielt i stor høyde.

 

Ved taxing er det hovedsaklig pitch som regulerer hastigheten. Ved takeoff spinnes propellen og turbinen opp i høy fart samtidig som torque ikke må overstige en grenseverdi. I motsetning til med de fleste stempelmotorer er det fullt mulig for en pilot å presse drivverket mer enn det tåler hvis ikke elektroniske sperrer er aktivert.

 

I cruise er det nok vanlig at turbinen kjøres i relativt høy hastighet, f.eks. 90% N1 mens propellen snurrer i komfortabel fart.

 

Noen turboproper mangler forøvrig manuell kontroll av propellhastigheten.

[Sindre Kuløu]

I cruise er det nok vanlig at turbinen kjøres i relativt høy hastighet, f.eks. 90% N1 mens propellen snurrer i komfortabel fart.

 

Når propellen snurrer saktere - er det da fordi propellbladene har en større vinkel enn tidligere?

Så torque er hastigheten på turbinen med andre ord?

[Øyvind Hansen]

Tja, man kan vel si at Torque (som kan oversettes til dreiemoment) angir hvor hardt turbinen jobber ja, men den avhenger av både hastighet på både turbin og på propell.

[Johnny Molund]

På turboprop er det akseleffekt som brukes for å oppgi ytelse.. HK/KW..

De fleste moderne turbiner jobber på konstant turtall.

Effektuttak reguleres ved å forandre pitch på propellen...

 

Jet/Turbofan har ytelse oppgitt i skyvekraft Pounds...

[Tarjei Lundarvollen]

Torque er IKKE hastigheten på propellen. Torque er et mål for hvor mye kraft motoren tilfører akselen. Det måles som oftest ved at sensorer måler vridningen på akselen. Dersom motoren tilfører akselen mye kraft så vries den "mye".

 

Propellhastigheten reguleres ved å regulere vridningen (pitchen) på propell bladene.

 

Se litt mere om constant speed propeller på min hjemmeside (under TB10).

 

 

[Kenneth G. Sørensen]

Er ingen ekspert jeg heller, men en del har jeg fått med meg...

 

Torque indikerer hvor hardt turbinen jobber, og hvor mye den belaster girkassen og propellen. Hastigheten på turbinen har en eller flere egne indikatorer avhengig av fly og motor-type, og betegnes gjerne som N1, N2, osv... På Dash 8 så er de merket med NH og NL.

 

Dash 8 har to par med "levers" som kontrollerer motor og propell.

 

Det høyre paret er "Condition-Levers", og har følgende funksjoner:

 

I bakre stilling: Fuel Shutoff

Neste stilling: Fuel On og propell i "feather" (kantstillt).

Det neste er området for regulering av turtallet på propellen, og fra bakre posisjon i dette området til fremdre del av området justerer man turtallet på propellen trinnløst mellom 900 og 1200 o/min.

 

Det venstre paret er "Power-Levers", og disse har følgende funksjoner:

 

I området fra bakerste posisjon frem til "Flight Idle" har man direkte kontroll over pitch på propellen, og man bruker dette området til taksing, reversering etter landing, osv.

Turbinen går på tomgang med Power-Levers i dette området.

Fra "Flight Idle" og fremover så styrer man hvor mye effekt motoren skal gi (ved å spytte mer fuel inn i forbrenningskammerene i motoren), og dette gir utslag på Torque-indikatorene, eksos-temperaturen og indikatorene som viser turtallet på turbinene, i dette tilfellet NH og NL.

 

Siden man bruker "Condition-Levers" til å bestemme turtallet på propellene, og "Power-Levers" til å bestemme hvor mye effekt turbinen skal yte, så overlater man styringen av pitch på propellene til elektronikken.

 

Elektronikken setter pitchen på propellen akkurat så høyt at propellene klarer å holdet det valgte turtallet (Condition-Levers) med den motoreffekten som er satt (Power-Levers).

 

Hvis man øker motoreffekten (skyver Power-Levers frem) så kompenserer elektronikken med å øke pitchen på propellen slik at propellen ikke går fortere enn det valgte turtallet som er satt med Condition-Levers. Samtidig så øker Torque-indikatorene vise en økning av dreiemomentet, både fordi du har økt effekt-uttaket på motoren, men også fordi propellen yter mer motstand nå som elektronikken har satt en grovere pitch... Om man drar Power-Levers bakover så skjer det motsatte...

 

Om man reduserer turtallet på propellen (drar Condition-Levers bakover) så vil elektronikken øke pitch'en for å få turtallet ned til det man nå har satt, og igjen så vil Torque øke som følge av at propellen er tyngre å drive rundt, og igjen så vil det motsatte skje om man skyver Condition-Levers frem...

 

Ble dette for mye? Det syns iallefall jeg...

 

Håper Knut (og andre) hopper inn hvis jeg har driti meg ut med denne beskrivelsen....

[Marcus Krogtoft]

Skal ta litt grunnleggende propellerteori her....

Bladvinkel: Betegnelse på vinkelen mellom bladets kordelinje og rotasjonsplanet. Denne vinkelen avtar gradvis i bladets lengderetning.

 

Stigning (Pitch): Geometrisk stigning bestemmes av bladvinkelen og er den distansen propellen ville ha beveget seg forover etter en omdreining hvis den hadde rotert i et fast materiale (i likhet med gjengene på en skrue). Hvis en propell har en geometrisk stigning som utgjør en bevegelse framover på 20 tommer pr. omdreining, og flyet beveger seg forover med 5 tommer pr. omdreining, anses det som et tap. Dette tapet på 15 tommer kalles sakking (slip).

 

Ved normal flyging når propellen er i konstantturtallsoperasjon, befinner bladvinkelen seg normalt mellom 10 og 55 grader. Dette området kalles ofte for alpha range. Reversområde eller bakkeoperasjonsområde kalles beta range og er fra ca 10 grader og til -15 grader bladvinkel.

 

Vil man vite mer så kan man enten spørre eller få tak i boken "Propeller" som er skrevet av "Jan Aksel Svendsen". Boken er laget for VK2 Flytekniske fag.