Wątek: Zmienny skok śmigła

Nie mam dużego doświadczenia na samolotach ze zmiennym skokiem śmigła i zastanawia mnie jedna rzecz, którą chyba nie do końca rozumiem.

Z dużym przybliżeniem ciśnienie ładowania powinno odpowiadać mocy przekazywanej przez silnik na śmigło. Załóżmy, że na dużej prędkości zaciążamy śmigło poprzez redukcję obrotów bez zmieniania ciśnienia ładowania. Skoro moc przenoszona na śmigło jest taka sama, a śmigło uzyskało lepszą sprawność na danej prędkości, to powinniśmy oczekiwać uzyskania większej mocy z zespołu napędowego, co powinno skutkować wzrostem prędkości. Niestety na praktykę nie potrafiłem zaobserwować takiego wzrostu prędkości w C172 - wydaje mi się, że nawet zaciążanie powoduje minimalny spadek prędkości. A co ze zużyciem paliwa? Na logikę nie powinno się ono zmienić, a to znów nie do końca jest to, co obserwuję w samolocie. Czy ktoś z was może nieco rozjaśnić tę kwestię?

Latasz 172 ze zmiennym skokiem smigla - to musi byc jakas modyfikowana 172 lub 172RG bo typowa taka Cessna 172 nie ma zmiennego skoku smigla. O jakim wiec samolocie mowa?
Latasz w realu czy symulatorze?
Jak na symulatorze to nie spodziewaj sie ze to co widzisz ma zwiazek z prawda.
Twoj blad w rozumowaniu polega na tym ze uwazasz ze naprzyklad mozesz utrzymywac np. staly MP (cisnienie ladowania?) a zmieniac tylko skok, innym slowy zmieniasz jeden parametr a inne zostaja stale. W rzeczywistosci jak zmienisz skok to MP sie zmieni tez. Do tego jest wiele pozornych paradoksow - wiekszy MP idzie czesto w parze ze zmniejszona moca, wszystko zalezy w jakim obszarze krzywej pracujesz. Ty probujesz wszysto zredukowac do paru prostych zaleznosci a prawda jest duzo bardziej zlozona. Wygugluj sobie swietny artykul Johna Deakina (byl na Avweb) na temat zmiennego skoku smigla, on swietnie przechodzi przez kruczki tego zagadnienia, to jest prawie 50 stron czytania ale otworzy ci oczy jak nie-prosty jest ten temat i jak naiwne zrozumienie jest dalekie od rzeczywistosci.

Zamieszczone przez N077GL

....W rzeczywistosci jak zmienisz skok to MP sie zmieni tez. .....

Można prosić o uzasadnienie tej tezy?

Zamieszczone przez ESK1X

Można prosić o uzasadnienie tej tezy?

Ja tam sie na silnikach nie znam, ale z praktyki wiem, ze "zaciazenie" smigla powoduje wzrost ćiśn. ładowania...

Pozdr.
L.

Zamieszczone przez ESK1X

Można prosić o uzasadnienie tej tezy?

Naprzyklad zmienisz obroty na nizsze - mniejsza szybkosc przeplyw powietrza przez gardziel, zgodnie z prawem Bernoulliego MP rosnie i odwrotnie - szybsze obroty i MP maleje (utrzymujac wszystkie inne parametry bez zmian). Ale z drugiej strony jak stoisz na lotnisku i silnik jest zgaszony to MP moze byc calkiem wysokie a nic sie nie dzieje, wlaczysz silnik na niskich obrotach i MP spada, to tylko pokazuje jak zgubne jest wiazanie MP bezposrednio z wytwarzana moca. Tez polecam artykul Deakina. Jesli ktos bawi sie w symulacje (powiedzmy w ramach FS) to powinien zasiegnac porad co do wyboru samolotow bo akurat symulacja tego wszystkiego potrafi byc calkiem skomplikowana i tylko nieliczni potrudzili sie aby zrobic to dobrze.

Zamieszczone przez N077GL

Latasz 172 ze zmiennym skokiem smigla - to musi byc jakas modyfikowana 172 lub 172RG bo typowa taka Cessna 172 nie ma zmiennego skoku smigla.

W świecie wodnym STC na modyfikację do constant speed prop są dość popularne. Poza tym zdaje się, że część 172 wyprodukowanych we Francji miała niebieską gałkę w standardzie.

Jeśli zaś chodzi o osiągi, po ponad 70h spędzonych w 172RG mogę stwierdzić, że zmiana obrotów np. z 2500 na 2300 niewiele zmienia w kwestii maksymalnej prędkości. Na pewno silnik mniej się męczy, jest ciszej, no i jestem w stanie uwierzyć w zmniejszone zużycie paliwa. Trzeba pamiętać jednak, że constant speed prop "działa" nie tylko wtedy gdy zmieniamy obroty gałką w kokpicie - obroty są regulowane automatycznie cały czas. Łatwo to zaobserowować podczas startu - wrzucasz pełną moc (prop full forward) i od razu na dzień dobry dostajesz 2700 RPMs. Wraz ze wzrostem prędkości obroty nadal pozostają te same, a więc governor zwiększa kąt śmigieł - dzięki temu jednostka napędkowa jest w stanie uzyskać większą sprawność niż przy fixed-pitch prop.

Zamieszczone przez Krasnall

wrzucasz pełną moc (prop full forward) i od razu na dzień dobry dostajesz 2700 RPMs. Wraz ze wzrostem prędkości obroty nadal pozostają te same, a więc governor zwiększa kąt śmigieł

Ciekawe, bo sugerujesz ze przy fixed-prop obroty beda rosly przy starcie w miare wzrastajacej szybkosci, pewnie tak jest ale nigdy tego nie zauwazylem bo po prostu nie patrzylem! Ale to logiczne.

Zamieszczone przez N077GL

O jakim wiec samolocie mowa?

C172 Rocket czy jak to sie tam nazywa. W każdym razie jest w aeroklubie warszawskim i nawet holuje szybowce.

Zamieszczone przez djozwiak

A co ze zużyciem paliwa? Na logikę nie powinno się ono zmienić, a to znów nie do końca jest to, co obserwuję w samolocie.

Jeśli chodzi o zużycie to instrukcje dają czasem wykresy, którym nie ma powodu nie wierzyć:

Dla PZL-104 Wilga 35 (silnik AI-14A, śmigło US-122000)
krzywe zużycia paliwa zależności od ciśnienia ładowania dla wyższych zakresów obrotów daje wyższe zużycie paliwa w każdym przypadku przy stałym ciśnieniu ładowania
np. na wysokości 500m, przy stałym ciśnieniu ładowania 650mmHg masz zuzycie 1 l/min przy 2050rpm, ok. 0,88 l/min przy 1860 RPM i ok. 0,78 l/min przy 1750 RPM

Oczywiście obroty regulujesz skokiem śmigła (dźwignia obrotów) a ciśnienie przepustnicą.

Zamieszczone przez N077GL

Ciekawe, bo sugerujesz ze przy fixed-prop obroty beda rosly przy starcie w miare wzrastajacej szybkosci, pewnie tak jest ale nigdy tego nie zauwazylem bo po prostu nie patrzylem! Ale to logiczne.

Oczywiście. Dlatego masz w instrukcji podane maksymalne obroty osiągane na ziemi

A powiedzcie mi - dlaczego akurat takie rozwiązanie jak mamy przyjęło się. Czy nie prościej byłoby dać osobno dźwignie przepustnicy, a osobno skoku smigła? Wtedy przepustnicą sterowalibyśmy bezpośrednio mocą, a skok dopasowywalibyśmy do uzyskanej prędkości.

Wlasnie tak jak jest jest wyjatkowo proste, nikt prostszego nie wymyslil, masz osobna dzwignie przepustnicy o osobne sterowanie smigla, zadnej elektroniki tu nie ma, governor to dosc proste urzadzenie mechaniczne. Jak chcesz naprawde proste z punktu widzenia pilota rozwiazania to albo dodaja FADEC (droga elektronika) albo jak naprzyklad w Cirrusach odejmuja sterowanie smiglem, smiglo jest jednoczesnie sterowane przez przepustnice, dla pilota im mniej dzwigni tym lepiej.

Zamieszczone przez saturn5

Naprzyklad zmienisz obroty na nizsze - mniejsza szybkosc przeplyw powietrza przez gardziel, zgodnie z prawem Bernoulliego MP rosnie i odwrotnie - szybsze obroty i MP maleje (utrzymujac wszystkie inne parametry bez zmian). .....

Jako że też nie specjalizuję się w ZSS to nigdy nie zwracałem uwagi jak zmienia się ciśnienie ładowania przy zmianie obrotów, ba... ponieważ samoloty na których latam mają nie tylko zmienny skok ale i regulator obrotów to obserwowałem raczej sytuację, że niezależnie od ciśnienia ładowania (machania przepustnicą) obroty mam stałe, ale faktycznie przedstawiony przez ciebie przykład brzmi logicznie. Dzięki.

Zamieszczone przez djozwiak

A powiedzcie mi - dlaczego akurat takie rozwiązanie jak mamy przyjęło się.

Wzgledy historyczno-praktyczne? Ktos kiedys dawno temu opatentowal prop governor i tak zostalo. Do tego to ma wszystkie zalety - jest dosc niezawodne i tak naprawde obroty sa duzo bardziej miarodajne dla pilota niz jakis tam skok smigla (powiedzmy w stopniach). Poza tym chodzi tutaj nie tylko o obroty smigla ale i silnika wiec odpada dodatkowy instrument. No i dochodza dodatkowe zalety o ktorych Krasnall wspomnial wyzej, jak ten przyklad ze startem.

Jeszcze jedno, studiujac pobierznie historie tego patentu wychodzi ze w 1937 ktos wlasnie opatentowal pierwszy raz pomysl zmiennego skoku smigla. Mozna przyjrzec sie jego rysunkom i przekonac sie ze to wcale nie takie proste urzadzenie a robilo tylko jedno - zmienialo skok, nic wiecej. Pozniej w 1944 ktos inny wynalazl to co dzis nazywamy prop governor, jego pomysl wydajes sie duzo bardziej klarowny mechanicznie i ostatecznie praktyka pokazala ze duzo lepszy. Polecam naprzyklad to (i zaladowac dokument w PDF):

PriorIP - Patent - Propeller governor

(zastrzegam sie ze nie spedzilem wiecej niz 5 minut szukajac tego, historia tego urzadzenia moze byc tw sumie duzo bardziej zlozona).

To rzeczywiście ciekawe. Najwyraźniej do tej pory miałem nieco błędne przekonanie jeśli chodzi o działanie tego systemu. Wydawało mi się, że przepustnicą zadajemy moc, a obrotami dopasowujemy skok śmigła. Teraz widzę to inaczej.

Przepustnicą sterujemy ilością powietrza (i paliwa) wpadającego do silnika, a więc w pewnym sensie zadajemy moc. Natomiast już ten propeller governor dba o to, aby kąty natarcia pozostawały optymalne. To się wydaje nawet logiczne - skoro obroty pozostają stałe na rozbiegu jak i na przelocie, to znaczy, że opór stawiany przez śmigło jest taki sam, a więc i efektywna moc jest taka sama. Na samolocie bez zmiennego skoku wyraźnie obserwujemy efekt wzrostu obrotów wraz ze wzrostem prędkości, co świadczy o tym, że efektywność zespołu napędowego zmienia się.

Czyli właściwie moglibyśmy nie mieć dźwigni obrotów i latać cały czas na maksymalnych. Po co więc ta dźwignia i możliwość zmniejszenia obrotów? Wydaje mi się, że chodzi tutaj po prostu o inny sposób zmniejszenia mocy niż poprzez zamykanie przepustnicy. Zmniejszenie mocy na przelocie ma na celu ograniczenie zużycia paliwa i samego silnika, ale na ile to rozumiem zamykanie przepustnicy nie jest tak dobrym sposobem, gdyż jest to nienaturalne ograniczanie przepływu i duszenie silnika.

Zmniejszenie obrotów poprzez zwiększenie kątów natarcia i zaciążenie śmigła powoduje naturalny spadek mocy i zużycia paliwa przy w pełni otwartej przepustnicy. Ale czy kąty natarcia nadal pozostają optymalne? A może są optymalne przy mniejszych obrotach niż maksymalne? W każdym bądź razie zmniejszanie obrotów nie ma na celu zwiększenia oddawanej przez zespół mocy, jak mi się do tej pory wydawało, a więc naturalnie nie prowadzi do dalszego wzrostu prędkości.

Zamieszczone przez djozwiak

Po co więc ta dźwignia i możliwość zmniejszenia obrotów? Wydaje mi się, że chodzi tutaj po prostu o inny sposób zmniejszenia mocy niż poprzez zamykanie przepustnicy.

Troche dziwny wniosek. Chodzi o zmiane "biegu" jak w samochodzie. Ta dzwignia to dokladny odpowiednik lewarka biegow w samochodzie (liczby inne, zakresy inne ale zasada ta sama). Strasznie filozofujesz.

Ale czy kąty natarcia nadal pozostają optymalne? A może są optymalne przy mniejszych obrotach niż maksymalne? .

Optymalnosc zalezy co chcesz osiagnac - szybkosc czy ekonomie przelotu czy moze cos pomiedzy. Typowo piloci znaja do danego samolotu kilka typowych ustawien (powiedzmy na climb, cruise, itp) ktore wyczytaja w POH. Napewno sa to ustawienia w miare optymalne na dana faze lotu. Latanie samolotem to praktyka a nie bawienie sie we wzory matematyczne i obliczanie optymalnych ustawien co pare minut. Matematycznie-fizyczna optymalnosc zapewni ci dopiero FADEC.

Zamieszczone przez djozwiak

Natomiast już ten propeller governor dba o to, aby kąty natarcia pozostawały optymalne.

Nie, tylko dba o to by (obroty) byly takie jakie pilot ustawi. Governor nic nie wie o optymalnosci.

Zamieszczone przez N077GL

Troche dziwny wniosek. Chodzi o zmiane "biegu" jak w samochodzie. Ta dzwignia to dokladny odpowiednik lewarka biegow w samochodzie (liczby inne, zakresy inne ale zasada ta sama).

Przyznam, że od wielu lat pracuję przy samolotach ze zmiennym skokiem śmigła, ale nie przyszło mi takie porównianie do głowy. Faktycznie to taka bezstopniowa skrzynia biegów

P.S. Ale z tym FADEC-iem to was trochę poniosło - to jest sterowanie silnikiem, a nie śmigłem.

Zamieszczone przez firo

Przyznam, że od wielu lat pracuję przy samolotach ze zmiennym skokiem śmigła, ale nie przyszło mi takie porównianie do głowy. Faktycznie to taka bezstopniowa skrzynia biegów

Hehe. Ja już słyszałem najdziwniejsze analogie ;-)
Słyszałem jak kolega-mechanik na kursie PPL porównywał otwieranie przepustnicy (ciśnienie ładowania) do spuszczania wody w ubikacji za "małą" i "dużą" potrzebą.
Ten sam kolega opowiadał o kręceniu małą i dużą rolką papieru toaletowego przy okazji wyjaśniania momentu.
Takie skrzywienie toaletowe ;-)