Frage zu den "power settings" bei WW II Propellerflugzeugen mit Verstellpropeller

[Gale]

Hallo zusammen,

Ich habe mal eine Frage zu den "power settings" bei WW II Propellerflugzeugen mit Verstellpropeller (P 51, P47, Spitfire etc...), zu denen ich im Netz keine befriedigende Antwort finden konnte.

Da ich solche Flugzeuge im realen Leben leider nicht selber fliege, sonders nur am Simulator, stellt sich bei mir in manchen Situationen/ bei manchen Dingen, gelegentlich die Frage ist das im realen Leben auch so oder ist das nur unsauber simuliert.

Mit der Funktionsweise eines Verstellpropellers bin ich vertraut, dennoch frage ich mich nach den richtigen Einstellungen für "rpm" und "manifold pressure" in manchen Situationen: Klar, für Steigflug, Start oder Reiseflug finden sich im Netzt für die einzelnen Flugzeuge massig Tabellen. Wie schaut es aber mit Kunstflug aus, z.B. konkretes Beispiel: Eine P 51 auf einer Flugshow?

Was muss ich für Einstellungen vornehmen um die maximale Geschwindigkeit des Flugzeugs zu erreichen?: Wähle ich eine hohe Drehzahl und und viel manifold pressure, so steht ja bekanntlich die maximale Leistung des Triebwerks zur Verfügung. Gleichzeitig ist die Propellersteigung geringer, was zu mehr Widerstand führt. Kennt man ja wenn man den Propellerhebel von einer geringen Drehzahl auf eine hohe stellt- das Flugzeug bremst ab.

Wähle ich eine geringe Drehzahl, so ist die Steigung der Propellerblätter größer, somit der Widerstand geringer, gleichzeitig hat der Motor eine geringere Drehzahl und somit deutlich weniger Leistung.

Was überwiegt jetzt? In meinem Simulator ist die Antwort eindeutig: Am schnellsten bin ich horizontal mit geringer Drehzahl (<2000 U/min (Motor)) und Vollgas. Bei hohen Drehzahlen und Vollgas bin ich deutlich langsamer. Ist das im realen Leben auch so? Ich habe da so meine Zweifel. Oder wäre es im realen Leben so und solche Einstellungen mit geringer Drehzahl und viel manifold pressure sind nur nicht zugelassen weil die Kräft (Drehmoment) für den Motor zu groß würden?

Ich danke für klärende Antworten.

 

[witeblax]

Wähle ich eine geringe Drehzahl, so ist die Steigung der Propellerblätter größer, somit der Widerstand geringer, gleichzeitig hat der Motor eine geringere Drehzahl und somit deutlich weniger Leistung.

Falsch! Du erhöhst den Pitch des Propellers und somit STEIGT auch der Widerstand (genau wie bei höheren Anstellwinkeln bei der Tragfläche - Mehr Lift aber auch mehr Drag) und genau deshalb geht ja die Drehzahl zurück. Aber die Manifold Preessure steigt bei reduzierter Drehzahl an. Entscheidend ist die Leistungskurve des Motors, wo er sein bestes Drehmoment enwickelt und wo seine höchste Leistung, das ganze dann in Abhängigkeit zum verwendeten Prop führt zu unterschiedlichen Ergebnissen.

Der Effekt, daß das Flugzeug bei kleiner Prop-Steigung bremst tritt ja nur aus höherer Fahrt auf, wenn Du zu früh den Final Check machst, bevor der Governor selbst schon beim "constant speed prop" aufgrund der reduzierten Fahrt (Fahrwerk/Klappen) auf "kleinste Steigung" geregelt hat. Für das Losrollen beim Start nimmst Du ja auch nicht die Höchste PropSteigung, sondern die Kleinste, weil Du damit höhere Drehzahl (WENIGER Widerstand!) am Prop hast. Quasi wie beim Auto: Im Kleinsten (1.) Gang anfahren und wenn Du zur "Landung" zu früh zurüch in der "ersten" Schaltest, bremst es auch gewaltig (wegen Hohem "Drehzahlwiderstand" im Motor)

Zum allg. Powersetting kann ich es nur für die Great Lakes beantworten: Kunstflug immer mit "Alles full forward", also Power-Lever: FULL THROTTLE, Prop: FULL FORWARD (lowest Pitch), Mixture FULL RICH.
(...im Betrieb natürlich die Hebel von rechts nach links, also in der anderen Reihenfolge bedienen wie oben beschrieben, wenn man mit ACRO loslegen will

 

[Intrepid]

In meinem Simulator ist die Antwort eindeutig: Am schnellsten bin ich horizontal mit geringer Drehzahl (<2000 U/min (Motor)) und Vollgas. Bei hohen Drehzahlen und Vollgas bin ich deutlich langsamer. Ist das im realen Leben auch so?

Mit hoher Drehzahl und kleiner Steigung hast Du eine große Beschleunigung, aber eine geringere Höchstgeschwindigkeit. Mit niedriger Drehzahl und großer Steigung hast Du eine niedrige Beschleunigung, aber eine höhere Endgeschwindigkeit. Also wenn das Flugzeug schneller wird, allmählich die Drehzahl zurücknehmen, den Ladedruck immer auf dem maximal zulässigem Wert halten und den Kraftstoffdurchfluss dazu passend einstellen. Versuch' mal (ich bin auch noch nie eine P-51 geflogen). Nimm Dir einfach Geschwindigkeitswerte vor, wo Du jeweils schrittweise eine neue Einstellung wählst. Und berichte dann mal vom Ergebnis mit den Einstellungen, die Du Dir ausgedacht hast und den jeweiligen Geschwindigkeiten, nach wie viel Sekunden Du sie erreicht hast. Kühlklappen nicht vergessen, allmählich zu schließen, soweit sie manuell zu betätigen sind.

 

[Gale]

Hallo,

Danke für die Antworten. Sorry dass ich erst so spät antworte, hatte aber nicht gedacht, dass ich nach knapp einem Monat doch noch Antworten bekomme.

Zum Luftwiderstand: Da habe ich mich vielleicht falsch ausgedrückt. Natürlich wird der Widerstand bei größerem Anstellwinkel, der Propellerblätter, größer in die Drehrichtung und damit sinkt die Drehzahl bzw. kann nur durch mehr Leistung gehalten werden. Ist mir völlig klar... nur meinte ich nicht diesen Widerstand, der ja weniger für die Höchstgeschwindikeit verantwortlich ist, sondern den Widerstand in Fahrtrichtung. Wird der Anstellwinkel der Blätter weiter erhöht, so verringert sich der Luftwiderstand immer weiter. Der Extremfall ist das bekannte "feathering", also die Segelstellung der Blätter, bei mehrmotorigen Maschinen. Der Anstellwinkel ist dabei maximal (90°) und somit der Luftwiderstand minimal (in die Bewegungsrichtung, natürlich maximal für den Motor, wenn er den Prop drehen wollte... was in der Segelstellung natürlich keinen Sinn macht).

Meine Frage zielte darauf ab, ob dieser Effekt stark genug ist um den Leistungsverlust des Motors bei geringerer Drehzahl zu kompensieren, bzw. sogar mehr als nur auszugleichen... was bei meinem Simulator, bzw. bei manchen Modellen im Simulator eindeutig der Fall ist.

In der Zwischenzeit bin ich zu dem Entschluss gekommen, dass der Simulator da nicht so ganz richtig ist, bzw. die Maschinen am Simulator, auf die das zutrifft nicht 100 %ig genau der Realität entsprechen.

Ich hab's am Beispiel der P 51 gemacht, da dieses Flugzeug recht bekannt ist und man im Netz viele alte Anleitungen, Handbücher und Tabellenwerke aus den 1940er Jahren findet.

In den besagten Tabellenwerken für die power settings (mit MP, RPM, TAS etc.) bin ich dann auch fündig geworden. Der TAS ist immer dann sehr hoch, wenn rpm und MP hoch sind, also das Triebwerk viel Leistung abgibt, was mir mein gesunder Physikverstand auch von Anfang an gesagt hat... nur der Simulator lies mich etwas zweifeln... Aber gut die Flugzeuge dort werden auch oft von Privatpersonen programmiert, die teilweise mit gefährlichem Halbwissen hantieren.

Also um die Höchstgeschwindigkeit (horizontal) der P 51 zu erreichen, muss ich, nach meinen Nachforschungen, rpm auf max (3000 rpm) und MP auf max (WEP) setzen. Natürlich hält der Motor das nicht lange durch, sodass bei einer Kunstflugvorführung etc. mit etwas reduzierter Drehzahl (<2700 rpm) und reduziertem MP geflogen wird.

Irgendwelche Einwände? Wäre natürlich sehr gut, wenn das hier vielleicht ein echter Warbird- Pilot lesen würde und absegnen könnte.

 

[Intrepid]

... nur meinte ich nicht diesen Widerstand, der ja weniger für die Höchstgeschwindikeit verantwortlich ist, sondern den Widerstand in Fahrtrichtung. Wird der Anstellwinkel der Blätter weiter erhöht, so verringert sich der Luftwiderstand immer weiter. Der Extremfall ist das bekannte "feathering", also die Segelstellung der Blätter, bei mehrmotorigen Maschinen.

Ich denke, man muss zwischen dem Zustand der Schuberzeugung und dem sogenannten "Windmilling" unterscheiden. Und der effektive Anstellwinkel des Propellerblattes nimmt mit zunehmender Eigengeschwindigkeit ab. Er kann also, obwohl relativ zum Flugzeug noch positiv, schon relativ zur strömenden Luft negativ sein. Dann erzeugt auch der stärkste Motor keinen Schub mehr. Dürfte aber in Bodennähe (Kunstflug etc.) weniger problematisch sein.