Ich würde den Ratschlägen im Forum nicht folgen. Obwohl die Argumentation, dass eine Windmühlenstütze mehr Luftwiderstand erzeugt, stichhaltig ist, habe ich keine empirischen Beweise dafür gesehen, wie viel sie tatsächlich in Fuß pro Minute bedeutet. Die einzigen Studien, die ich gesehen habe, waren zu diesem Thema nicht schlüssig und sagen, dass es eine Reihe von Faktoren gibt, die Sie in dieser Situation nicht wirklich kontrollieren können. Die Requisite ist nicht so groß im Vergleich zum Flugzeug selbst. Wenn also eine sich drehende Requisite 30% mehr Luftwiderstand hat (nur eine Vermutung, wie gesagt, ich habe keine tatsächlichen Zahlen gesehen), werden Sie nicht aus dem Flugzeug stürzen der Himmel.

Ich würde empfehlen, das Triebwerksausfallverfahren im POH Ihres Flugzeugs zu befolgen. Der Rat, das Flugzeug zu verlangsamen, um zu versuchen, die Stütze zum Stoppen zu bringen, weist eine Reihe von Mängeln auf:

• Ablenkung von kritischen Aufgaben: Wenn Sie das Flugzeug verlangsamen, bis die Stütze anhält, können Sie sich nicht mehr darauf konzentrieren, eine zu finden Feld, in dem Sie landen können, um sicherzustellen, dass Ihre Passagiere informiert und angeschnallt sind, einen Mayday-Anruf tätigen und versuchen, den Motor neu zu starten. Du wirst beschäftigt genug sein!
• Gefahr geringer Fluggeschwindigkeit: Wenn Sie so langsam fahren, dass die Stütze angehalten wird, ist möglicherweise eine sehr niedrige Fluggeschwindigkeit erforderlich, und Sie können einen Stall- / Spin-Ausflug machen, der weitaus gefährlicher ist als eine Gleitlandung
• Drag-Kurve: Wenn Sie sehr langsam fliegen, um die Stütze zum Stoppen zu bringen, unterschreiten Sie die beste Gleitgeschwindigkeit. Hier erhalten Sie Ihr bestes Gleitverhältnis. Unterhalb der besten Gleitgeschwindigkeit entwickeln Sie eine hohe Sinkgeschwindigkeit. Wenn Sie also die Stütze stoppen, haben Sie Hunderte von zusätzlichen Füßen verloren. Sie könnten mehr Höhe verlieren, als Sie möglicherweise sparen würden, und wertvolle Zeit damit verschwenden.
• Die Chancen stehen gut, dass Sie das Verhalten der Stütze ohnehin nicht ändern können: Wenn Ihre Kurbelwelle gebrochen ist, dreht sich die Stütze nicht Egal was du tust, wenn du eine Rute geworfen hast, wird sie aufhören und du könntest sie nicht zur Windmühle bringen, wenn du mit mach 1

Wenn Sie etwas rechnen, wird dies relativiert. Angenommen, die Motorabstiegsrate eines Flugzeugs mit einer sich drehenden Stütze beträgt 1000, und mit einer stillen Stütze beträgt sie 900 fpm. Bei einem Gleitflug aus einer Entfernung von 3000 Fuß erhalten Sie zusätzliche 20 Sekunden, aber es dauert wahrscheinlich viel mehr als 20 Sekunden, bis Sie langsam genug sind, um die Stütze anzuhalten und dann eine stabile Fluggeschwindigkeit wiederzuerlangen.

Sehr langsames Fliegen, um die Requisite zu stoppen, ist eine potenziell gefährliche Ablenkung. Stellen Sie einfach die beste Gleitgeschwindigkeit ein. Wenn die Requisite stoppt, ist dies ein Bonus.

Die Antwort: Es kommt darauf an. Im Allgemeinen wird ein angehaltener Propeller blockiert und erzeugt so wenig Luftwiderstand. Umgekehrt wird ein Windmühlenpropeller normalerweise nicht blockiert, entzieht dem Luftstrom Energie und dreht damit den Motor (der normalerweise eine moderate Energiemenge benötigt), wodurch die Sinkrate erhöht wird.

Sollten Sie den Propeller jedoch anhalten? Das ist eine viel schwierigere Frage. Relevante Fragen sind: Wie langsam müssen Sie fahren, um den Propeller anzuhalten? Können Sie den Propeller stoppen? Wenn es erforderlich ist, die Mindestsenkengeschwindigkeit über einen längeren Zeitraum zu unterschreiten, ist dies wahrscheinlich eine schlechte Idee, da die Senkengeschwindigkeit mit abnehmender Geschwindigkeit schnell zunimmt (Sie befinden sich jedes Mal auf der "Rückseite der Leistungskurve", wenn Sie unter die Mindestsenkengeschwindigkeit fliegen ).

In einigen antiken Flugzeugen ist oder wurde in einigen Clubs behauptet, dass Piloten in der Lage sein müssen, den Motor abzustellen und den Motor im Flug abzustützen und neu zu starten, bevor ihnen beispielsweise Pilotenrechte gewährt werden , der Verein Tiger Moth (diese sind in der Regel von Hand gestartet). Es wird allgemein behauptet, dass das Anhalten der Stütze das Gleiten merklich verlängert. Die Tiger Moth hat auch eine große, langsam drehende Holzstütze und eine ziemlich niedrige Stallgeschwindigkeit.

Ob ich das im Notfall versuchen würde? Mit ziemlicher Sicherheit nicht; Wenn es das POH ist, dann sicher ... aber ich habe es noch nie im POH eines einmotorigen Flugzeugs gesehen, das ich jemals geflogen bin. Und wenn ich den Motor ausfliege, muss ich mir wahrscheinlich schlimmere Sorgen machen (es sei denn, ich fliege meine üblichen Segelflugzeuge).

Ein Windmühlenpropeller erzeugt viel mehr Luftwiderstand, zumindest um eine Größenordnung. Das offensichtliche Beispiel ist ein Autogyro oder Hubschrauber in Autorotation, der wie ein Stein abfällt, wenn der Rotor stoppt.

Der Luftwiderstand ist eine Funktion der Blattfläche für einen angehaltenen Rotor und eine Funktion der Scheibenfläche für einen Windmühlenrotor. Der Unterschied ist bei großen Rotoren mit wenigen Schaufeln am ausgeprägtesten und bei Turbofans fast nicht vorhanden. Diese Antwort gibt einige Zahlen an:

Wenn wir die Auftriebskomponente pro Fläche eines vertikal autorotierenden Rotors berechnen, ist dies vergleichbar mit einem Koeffizienten von 1,1 bis 1,2, bezogen auf die Rotorfläche. Nach dieser Quelle hat eine flache Platte einen Luftwiderstandsbeiwert von 1,28 und ein Fallschirm einen von 1,4. Bei vertikaler Abfahrt ist der automatisch rotierende Rotor fast so gut wie ein Fallschirm aus demselben Bereich.

Wenn Sie beim Stoppen des Motors hoch genug sind, sollten Sie langsamer fahren ein wenig, damit der Propeller die Windmühle stoppt. Sobald es angehalten hat, können Sie wieder normal beschleunigen. Der Propeller startet normalerweise nicht wieder mit dem Windmühlen, da der Luftwiderstand und damit die verfügbare Leistung jetzt viel geringer sind.

Der Luftwiderstand ist für einen Windmühlenpropeller erheblich höher.

Sowohl der Luftwiderstand als auch der Energieverlust im Motor tragen dazu bei. Ich schätze, dass Sie mindestens 200 FPM schneller sinken werden, wenn Sie die Propeller-Windmühle lassen.

Für den Luftwiderstand ist es unmöglich, dies in eine Schätzung pro Fuß pro Minute umzuwandeln, da dies je nach Design des Propellers sehr unterschiedlich ist und der Gesamtwiderstand des Flugzeugs. Aber Sie können hier sehen: Aerodynamik für Marineflieger, 1965 (Seite 149 in den Seitenzahlen oder 167 im PDF), dass der Luftwiderstand erheblich zunehmen kann.

Ein typischer Fehler -Pitch Prop hat eine Neigung von ca. 15 Grad (mehr Details unten). Eine Stütze mit konstanter Geschwindigkeit, die den Öldruck verloren hat und nicht automatisch federt, hat wahrscheinlich eher 5 Grad. (Federstützen werden in mehrmotorigen Flugzeugen verwendet, um den Luftwiderstand zu verringern, wenn ein Motor ausfällt. Nichtfederungsstützen werden in einmotorigen Flugzeugen verwendet. Wenn also die Pitch-Steuerung ausfällt, der Motor aber noch funktioniert, verlieren Sie nicht Ihre gesamte Leistung.) . Insgesamt erhöht sich der tatsächliche parasitäre (einfache aerodynamische) Luftwiderstand des Propellers um bis zu den Faktor 3. Keine Größenordnungen, aber es ist bedeutend. Da ich nicht abschätzen kann, wie viel des Gesamtwiderstands auf den Propeller zurückzuführen ist, kann ich nur sagen, dass dies wahrscheinlich spürbar ist. Wenn Sie jedoch eine Kreuzfahrtstütze oder eine einstellbare Stütze haben, die auf hohe Tonhöhe eingestellt ist, funktioniert sie möglicherweise nahezu gleichmäßig, da die Windmühlenstütze über 22 Grad tatsächlich weniger Luftwiderstand aufweist.

Aber dann Es gibt den zusätzlichen Faktor des vom Motor erzeugten Luftwiderstands, der wahrscheinlich viel bedeutender ist. Es ist möglich, eine vernünftige Baseball-Figur zu finden. Schätzung und Highschool-Physik sind erforderlich.

Ein Flugzeug ohne Strom verliert potentielle Energie in Form von Höhe, um zu ziehen. Da sich die Geschwindigkeit des Flugzeugs nicht ändert, ändert sich auch seine kinetische Energie nicht und es muss nur die potenzielle Energie berücksichtigt werden. Wir berechnen, wie schnell der sich drehende Motor Energie aus dem Flugzeug ableitet.

Arbeit ist die Energiemenge, die von einem Ort zum anderen übertragen wird, und Leistung ist die Menge an Arbeit im Laufe der Zeit. Die Formel für die Arbeit (in einem Rotationssystem wie einem Motor) lautet Drehmoment * Theta, wobei Theta der gesamte gedrehte Winkelabstand ist. Die Leistung (Watt) wird in Joule pro Sekunde ausgedrückt, obwohl hier die Leistung in Joule / Minute angegeben wird, da unsere anderen Zeiteinheiten ebenfalls in Minuten angegeben sind. Das Joule ist natürlich die Einheit von Arbeit und Energie.

Nehmen wir an, ein Flugzeug mit einem Gewicht von 1000 kg fliegt auf 1500 Metern AGL. Seine potentielle Energie beträgt:

  1000 kg * 1500 Meter * 9,8 (Schwerkraft) = 14.700.000 J (14,7 mJ)  

Angenommen, eine Propellerwindmühle mit 200 U / min Die Winkelgeschwindigkeit beträgt:

  2 pi Radiant / Umdrehung * 200 Umdrehungen / Minute = ~ 1260 Radian / Minute  

Ich schätze das in Newton angegebene Drehmoment -meter, liegt irgendwo zwischen 50 und 500 Nm und tendiert zur hohen Seite. 50 ist aus meiner persönlichen Erfahrung, einen Propeller mit langsamen Geschwindigkeiten von Hand zu drehen, es geht um so viel Kraft; aber in der Luft finde ich das äußerst optimistisch. 500 ist eine höhere Schätzung, die wie folgt gerechtfertigt ist.

Einmotorige Flugzeuge wie die Cessna 172 haben häufig einen 180-PS-Motor. Der Propeller verfügt normalerweise über eine ausreichende Luftaufnahmefähigkeit, um diese 180 PS bei einer Motordrehzahl von ~ 2700 U / min in die Luft zu übertragen.

Konvertieren von HP in Joule / Minute (1 Watt = 1 Joule / Sekunde):

  180 HP * (746 Watt / HP) * (60 Sekunden / Minute) = 8057 kJ / Minute  

Unter der Annahme, dass der Propellerwirkungsgrad mit der Drehzahl relativ konstant ist, können Sie die Leistung der Propellerleistung linear mit der Drehzahl umrechnen:

  8057 kJ / Minute * (200 U / min / 2700 U / min) = 596 kJ / Minute  

Der Propeller sollte also in der Lage sein, etwa 600 kJ / Minute zurück in die zu übertragen Motor. Dies liegt im Rahmen meiner Schätzung von 500. Da jedoch nicht die gesamte normale Motorleistung in den Propeller fließt (aufgrund mechanischer Verluste und motorbetriebenen Zubehörs), scheint die Schätzung von 500 ziemlich nahe zu liegen, und ich bleibe dabei es aus Gründen der einfacheren Mathematik. Diese Schätzung ist ein hübscher Sitz der Hose - viele Fehlerquellen, wie Schwankungen der Propellereffizienz bei Drehzahl und Rückwärtsfahrt, werden ignoriert. Wenn der Propeller jedoch weniger effizient ist, verbraucht er mehr Leistung - daher ist möglicherweise sogar meine hohe Schätzung zu niedrig.

Zurück zum Motorschaden. Die vom Motor abgegebene Leistung beträgt daher:

  1260 * (50 bis 500 oder Sie wählen) = 63 kJ bis 630 kJ pro Minute  

Eine Cessna 152 hat eine Sinkrate von 725 fpm beim besten Gleiten mit angehaltenem Propeller (die besten Gleitgeschwindigkeiten werden normalerweise mit angehaltenem Propeller angegeben); Die Cessna 172 ist näher an der Masse, die ich verwende, und hat eine ähnliche Gleitleistung, daher verwende ich nur dieselbe Nummer. Dies ist sowieso eine geschätzte Berechnung. Bei einer Sinkgeschwindigkeit von 725 fpm (221 Meter pro Minute) dauert es normalerweise 6,78 Minuten, um die 1500 Meter Höhe, mit der Sie begonnen haben, zu entlüften. Potenzielle Energie durch Zeit teilen:

  14.700.000 / 6,78 = 2,168 MJ / min Energieverlust  

Bei der niedrigen Schätzung (wahrscheinlich nur für einen Motor sinnvoll, der darunter gelitten hat Gesamtkompressionsverlust, aber kein anderer Schaden): Wenn Sie zusätzliche 63 kJ / min verlieren, erhöht sich Ihre Sinkrate nur um

  (2.168 + .063) / 2.168 = 1.029  

ungefähr 3% oder von 725 fpm bis 746 fpm. Möglicherweise bemerken Sie dies nicht einmal an den Instrumenten. Wenn Sie jedoch in letzter Sekunde an einer Stromleitung hängen bleiben, werden Sie dies sicherlich bemerken. Bei der hohen Schätzung würde ein Verlust von zusätzlichen 630 kJ / min Ihre Sinkrate jedoch erhöhen um:

  (2.168 + .630) / 2.168 = 1.29  

29% oder von 725 fpm bis 935 fpm. Das ist sehr wichtig. Und dies beinhaltet nicht einmal den zusätzlichen Luftwiderstand der Spinnstütze. Dies ist nur auf den Energieverlust im Motor zurückzuführen.

Fazit: Wenn die Stromversorgung ausfällt, stoppen Sie die Stütze .

Dies ist jedoch der Fall , ein letzter Punkt. Wenn Sie aufgrund eines mechanischen Defekts die Stromversorgung verloren haben, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Propeller aufgrund von Schäden, die den Stromausfall verursacht haben, von selbst stoppt. Kraftstoffmangel ist jedoch die häufigste Ursache für einen Leistungsverlust während des Fluges. Wenn Ihnen der Treibstoff ausgeht, dreht sich die Stütze wahrscheinlich weiter, es sei denn, Sie stoppen sie selbst.

• Der Neigungswinkel in Grad unterscheidet sich von der normalerweise beschriebenen Steigung. Das wird in Zoll gemessen, wobei so etwas wie 76 "x 60" typisch wäre. Sie können den Nickwinkel basierend auf den Propellermessungen in Zoll mithilfe der Formel für Spiralwinkel berechnen. Wenn Sie dies tun, denken Sie daran, dass die Propellersteigung bei 75% des Blattdurchmessers angegeben ist und nicht bei 100% wie in den Mathematiklehrbüchern.

Dieses von Erbureth bereitgestellte -Papier liefert empirische Belege zur Beantwortung der Frage. Die kurze Antwort lautet, dass manchmal ein angehaltener Propeller weniger Luftwiderstand und manchmal ein Windmühlenpropeller weniger Luftwiderstand lieferte. Dies ist für mich sehr sinnvoll, da der Luftwiderstand mit der Position der Stagnationsdruckleitung an der Stütze zusammenhängen sollte.

Einige Beobachtungen aus anderen Antworten:

• Eines der Dinge, die ich immer höre, wenn diese Frage gestellt wird, ist, dass sich ein rotierender Propeller in eine Scheibe verwandelt und mehr Fläche hat. Dies ist eindeutig falsch, da der Bereich eines Propellerblatts immer gleich ist, unabhängig davon, ob er sich dreht oder nicht.
• Wenn ein Propeller gefiedert ist, stoppt der Propeller das Windmühlen und der Luftwiderstand ist erheblich geringer. Dies schafft die Wahrnehmung, dass der angehaltene Propeller viel weniger Luftwiderstand hat, aber in Wirklichkeit ist dies auf die Tatsache zurückzuführen, dass der gefiederte Propeller viel weniger Formwiderstand hat. Die Tatsache, dass die Stütze gestoppt ist, ist nicht der Hauptgrund.

Das Argument, dass die Windmühlenstütze das Flugzeug verlangsamt, indem sie Energie extrahiert, um einen toten Motor zu drehen, ignoriert die Tatsache, dass eine gefrorene Stütze versucht, das gesamte Flugzeug zu drehen. Die Steuereingaben zum Halten des Flugzeugniveaus sind wahrscheinlich sehr nahe beieinander, und das sich drehende Tragflächenprofil ist möglicherweise etwas weniger schleppend. Was ist hier also los?

Es ist bekannt, dass Requisiten Tragflächen sind und Turbulenzen entstehen Im Fall der Windmühle wirken sich die vom Propeller erzeugten Turbulenzen stärker auf das andere Tragflächenprofil, den Flügel, aus.

Dies ist wahrscheinlich der Hauptfaktor für den Verlust der Gleitdistanz. Es ist wichtig zu erkennen, dass die Luft, durch die das Flugzeug gleitet, keine kinetische Energie zu extrahieren hat. Es liegt alles in der kinetischen und potentiellen Energie des Flugzeugs. Die Windmühlenstütze verringert jedoch die Effizienz des Flügels bei der Nutzung der Energie der Flugzeuge, indem sie mehr Turbulenzen erzeugt.

Ich habe dies mehrfach in einem C152 getestet. Beginnend bei 10.000 Fuß und Abschneiden des Kraftstoffs bis zur Motor-Nase, um die Höhe so lange wie möglich zu halten (wodurch meine Vorwärtsgeschwindigkeit verlangsamt wird), bis der Propeller gestoppt wird. Dann hielt das Gleiten mit dem Propeller eine ganze Strecke an und überquerte dabei mehrere Flughäfen. Ein Windmühlenpropeller hat mich um einiges zurückgelassen.

Ich weiß, dass ich in meinen jüngeren Tagen komisch war, aber ich flog!

Eine Windmühlenstütze ermöglicht es dem Windschatten, sie herumzuschieben. Ein gestoppter kämpft gegen den Windschatten - drückt / lenkt ihn in eine Spirale. Die Reaktion darauf versucht, das Flugzeug zu drehen, wie Robert DiGiovanni sagt. Und es macht Arbeit, weil es eine Kraft auf die Luft ausübt, die sich dadurch bewegt.

Ich würde also weniger Luftwiderstand beim Windmühlen erwarten. Es ist wie ein Freilauf auf einem Fahrrad im Vergleich zu einem blockierten Rad.

Ich gehe in beiden Fällen von derselben AoA aus, d. H., Dass das Anhalten nicht bedeutet, dass es gefiedert ist. Einige Leute scheinen das Gegenteil angenommen zu haben, worauf ich neugierig bin: Wie würden Sie eine Stütze mit fester Tonhöhe ausfedern, wie es in OP angegeben ist?

Ein angehaltener Propeller ist blockiert und erzeugt so ein kleines Drehmoment, um das Flugzeug zu "drehen". Der Luftwiderstand ist gering, da die Klingenfläche klein ist. Ein Windmühlenpropeller bleibt nicht stehen, daher könnte die gewonnene Energie viel höher sein. Es hängt davon ab, ob die Stütze frei läuft oder den Motor tatsächlich dreht.