Ladedruck, Verstellpropeller ???

[linkbart]

Hallo;)

 

Ich hätte eine Frage und zwar bin ich von der C150 gewohnt das es nur einen Throttel gibt und sonst nichts (also quasi Laut/Leise :) ) Bei der C172 gibt jetzt noch den Blauen "Hebel" sprich den Propeller(Verstellpropeller). Wenn ich mich jetzt nicht täusche, regel ich mit dem Throttel den Ladedruck und mit dem "Blauen" die RPM. Kann mir mit bitte jemand in einfachen Worten erklären, für was genau das gut sein soll? Warum muss ich mit dem Throttel und mit dem "Blauen" einen Leistungswert setzen? Was genau ist dieser Ladedruck?

 

Danke für eure Antworten.

[C525]

Hallo,

mit dem Throttle setzt du vereinfacht gesagt die Leistung des Motors und mit dem "blauen" Hebel setzt du die RPM die der Propeller halten soll. Du kannst also die Steigung des Propellers immer so wählen, dass sie für die aktuelle Fluglage am besten ist. Bei der C150 setzt du ja auch mit dem Throttle die Leistung des Motors aber kannst diese eben direkt über die RPM ablesen --> sprich du brauchst keine Anzeige für den Manifoldpressure und auch keinen extra "Hebel".

 

Beim Verstellpropeller geht das eben nicht mehr, da ein Regler die Drehzahl des Props konstant hält --> du kannst die aktuelle Leistung des Motors nicht mehr über die Umdrehungen des Propellers bestimmen und daher hat man eine extra Anzeige und einen "Hebel" eingebaut (eben den Ansaugdruck) um die Leistung des Motors bestimmen zu können.

 

Die meisten C172 haben keinen Verstellpropeller und sind gleich wie die C150/152 mit einer starren Luftschraube ausgestattet. Bei der C182 hat jedes Modell einen Verstellpropeller. Ich hoffe, das war verständlich genug.

 

Lg Max

[linkbart]

Ok danke, dass hilft mir schon mal weiter :)

Aber was genau setzt ich dann eigentlich min Throttel wenn ich die RPM mit dem "Blauen" setzte. Anscheinend ja den Ladedruck aber was is das genau? Für was brauch ich das, bei der C150 reicht doch nur wenn ich die RPM min Throttel einstelle...

 

Danke

[Haslivet]

Noch einfacher ausgedrückt:

 

Fährst du Auto? Gut, der Ladedruck entspricht dem Gaspedal und der blaue Hebel der Schaltung.

[C525]

Mein Vorposter hat hier schon ein wirklich einfaches Bsp genannt.

 

Ladedruck ist die Leistung des Motors die du ja durch den Verstellpropeller nicht mehr direkt über die RPM setzen/ablesen kannst. Mit dem Throttle setzt du die Leistung des Motors.

 

Lg Max

[Brufi]

Beim Festpropeller ist die Propellersteigung fix, unveränderlich.

Mit dem Gashebel (throttle) öffnet man die Drosselklappe im Vergaser mehr oder weniger.

Dadurch wird dem Motor entsprechend mehr oder weniger Frischladung (frisches Luft-Brennstoff-Gemisch) zugeführt und entsprechend gibt er mehr oder weniger Leistung ab, genau gleich wie beim Gaspedal am Auto.

Um bei der Auto-Analogie zu bleiben: Festpropeller heisst auch, es gibt nur einen einzigen Gang (der Vergleich hinkt ein wenig, weil der Propeller noch Schlupf hat, der Reifen auf der Strasse jedoch normalerweise nicht).

Der Ladedruck ist der absolute Druck der Frischladung, also der Druck nach der Drosselklappe. Wenn der Motor läuft und die Drosselklappe ist geschlossen (Leerlauf) dann sinkt der Ladedruck stark ab, weil der Motor ja einfach volumetrisch ansaugt.

Gibt man Gas, öffnet also die Drosselklappe ein Stück, dann steigt der Ladedruck an. Je mehr die Drosselklappe geöffnet wird, umso höher steigt der Ladedruck an, bei Vollgas ist er fast so hoch wie der Umgebungsdruck.

 

Beim Festpropeller steigt dann auch die Drehzahl an, je mehr die Drosselklappe geöffnet wird, umso mehr Ladedruck, umso mehr Motorleistung , umso mehr Drehzahl. Somit ist die Drehzahl direkt ein Mass für die Leistung.

 

Beim Verstellpropeller kommt ein zusätzliches Element ins Spiel: Es gibt einen Drehzahlregler, welcher die Propellerblätter stufenlos verstellt und auf diese Weise die Drehzahl konstant auf einem vorgegebenen Sollwert hält.

Mit dem blauen Propellerhebel gibt man diesen Sollwert vor, will heissen, man kann per Hebelstellung den Sollwert der Drehzahl verstellen.

Dies ist in gewisser Weise vergleichbar mit einem automatischen, stufenlosen Getriebe.

 

Mit dieser Einrichtung ist aber die Drehzahl alleine kein Mass mehr für die Leistung, erst die Kombination einer Drehzahl mit der Gashebelstellung ergibt eine Aussage für die Leistung. Genau genommen ist es aber nicht die Gashebelstellung sondern der Druck im Ansaugrohr, also der Ladedruck, welcher ein Mass für die Leistung darstellt.

Mit dem Verstellpropeller ist es ja so, dass die Drehzahl immer gleich bleibt, egal ob ich nur 1/4 Gas gebe oder Halbgas oder 3/4 oder Vollgas oder irgend eine Stellung dazwischen. Der Propellerregler wird einfach die Propellerblätter verstellen um die Drehzahl auf dem Sollwert zu halten und bei Vollgas ergibt sich somit automatisch eine grosse Steigung, bei wenig Gas eine kleinere Steigung. Die Antriebsleistung wird dabei in weiten Grenzen verändert aber die Drehzahl bleibt konstant.

Um also ein Mass zu haben, wieviel Leistung eingestellt ist, braucht es eine weitere Anzeige im Cockpit: Den Ladedruck.

 

Erst die Kombination von Drehzahl UND Ladedruck zusammen ergibt ein Mass für die Leistung.

 

Gruss

 

Philipp

[linkbart]

Wow super danke für eure ausführlichen Antworten:)

Eine Frage hätte ich noch: Ist es jetzt für den Motor schlecht wenn ich die RPM am Reiseleistungs gesetzt habe, aber dauernd mit Vollgas (Ladedruck) fliegen würde? Sprich wie genau sollte das Verhältnis zwischen Ladedruck und RPM sein?

[sirdir]

Wow super danke für eure ausführlichen Antworten:)

Eine Frage hätte ich noch: Ist es jetzt für den Motor schlecht wenn ich die RPM am Reiseleistungs gesetzt habe, aber dauernd mit Vollgas (Ladedruck) fliegen würde? Sprich wie genau sollte das Verhältnis zwischen Ladedruck und RPM sein?

 

Zulässige 'Settingspaare' findest du normalerweise im AFM. Ansonsten gibt's jede Menge verschiedene Theorien. Das mit dem 'nicht oversquare' ist glaub ich so langsam vom Tisch. Aber dann gibt's z.B. solche die fliegen (fast) immer max. RPM und reduzieren die MP während es andere gibt, die die RPM reduzieren und MP voll offen lassen. Ich bin sicher, beide Seiten haben ihre Argumente.

[MarkusP210]

Aber dann gibt's z.B. solche die fliegen (fast) immer max. RPM

 

Die sollte man dann eben mal ins Gebet nehmen, weil das diejenigen sind die die den Fluglärmgegnern zusätzlich Auftrieb verschaffen. Meist sind diese Max-RPM-Piloten solche die eh mit einem Flugzeug unterwegs sind dessen Maximaldrehzahl 2600, 2700 oder gar 2850 1/min beträgt und das ist dann halt schon sehr laut. Der Performance-Gewinn dabei ist unbedeutend.

 

Bei Propellern existieren verschiedene Versionen welche beim Abfall des Öldrucks (z.B. Motorausfall, damit Ausfall des Propeller-Drehzahlreglers) den Propeller entweder Richtung hohe Drehzahl (kleine Steigung) bei Einmotorigen und Richtung tiefe Drehzahl (grosse Steigung, Federstellung) bei zweimotorigen Flugzeugen laufen lassen.

 

Markus

[Volume]

Hallo Christian,

 

Was das Flugzeug wirklich antreibt ist Leistung. Unter Vernachlässigung aller Wirkungsgraddiskussionen und Konstanten in den Formeln ist die Motorleistung gleich Drehzahl mal Drehmoment. Das Drehmoment ist ungefähr proportional zur zugeführten Spritmenge pro Zylinderfüllung, und die ist ungefähr proportional zur Dichte der angesaugten Luft. Gemäß allgemeiner Gasgleichung ist nun Temperatur mal Gaskonstante mal Dichte gleich Druck, da Temperatur in K gemessen wird, ist der Unterschied zwischen +30°C und 0°C (was wir so typischweise Fliegen) gerade mal +/- 5% von den 15°C ICAO Standardatmosphäre. Somit kannst du das Motordrehmoment relativ gut mit dem Druck des angesaugten Gemisches, also des Drucks im Ansaugkrümmer also dem Ladedruck messen. Bei 15°C in NN kann der Ladedruck eines Saugmotors maximal 30 in HG betragen (= volles Drehmoment), bei 15 in HG kannst du somit von etwa 50% Drehmoment ausgehen.

 

Beim Starrpropeller resultiert die Drehzahl zwangsläufig aus dem Motordrehmoment und der Geschwindigkeit, du hast nur eine vage Kontrolle über die Motorleistung. Prinzipiell ist allerdings offener Throttle = viel Ladedruck = viel Drehmoment = viel Drehzahl = viel Leistung = mehr Geschwindigkeit = noch etwas mehr Drehzahl. Die Drehzahl ist in diesem Fall ein relativ guter Indikator für deine Motorleistung. Dummerweise geht im Steigflug die Drehzahl runter, im Sinkflug rauf (bei konstantem Throttle), das ist natürlich genau das Gegenteil dessen, was man will.

 

Beim Constant Speed Propeller kannst du die Drehzahl fest wählen (mit dem Blauen Hebel), der Regler hält dann (soweit möglich) bei jeder Geschwindigkeit genau diese Drehzahl.

Das Drehmoment wiederum kannst du näherungsweise mit dem Throttle wählen, das Produkt beider gibt dir die Motorleistung. Im Prinzip kannst du jede Gewünschte Leistung unterhalb von 100% durch eine beliebige Kombination aus Drehzahlreduzierung und Ladedruckreduzierung erreichen. Du kannst z.B. die Drehzahl bei 100% lassen und den Ladedruck reduzieren, oder den Ladedruck bei 100% lassen (er sinkt mit zunehmender Flughöhe ja sowieso noch ab) und nur die Drehzahl reduzieren, oder eben beides ein bischen. Gemäß obigem Beispiel entspräche dann die Kombination aus Maixaldrehzahl und 15 inHG Ladedruck so etwa 50% Leistung (eine bestimmt nicht sehr glückliche Kombination...)

Du kannst also ganz bewusst deine Motorleistung wählen, unabhängig von der Fluggeschwindigkeit, Steigflug, Sinkflug etc.

Du kannst so aber auch etwas wählen, das für den Motor ganz ungesund und für deine Tankrechnung ganz ungünstig ist, du kannst also nicht nur die Leistung wählen, du musst Drehzahl und Drehmoment geeignet wählen.

Du kannst also z.B. bewußt im Reiseflug "im 5. Gang fliegen", sprich minimal mögliche Drehzahl bei maximal möglichem Ladedruck für die benötigte Reiseleistung wählen.

 

Ein Beispiel für die "Fallen" des Verstellpropellers:

Zur Landung wählt man normalerweise max RPM (blau ganz nach vorne), um im Falle eines Durchstartens sofort volle Leistung zu haben. Je nach Flugzeugabstimmung hält der Regler auch diese Höchstdrehzahl, du hast von der Lärmkulisse her das Gefühl mit sehr viel Leistung anzufliegen. Da du aber den Throttle nahezu zu hast (du willst ja wenig Leistung, zur Landung sinken) kommt man schnell zu Fehleinschätzungen bezüglich der tatsächlichen Motorleistung.

Zum Start/Steigflug hast du natürlich alle Hebel vorne, wenn du jetzt vom Starrpropeller gewohnt bist in 100ft 100 Umdrehungen (mit dem Throttle) rauszunehmen, dann darfst du das nicht mit dem Throttle machen. Du kannst den Motor auf nahezu Nulldrehmoment zurücknehmen, und deine Drehzahl ist immer noch nicht abgesunken. Du denkst du hättest immer noch 90% Leistung anliegen, in Wahrheit aber ist es fast Standgas, nicht das richtige für den Steigflug...

 

Mit ein bischen technischem Verständnis und Erfahrung wirst du den Constant-Speed Propeller noch lieben lernen.

 

Das mit dem 'nicht oversquare' ist glaub ich so langsam vom Tisch.

Kommt ganz auf den Motor an, es gibt welche die du "oversquared" relativ zügig zerstörst, es gibt welche bei denen ist es genau der Schlüssel zu geringstem Verbrauch und Lärm ist. Bei Rotax war z.B. bis letztes Jahr die Empfehlung oberhalb 75% Leistung immer vollen Ladedruck und reduzierte Drehzahl zu fliegen, das hat Rotax aber letztes Jahr (nach 20 Jahren Erfahrung...) mit einem SIL zurückgenommen, und verbietet inzwischen auch das "oversquaren". Für die Kombination elektrischer Constant Speed von MT am Limbach Motor ist bis heute die Handbuchempfehlung im Reiseflug ausschließlich den "blauen Drehknopf" zur Leistungswahl zu benutzen, und den Throttle vorne (den Ladedruck voll) zu lassen.

 

Gruß

Ralf

[MarkusP210]

Du kannst den Motor auf nahezu Nulldrehmoment zurücknehmen, und deine Drehzahl ist immer noch nicht abgesunken.

 

Naja, mit abnehmender Leistung wird der ebenfalls abnehmende Öldruck wohl zwangsweise auch dazu führen, dass der (hydraulische) Drehzahlregler die Drehzahl nicht mehr halten kann. Nach meiner Erfahrung beginnt dieser Drehzahlabfall irgendwo beim Unterschreiten von 16 Inches Ladedruck.

 

Markus

[Volume]

Hi Markus, es gibt zwei Arten von Reglern, die die mit Öldruck die Steigung erhöhen (die Drehzahl reduzieren), das ist der Standard für Einmots. Alle die ihre Propeller Feathern wollen, also Zweimots und Motorsegler, haben in der Regel Governor die mit Öldruck die Steigung verringern (Die Drehzahl erhöhen).

Bei ersteren hast du Recht (ich sage ja "nahezu", es hängt von einigen Faktoren ab wie lange der Regler die gewählte Drehzahl tatsächlich halten kann, unter anderem auch von den Anschlägen des Propellers, die sind bei langsamen Maschinen natürlich eher auf "Steigpropeller" als auf "Reisepropeller" begrenzen). Der Öldruck dürfte aber im wesentlichen von der Drehzahl abhängen, und die ist ja vorhanden.

 

Also aus der Praxis weiss ich, das unsere Dimona noch bei 120 km/h und Standgas die Drehzahl am roten Strich halten kann, allerdings erst seit sie den 100PS Motor hat, früher mit dem 80PSer ging das nur ab etwa 150.

 

Gruß

Ralf

[Foxhound]

Hallo;)

Kann mir mit bitte jemand in einfachen Worten erklären, für was genau das gut sein soll?

Das ist wie im Auto mit Automatik. Gashebel ist das Gaspedal und der Prophebel ist der Schalthebel. Nur hat nicht die 1,2 und D-Positionen, sondern läuft stufenlos.

Weiter: beim Auto haben wir Geschwindigkeit und RPM, das Flugzeug MP und RPM.

Was wir im Auto nicht unbedingt wollen, tun wir auch im Flieger nicht. Im höheren Gang im Leerlauf, weil's nicht geht und im ersten Gang und Vollgas, den Ohren zuliebe.

 

Das ist aber sehr grob.