【VDM】プロペラについて語るスレ【ハミルトン】
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航空機の性能を決定づける重要な要素なのに、
あまりj語られないプロペラについて語りましょう。 重要なのはわかるけど、羽枚数、ピッチ、材質くらいしか語る内容なくない?
あと、スキュードプロペラとか二重反転とか・・・ >>2
日米独のプロペラに関しては結構情報あるけど、
英国製は意外と情報なくない?
いい入門書があったら紹介してくれないか? 丸メカの初期(マニュアル特集以前のヒトケタ号)にプロペラ設計者の解りやすい連載があった プロペラいうたら東芝やなw
非常に加工が難しいらしい
かといって鋳造は無理だし
鍛造の塊を削り出すしかないw
プロペラとは関係ないが
航空機エンジン(レシプロ)と
草刈機(草払い機)のエンジンが最強だってw
全開で何時間も回すから
機械の性能がモロに出るってw
この分野も日本が圧倒 二重反転プロペラ
量産機での実用化は難しかったのかな 二重反転ペラは航空機のイメージが強いけど、
魚雷なんかには昔から採用されてる 液体と空気の違いやあ
空飛ぶ魚雷の方が効率良さげw 細かい話だけど航空用語では可変ピッチぺラと恒速ペラは別物で可変ピッチペラを使ってたのは極一部
水中では水の沸騰現象でノイズが生まれて別の意味で命取りになる
だから潜水艦はできるだけ深度を深くしてキャビテーションを抑えたりする スピットファイアの5翅プロペラ何となくカッコいいな
プロペラは偶数枚より奇数枚の方が回転バランスを取りやすいらしい
偶数枚は精密にバランスしないと振動が出る
奇数枚は1枚のカウンターバランスを2枚で取るから誤差が小さいんだって 自然界にもプロペラ状ものが有り
それは植物の種
高い木から羽根を回しながら落下するなど
一枚や二枚が多い
その形状を真似ると途轍も無い高性能な
数値が出るらしい
虫や鳥などから車や航空機に形状を使うのが
一番効率がいい と言うことは
近いうちに飛行機は羽ばたいて飛ぶのだな?
胸熱 ただし虫や鳥の寿命があああw
そこをクリアしないとなw にわかですまん。
スピットファイアのプロペラって、何処の会社が造ってたの?
スーパーマリンが自分でやってたのか、何処かに外注してたのか。 ステータベーン等の船舶用省エネ装置
http://www.watanabe-zousen.co.jp/images/eco.pdf
潜水艦には主に推進騒音の低減が目的で装着されていると思われる ヤマハの佐貫センセの和訳レポートから。
昭和14年頃、アメリカNACAでプロペラの比較実験やってた際に、
使用してたプロペラ翼型が3つ。
(ノンブルで626〜627にかけて)。
CLARK-Y、RAF6、NACA2412だそうだ。
NACA23012とかをプロペラ翼型に応用してやろう、との意欲ある研究者、当時のNACAにいなかった模様だ。
元の記事: N.A.C.A. Tech. Rep. 642 號; 1938; 1/27頁
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjsass1934/6/50/6_50_611/_pdf/-char/ja 昭和16年に、「川崎の技師」が航空機プロペラの講演を、造船協会で行った資料が、
ネットで公開されている。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjasnaoe1903/1941/68/1941_68_295/_pdf/-char/ja
プロペラは構造頗る簡單で、室気中を適宜の速度で進むものに謝しては幸運にも非常に理想的な推進機構であるために、
多くの航室技術者の研究對照は、量的にも質的にもより困難な機體及び發動機の發達の方に向けられ、
過去40年間の發達の経過を見ても、プロペラだけが割合に平易な道を歩いて來た様に感ぜられる。
事實プロペラは最初から容易に70%の效率を發揮して居り、
金属プロペラが出現してからは80%の效率が常識となつて居る。今日迄の所どんな飛行機を設計しようとも、
プロペラを合理的に選揮しさへすれば、少くとも速度性能に謁してはプロペラ自身の設計によつて重大な影響を與へる様な事はなく、
從つて吾々はプロペ ラを1つの装備品の如く考へ、極端に言へば例へば
車輪を選ぶ様に一覧表の中から好きなものを選定しても大燈充分であつたと云へる。
一番重要なポイントは、「第18図、NACA5868-7 Clark-Y」と記載が見える。
この昭和16年当時、川崎に支給された官給品プロペラは、Clark-Yであるらしい有力な資料である。 言葉を変えればプロペラ効率問題は結局、プロペラ各翼素の翼型問題に帰着するという基本認識です。
…ブレード各翼素の揚抗比が、無限大、30,20,10,5と5通りに変化した場合に対応する翼角と翼素効率の関係を示します。
これは山名正夫・中口博著の「飛行機設計論」の184ページのグラフから採りました。
…ここから学びとれる教訓はただひとつ、主力部分のブリード断面には高揚抗比翼型を与えること、これに尽きます。
http://www.yp1.yippee.ne.jp/launchers/dr-isii/p-and-r_3.html
揚抗比20の翼型プロペラであれば、どんな速度であれ、有効プロペラ面積部分のブレード角30〜45を保つように、
ピッチ角可変できるようになれば、プロペラ効率90%は期待できる。
揚抗比30超える翼型のプロペラであれば、ブレード角20弱からプロペラ効率90%を超える。
当時の日本のように、ピッチ角可変範囲が20〜30度でアップアップしてるなら、
ますますプロペラ翼型の揚抗比改善が、アメリカ以上に求められる。 太平洋戦争期のプロペラを語ることとは、
ピッチ角の可変範囲をワイド化することで、広い速度範囲(最高速〜最大降下速度)で最適角を充てて、
プロペラ効率を高い水準を保つこと。
または、金属ペラの限界薄翼と言われた9%以内で、
Clark-y以上の高L/Dの翼型(当然、高レイノルズ数)を見つけ出して、
ピッチ角が最良ではなくても、ペラ効率を高めること。
さもなければ、エンジン側もギア比弄って減速し、折り畳み脚も大型化して、
大きいペラをゆっくり廻す(先端で音速超えない)ことで、ペラ効率維持を目指すこと。
この三方向に絞られるとは思うけど、さぁどうしようか?
自分の興味は、翼型なんだけど、資料探しがムズいねぇ(苦笑) 例えば、ミシガン大のweb foilを使って、「限定的に」リサーチすると。
最も高いレイノルズ数900万、マッハ0.6の条件において、
RAF28翼型は、Cl=0.95305 Cd=0.01095、L/D100倍弱をマークするらしい。アングル角は5.0度である。
http://mdolab.engin.umich.edu/webfoil/analysis/?airfoil=RAF28
翼厚は最大9.8%、ブリストル系の飛行機に使用された普遍的なもの。
一方、clark-yだと、レイノルズ数900万、マッハ0.6の条件において、
L/Dは70倍前半に留まる。
http://mdolab.engin.umich.edu/webfoil/analysis/?airfoil=CLARKY
プロペラ翼素のL/Dが1.3-1.4倍改善するなら、プロペラ効率はどう変わり得るのか、
非常に興味がある。
このサイトで面白いのは、オプティマイズ機能であり、翼厚なりCLなりを弄れば、
そのターゲット値に基く翼型をオプティマイズする機能。
エアロダイナミクスの世界は、奥が深い世界だ、とつくづく感じる。
今の世で言えば、最も影響ありそうなのは、風力発電用の風車のブレードをどう最適化するか、
って話になるんだろうけどね、プロペラネタ。そういう意味でエコ、である(笑) 東芝機械のCOCOM事件だが
工作機械は輸出したが
原潜プロペラの小型化は出来なかったらしいw プロペラ機は過去の航空機であるかの風潮があるが、350マイル未満の路線ではジェットによる高速化の恩恵は乏しいため、
燃料消費が25−40%少ないターボプロップに利がある。
ttps://www.pwc.ca/en/products-and-services/products/regional-aviation-engines/pw100-150 近距離路線はジェットの高速化の恩恵は少ないって主張しても
現実はリージョナルジェットの前に各社壊滅したんよ
理由はプロペラ機の乗り心地の悪さと遅そうというイメージの客離れなんよな
独占路線なら良いけど他社との競争路線だと
5分速い飛行時間とブルブル煩くない事は集客の差になっちゃうのだ パンビーはジェットとプロペラの乗り心地なんて想像もしないよ
たんにプロペラだと古い飛行機=安全性が心配てくらいしか思わない
事実とは全然かけ離れてるけどね >>40
一回経験すれば学習するわさ
日本人だと国産浪漫でYS-11に乗ってみてその轟音でこりごりになるし 質問よろしいでしょうか?
ハミルトン・スタンダード可変ピッチプロペラの
ピッチコントロール用のオイルは、何処からプロペラ内部へ送っているのでしょう?
減速ギアボックスを密封し、オイルで満たし、油圧を
懸けているのでしょうか?
でも、それだとギアグリスが流れてしまうような気がするんですが。
できますれば、回答お願いします。 零戦とかの低ピッチのは、発動機減速機室からペラ軸にという流れ
ttps://www.ei-publishing.co.jp/wp/wp-content/uploads/2015/07/fe4f7528b0ea4538e03d02c9103ab609.jpg
プロペラピッチ変更作動機ってのがあるよな
こいつの中に油圧ポンプと弁がしこまれて、油はプロペラ軸の中を通ってプロペラ付け根の変換シリンダに行く。
高い油圧+弁開放で高圧がプロペラシリンダに行く
この弁を閉鎖すると今度はペラの油がペラ軸を通って発動機に逆流し潤滑油と合流する。
弁機構のところにスリップリングが仕込まれてる以外の漏れ機能は特にない。ほぼ全部ペラ軸内で完結し、また油の行き来の制御も油漬けになる減速機ケース内に仕込まれてる
高圧型も配管の流れは基本的に同じでペラ軸を通して流れる
スリップリングは要所にあるけど基本的に漏れた分はエンジン内に流れるようにできてるのは変わらん あとはまあコレを見て理解してくれ
ttps://www.superconstellation.ch/TechnicalInformation/propeller/propeller-en.html プロペラピッチ変更作動機はコクピットのピッチコントロールレバーの作動で
ガバナーのスピーダースプリングにかかるテンションを変更してフライウエイトの動きを変える
それでパイロットバルブプランジャーが作動してプロペラピッチが変わる
ようするにプロペラピッチ変更作動機でバルブを直接動かしてるんじゃなくて間接的に動かしてる 根元のカフスはどれくらい推力アップに関わるの?
零戦の3枚ペラの根元なんか丸棒で気になる 初心者にはカッコいい強制空冷ファンだけど
ああいうギミックって、馬力損失とか重量増加とか部品点数増加とか
発動機長さの増大で胴体側のカバーの重量も増すとか
ロクでもないんじゃないかな?
強制空冷で機種を細くして形状抵抗を改善とか実は
無駄なものなの?
大きなスピナーとかカッコは良いけど抵抗の元ともいうしねぇ エアレーサーはみんな巨大スピナーつけてるから、無駄じゃないけど
飛行高度も速度も千差万別な実用機だと、条件絞り込んじゃうのもきついからね
また強制空冷ファンは馬力損失も当然あるけど、機首延長形状による空力改善はそこまで大きくないんで
そこを狙った巨大スピナーや強制ファン機は手間の割には効果が乏しいねというのが実情
だけど強制ファン機は低速大馬力でも冷却空気が確保しやすいので
上昇時にカウルフラップという空気抵抗の塊を開かなくて良いので上昇性能は馬力損失以上の効果になるらしい
まあ結局は利害得失でごくわずかでも性能を求めるのか、効果の小さい要素は捨てて堅実性を求めるかということよな 堀越さんは雷電でスライド式の冷却排気口の構想はあったけど
信頼できる構造が製作できなかったらしいね 古いTu-95が安定して日本の周りを哨戒飛行しまくってるのに
新式ターボプロップのA400Mはなぜ、難産なのだろうか
1万馬力以上の航空用ターボプロップはいまの技術でも難しいのだろうか
ギア駆動ターボファンとかはB-787で実用化してるのだから、プロペラ回すのもできそうなのだが tu-95のエンジンは大直径の二重反転ペラを1500rpm程度で比較的ゆっくり回転させたのが
成功の秘訣ってwikiに書いてあるけどその辺が理由かな? スピナーは可変ピッチペラのガバナー機構を保護する為でもある
特に日本だと電気系とか弱いし 日本機で電動可変ピッチペラのなんてVDM系だけじゃろ 日本陸軍のプロペラが、たしかラチエ+VDMだったかと聞いた。
一応逆ピッチが出来た様で、着陸時に逆ピッチ使って
滑走距離短くしようとしたら、前方に埃が舞い上がって
視界がゼロになったとか、飛行中に逆ピッチにしたら
一気に失速して死ぬような目にあったとか、そんな話を
読んだ記憶がある。 逆ピッチは疾風の試作時に試してみただけで量産機では採用されてないよ >>61
そうでした。
量産時には、逆ピッチは封印されたとか
その本には書いてありました。 住友VDMとオリジナルとの違いを考察した人のtwitterだとハミルトンと同じくVDMも
初期のタイプから独自改良していったので各方式の折半みたいな機構になった説だった 金属製プロペラってジュラルミン製なの?鉄の中空構造? >>64
P-51やP47は中空鋼製ブレードも採用してたんじゃないかな ナルホド
なんかの本で昔日本で超超ジュラルミンのプロペラを研究してたってあったんでね 急降下ブレーキの代わりに逆ピッチペラを使った例はないのかね プロペラのピッチ角を気流と直角にしてブレーキの代わりにする、なんて飛行機を
どこかで見た記憶はある。 >>68
F86のパイロットが着陸したあとにキャノピーを開けてエアブレーキ代わりにしたらキャノピーが壊れて整備からえらい怒られたって話しがあった 映画トコリの橋で、空母艦上のプロペラ機にペラを回させて接岸させるなんてシーンがあったような。
うろ覚えですまんが。 NAM戦の時に、空母の着岸時に甲板上のジェット機のエンジン噴射を使って
接岸させた、なんて話は聞いた事がある。 M400Mの左右回転のペラを交互に置く方式は成功例なんだろうか? A400Mなら交互にカウンターローテーションにする事で翼への負荷と騒音低下を狙ってる
て説明だから目的を達してたら成功という事になるんじゃないかね
実測データとか見た事ないから分からんけど >75
減速機を左右の2系列製造するっていうのはコスト増、信頼性低下にはならないのか? そりゃ一種類より面倒じゃろうな
実際A400Mは減速ギアでもトラブル出してるし Tu95はあれだけ大馬力で二重反転だけど、旅客機にも改造されて使用されているから
枯れた技術になって信頼性も高いのかね?
あんなに基本設計が古いエンジンと二重反転ペラがずっと使われているのがすごい >>15を読んで思ったけど、自然界に範を取って造れば固定ピッチの高性能プロペラが出来上がる可能性があるのか >>79
自然界に存在するプロペラの様な物は、落下する際の風圧で回転して
落下速度を抑えるだけの物だから、飛行機のプロペラにはその
技術は使えない様な気がする。
ヘリコプタのローターなら使えるかもしれないかな 可変ピッチって高度が高くなってる空気が薄くなる対策じゃないの 大気密度、回転数、飛行速度で吸収馬力が変わり
当然駆けてる馬力で必要な吸収馬力が違うのな。
だからピッチを可変して吸収馬力を可変するわけなのよ
固定ピッチは、速度も高度も馬力も変わらないなら突き詰めたベストな設定でいいけど
普通はそういうわけにはいかんので、特定条件下でしか良い性能にならないということになるんよ 固定ピッチだとなかなか上手くいかんのだな
ところでピッチ変更機構で電動の場合、高速回転する軸にどうやって電力供給してるのだろうか(自分が調べた限り載ってる資料がない)
軸に通電させて供給してるとしか思えないが通電の為に接触してる部品の摩耗がとんでもなく激しい気がする >>83
普通のモータは回転子にどうやって電力供給してると思っているのだ モーターは磁石に電力送って回転させてるのは知ってるが、プロペラ軸の外側にあるピッチ可変用モーターに電力をどのように送ってるのか気になった
ひょっとしてプロペラ軸の回転によって発電してるのかな?
それならば軸に電力供給する必要はないが
これまで油圧で動く機構の解説図は見たことあるが、電動のピッチ可変機構については解説を見たことがないので VDM electric Propeller
とかでググればすぐに出てくるぞ >>85
右に1000回まわしたら今度は左に1000回まわすのを繰り返せば線が切れないかなあ >>88
勤続疲労で、もとい
金属疲労で破断しそうだ。 ソ連のアルファ級潜水艦のプロペラ画像
メインプロペラの左右にサブプロペラがある
https://m.imgur.com/a/WyJ20 >>82
キ27あたりだと、離陸速度と最高速度の差が大きいので
戦闘時に合わせると高ピッチにならざるおえない。
そこで低速でも失速しないように、前縁半径を大きくしたり、
最大厚i位置を前方に移動させて、
固定ピッチでもなるべくペラ効率を最高速ー最小速で妥協できるようにしてたんだね >>83
ラチィエやカーチスのようにモーターがプロペラといっしょに回る(プロペラボスにモーター組み込み)場合はスリップリング給電。
VDMの場合はピッチを変えるモーターは機体側というかエンジンのフロントケースにマウントされ、
プロペラといっしょに回るわけではないので配線はごく普通にガバナーから引く。 >>92
詳しそうだから教えてください
疾風はVMDを油圧式に変更したらしいけど、回転部分にどうやって油圧を伝えたんですか。本とか見ても具体的な事は書いてないので >>93
四式戦は一貫してラチィエなので、それは雷電等のVDMペラとの混同でしょう。
VDMはこういうメカです。
http://aviationarchaeology.gr/wp-content/uploads/2015/01/P09-VDM-Electric.pdf
"VDM Pitch Change Operating Schematic"
の図で言うと歯車C(見ての通り、機体側にマウント)をなんらかのサーボモーター(油圧でも電動でも構いません)で
動かすと、ズラリと並んだ歯車(プロペラ軸といっしょに回るのは歯車Jのみ)が回ってプロペラピッチを変えます。
動作の伝達としてはCが回るとGが回されて、GにマウントされたHの位置が変わり、K,Mの位相が変わります。
これによってPのプロペラ軸に対する角度が変化し、ピッチが変わります。
ハミルトン等の「回転側にサーボ機構がある」メカニズムと異なり、
機体側にマウントしたサーボでピッチを動かせること、またプロペラシャフトの回転数には影響されないことが特徴です。
雷電では電動サーボモーターを当初用いて、国産実績があった油圧サーボモーターに代えたとされています。
これを、秋本実氏などの機構に関心のない人が「VDMとハミルトンの折衷」と書いたことが
伝説化して広まっているわけです。 >>94
油圧サーボモーターと言うと油圧で制御するサーボモーターのように聞こえる (6 lゝ、●.ノ ヽ、●_ノ |!/
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