風阻螺旋槳的阻力要大得多。
氣動阻力和發動機中的能量損失都是原因。我估計如果讓螺旋槳風車下沉,您的下沉速度至少要快200 FPM。和飛機的整體阻力。但是您可以在這裡看到: 1965年海軍航空兵的空氣動力學(頁碼中的149頁,或PDF中的167),阻力可以顯著增加。
一個典型的固定值-pitch支柱的螺距約為15度(底部有更多詳細信息)。失去油壓並且不會自動羽化的恆速支柱可能更像是5度。 (如果一台發動機發生故障,則在多引擎飛機上使用減震支柱,以減少阻力。在單引擎飛機上使用非減震支柱,因此,如果俯仰控制失敗但引擎仍在工作,則不會損失所有動力) 。總體而言,實際螺旋槳的寄生阻力(簡單的空氣動力學阻力)增加了3倍。。不是數量級,但意義重大。由於沒有辦法估算螺旋槳造成的總阻力,因此我只能說這可能很明顯。但是,如果您有巡航道具,或者將可調道具設置為高音調,則它可能會在接近22°的情況下工作得更均勻,實際上風車道具的阻力較小。
引擎產生的阻力是額外的因素,這可能更為重要。可以得出一個合理的數字。估計和高中物理是必需的。
一架沒有動力的飛機失去了潛在的能量,以高度的形式拖動。由於飛機的速度不會改變,因此它的動能也不會改變,只需要考慮勢能。我們計算旋轉引擎將能量從飛機中排出的速度。
功是從一個地方轉移到另一地方的能量,而功率是一段時間內的能量。功的公式(在旋轉系統(例如發動機)中)為扭矩* theta,其中theta是旋轉的總角距離。功率(瓦)以每秒的焦耳數表示,儘管在這裡我將以焦耳/分鐘為單位來計算功率,因為我們的其他時間單位也是分鐘。當然,焦耳是功和能量的單位。
假設一架重達1000kg的飛機在1500米AGL下飛行。它的勢能為:
1000公斤* 1500米* 9.8(重力)= 14,700,000 J(14.7 mJ)
假設螺旋槳風車轉速為200 RPM ,角速度為:
2pi弧度/轉* 200轉/分鐘=〜1260弧度/分鐘
我估算扭矩,以牛頓給出-米,介於50到500 Nm之間,偏向高端。 50是根據我的個人經驗,以手工低速轉動螺旋槳,這大約就是力量。但是我認為這是非常樂觀的。 500是一個較高的估計值,其理由如下。
像塞斯納172這樣的單引擎飛機通常具有180HP引擎。螺旋槳通常具有足夠的吸氣能力,能夠以約2700 RPM的發動機紅線將180HP的空氣轉移到空氣中。
將HP轉換為焦耳/分鐘(1瓦特= 1焦耳/秒):
180 HP *(746瓦特/ HP)*(60秒/分鐘)= 8057 kJ /分鐘
假設螺旋槳效率與RPM相對恆定,則可以使用RPM線性轉換螺旋槳的功率輸出能力:
8057 kJ /分鐘*(200 RPM / 2700 RPM)= 596 kJ /分鐘
因此螺旋槳應該能夠將約600 kJ /分鐘的速度傳回發動機。這是我估計的500的起點。但是,由於並非所有正常的發動機功率都進入螺旋槳(由於機械損耗和發動機驅動的附件),所以500的估計值似乎非常接近,我堅持為了簡化數學。這個估計值很合理-許多錯誤源(例如,RPM引起的螺旋槳效率變化以及反向驅動)將被忽略。但是,如果螺旋槳效率較低,則會消耗更多動力-因此,即使是我的高估算值也可能太低。
回到發動機故障。因此,引擎耗散的功率為:
1260 *(50至500或您選擇)= 63 kJ至630 kJ每分鐘
塞斯納152在以停止的螺旋槳以最佳滑行飛行時(最大滑行速度通常是在停止的螺旋槳下指定的)飛行時的下沉速率為 725 fpm; Cessna 172更接近我所使用的質量,並且具有相似的滑行性能,因此我只使用相同的數字。無論如何,這是一個估計的計算。下降速度為725 fpm(每分鐘221米)時,通常需要6.78分鐘才能滲出開始時的1500米高度。按時間劃分勢能:
14,700,000 / 6.78 = 2.168 MJ / min能量損失
處於低估算值(可能僅對遭受故障的發動機合理)總壓縮損失,但沒有其他損害),額外損失63 kJ / min只會使您的接收速率提高
(2.168 + .063)/ 2.168 = 1.029
約3%,或從725 fpm至746 fpm。您可能甚至不會在樂器上註意到這一點,儘管如果您在最後一秒鐘抓住電源線,肯定會注意到這一點。但是,在較高的估計值下,額外損失630 kJ / min會使您的接收速率提高:
(2.168 + .630)/ 2.168 = 1.29
29%,即725 fpm至935 fpm。這非常重要。而且這甚至不包括旋轉道具帶來的額外氣動阻力。
因此,得出的結論是:如果動力中斷,請停止支撐。
但是,最後一點。如果您由於機械故障而斷電,則很可能螺旋槳會由於造成功率損耗的任何損壞而自行停止運轉。但是,用盡燃料是飛行中功率損失的最常見原因。如果燃料用完了,除非您自行停止,否則道具可能會一直旋轉。以英寸為單位,通常為76“ x60”。您可以使用螺旋角的公式,基於以英寸為單位的螺旋槳尺寸來計算俯仰角。如果這樣做,請記住將螺旋槳螺距指定為葉片直徑的75%,而不是數學教科書中的100%。