가변피치 프로펠러에 대해서

[프로펠러]

오늘 가변피치 프로펠러에 대해 알아보았습니다.

보통 고성능 비행기에 쓰인다고 알려진 가변피치 프로펠러는 라이트형제가 첫 비행을

하기도 전인 1871년에 J. Croce-Spinelli 라는 프랑스인이 개념을 제안했다고 합니다.

대단하죠?

보통 프로펠러기의 추력은 프로펠러가 만드는 풍량에 비례하게 되는데 블레이드의 크기,

회전속도와 피치에 의해 결정됩니다. 또한, 속도는 풍량보다는 블레이드가 만드는 풍속에

의해 결정되므로 블레이드의 크기와는 관계없이 회전속도와 피치에 의해 결정됩니다.

비행기에 필요한 추력은 드래그와 가감속에 필요한 추가 추력인데 드래그는 속도의 제곱에

비례하므로 속도가 빠를수록 필요한 추력은 커지게 됩니다.

고정피치에서는 추력이 커지면 속도도 커지게 되는데,  보통 수평상태에서 일정속도로

비행하는 순항의경우에는 추력이 드래그만 보상하면 되므로

비행기에 필요한 힘은 상대적으로 적은 추력과 높은 속도를 요구하게 됩니다.

하지만 고정피치에서는 추력과 속도는 같이 증감하므로 잉여 추력은 손실로 나타나게

되어 효율이 낮아지게 됩니다.

하지만 가변피치에서는 블레이드의 피치를 조절함으로써 일정한 효율을 유지할 수 있습니다.

즉, 고속 순항의 상태에서는 피치를 높게함으로써 상대적으로 블레이드에서 발생되는

유속을 고속으로 높이게 되는데 이에따라 엔진 회전수는 상대적으로 낮아지게 됩니다.

즉, 블레이드 유속을 고속으로 유지하더라도 엔진은 저속 저출력으로 운전이 가능해집니다.

이에따라,,, 필요한 추력만큼만 엔진에서 발생시키므로 높은 효율이 가능해 집니다.

아래 그래프에서 가변피치와 고정피치의 효율에 대해 차이점을 보실수 있읍니다.

즉, 가변피치는 자동차의 변속기어와 같은 역할을 함으로써 효율적인 비행을 가능하게

합니다. 연비의 향상은 항속거리의 증가를 가져오면 낮은 회전수의 운전으로 엔진의 수명연장과 소음,진동의 감소로 쾌적한 비행환경이 가능해 집니다.

보통 피치의 변경은 유압에 의해 블레이드의 각도를 조절하며 필요한 유압은 엔진오일

계통에서 따서 사용하고 있습니다. 아래 유압작용에 대한 그림설명을 참고하세요.

또한, 전기모터를 사용하여 피치를 조절하는 방식도 있습니다.

전제 시스템은 유압에 의한 피치 조절기와 함께 블레이드의 회전수를 측정하는 회전수 측정센서 그리고 프로펠러 회전수를 일정하게 조절하는 거버너(속도조절기)로 구성됩니다.

거버너는 회전수 조절제어기로 설정된 회전수로 엔진의 출력을 조절하여 프로펠러가

일정한 속도로 회전하도록 엔진을 제어합니다.

조종사는 상승, 순항등 비행상태에 따라 피치모드를 설정하면 거버너가 자동으로 동작하게 됩니다.

[호랑이 나르샤 날범]

박사님... 잘 계시죠?
험멜버드 제작기 좀 올려주셔요...*^^*