Wieviel Blätter am Propeller wäre am besten?
Was ist der Unterschied zwischen Propellern mit zwei oder mit vier Blättern? Wann sollte man was benutzen?
4 Antworten
Der Durchmesser eines Propellers ist vor allem dadurch begrenzt, dass an den Blattspitzen keine Strömungsgeschwindigkeit im Überschallbereich auftreten darf. Das hängt vom gewählten Profil, dem Durchmesser und der Drehzahl ab. Eine weitere Begrenzung besteht dadurch, dass je länger die Propelerblätter sind, umso größer die Fliehkraft wird und die muss der Blattfuß auch aushalten können. Also spielt auch die Masse, das Material und die Fußdicke des Blattes eine Rolle. Letztlich muss aber der Propeller die Motorleistung optimal in Vortrieb umsetzen.
Alle diese teils widersprüchlichen Anforderungen auf einen optimalen Kompromiss hinzukriegen, ist eine Wissenschaft für sich und zwar keine einfache.
Grob über den Daumen kann man aber sagen: je geringer die zu übertragende Motorleistung ist, umso weniger Blätter braucht man. Wenn man ermittelt hat, welche Leistung ein einzelnes Blatt übertragen kann, kann man leicht ausrechnen, wieviele Blätter man für die gegebene Motorleistung braucht.
Das hängt stark von der Leistung ab die übertragen werden soll. Grundsätzlich sind Propeller ums teurer, je mehr Propellerblätter sie aufweisen. Das gilt besonders für Verstell-, oder Constant Speed-Propeller.
Bei kleineren Maschinen mit bis zu ca. 150 PS finden sich häufig starre Zweiblatt-Propeller, Dreiblattpropeller bieten jedoch Vorteile bei der Bodenfreiheit, wodurch das Fahrwerk kürzer ausgelegt werden kann. Die aktuell meistgebaute viersitzige Cirrus Sportmaschine und Konkurrenzmodelle verfügen grundsätzlich über 3-Blatt-Propeller. Auch die gute alte DC-3, die Begründerin der modernen Verkehrsfliegerei, verfügte über 3-Blattpropeller.
Die Boeing B-29 mit der die Atombombe abgeworfen wurde verfügte über 4-Blatt-Propeller, die zeitgleich im Einsatz befindlichen Supermarine "Spitfire" mit dem größeren, stärkeren Rolls-Royce-Griffon-Motor verfügten über 5-Blatt-Propeller, weil sonst ein größerer 4-Blatt-Propeller eine komplette Umkostruktion des Fahrwerks für mehr Bodenfreiheit notwendig gemacht hätte. Auch die Hawker "Sea Fury", die im Koreakrieg den Abschuss eines MiG-Strahljägers für sich verbuchen konnte, hatte einen 5-Blatt-Propeller
Propeller mit mehr als 4 Blättern traten jedoch in der Ziviluftfahrt erst viel später auf, mit der 2. und 3. Generation von Turboprop-Verkehrsflugzeugen wie der Fokker F50, Saab 2000, De Havilland/Bombardier Q400, LET 610, neuere ATR 42/72.
Der Militärtransporter Airbus A400M "Grizzly" verfügt über 8 voll verstellbare Propellerblätter, was vermutlich eine technische Grenze darstellt da die Propellerblatt-Verstelleinrichtung in der Nabe nicht beliebig viele Blätter aufnehen kann.
Das noch stärker mtorisierte militärische Transportflugzeug (Prototyp) Antonov AN-70 mit 10,000 KW pro Turbine verwendet einen vorderen Propeller mit 8 extrem breiten Blättern und unmittelbar dahinter einen gegenläufigen 6-Blatt-Propeller. Man kann die AN-70 als das Flugzeug mit dem fortschrittlichsten Propeller weltweit ansehen, zu einer Serienfertigung kam es jedoch nicht. Der Hauptnachteil der gegenläufigen Propeller ist das sehr aufwendige Propellergetriebe. Derartige Getriebe haben sich allerdings in Russland bei dem Interkontinental-Bomber Tupolev TU-95 "Bear" und dem Transportflugzeug Antonov AN-22 seit Jahrzehnten bewährt. Die Geräuschentwicklung ist dabei allerdings beträchtlich, was bei Militärflugzeugen nicht allzu sehr in Gewicht fällt:
https://www.youtube.com/watch?v=NhJNllbXBXo
Zu Beginn des Videos fährt die Antonov AN-70 direkt hinter der Airbus A400M vorbei, sodass man direkt beide Propeller im Bild sieht.
Eine nennenswerte Serienfertigung von Flugzeugen kam nur in Form einiger später Versionen ders trägergestützten englischen Jagdflugzeuges Supermarine "Seafire" und des Seeaufklärers "Shackleton" zustande:
https://www.youtube.com/watch?v=yfo8iBeAdZ0
https://www.youtube.com/watch?v=0n31Ku-y7jA
Abschliessend bleibt festzuhalten, das das Rennflugzeug mit Schwimmern Supermarine S6B, ein entfernter Vorfahr der späteren Supermarine Spitfire/Seafire Jagdflugzeuge, im Jahre 1931 einen absoluten Geschwindigkeitsrekord von 655.8 Km/h aufstellte. Und das mit einem fest stehenden Zweiblattpropeller!!!
Beim letzten Video, der Seafire, bekommt man über den Durchmesser der Propeller eine Idee davon welche Luftmassen von ihnen bewegt werden
Die Anzahl ist abhängig von der Auslegung des Flugzeugs und des Antriebs. Und natürlich von der nötigen Propellerleistung.
Eine Zweiblattluftschraube hat einen besseren Wirkungsgrad als ein Mehrblattpropeller, ist dafür aber lauter, was heutzutage eine K.O.-Kriterium auch für eine kleines Flugzeug sein kann.
Mehrblattpropeller verteilen den Schub auf mehrere Blätter, so dass die Belastung für ein einzelnes Blatt sinkt. Dazu kommt die geringere Blattspitzengeschwindigkeit.
Such einfach mal nach "Kenngrößen" und "Propeller" bzw. "Luftschraube". Und wie schon erwähnt, gibt es jede Menge Literatur und Vereine.
Statt ohne Ahnung gleich ein Flugzeug konstruieren zu wollen, das tatsächlich fliegt - was auch einen großen Aufwand bezüglich der Zulassung erfordert -, solltest Du Dich erst einmal an einem Flugmodell versuchen. Hier kannst Du billiger und ungefährdet Erfahrung im Flugzeugbau, mit Kolbentriebwerken und unterschiedlichen Propellern (Zug-, Druckschraube, gegenläufig etc.) sammeln.
Was spricht eigentlich dagegen? Und hast Du Dich schon bei der OUV angemeldet oder willst Du einen kompletten Flugzeugbau-Fernkurs hier bei GF absolvieren?
Ja, deshalb sollst Du doch einen Blick in die Fachliteratur werfen oder willst Du hier einen Fernkurs machen?
Reicht von 2 bis 6 je nach Größe und Form des zu tragenden Objekts
Die Menschen früher hatten auch keine Ahnung, haben es aber nach langem ausprobieren geschafft. Diese hatten nichtmal Informationen, welche wir heute alle haben.