[Systems] Propeller

Propeller

가. 정의 및 특징

- 엔진 크랭크축과 연결되어 전달되는 동력을 이용하여 회전시킴으로써 필요한 추력을 발생시키는 장치

- Propeller는 회전하는 Airfoil이라고 할 수 있음 (후방으로 양력을 생성하여 반작영에 의해 전진)

- Propeller 전체에서 균일한 추력을 발생시키도록 바깥쪽으로 갈수록 Blade angle이 작아지도록 뒤틀려 있음

- Blade 끝에서는 선속도가 크므로 Blade angle이 일정하면 과도한 양력이 발생하거나 Stall 발생

 

나. Propeller 관련 용어

- Blade angle : 프로펠러의 회전면과 Chord line이 이루는 각

- Pitch angle : 프로펠러의 회전속도와 전진속도의 합력(상대풍)이 프로펠러 회전면과 이루는 각

- Propeller AOA : 프로펠러 Chord line이 상대풍과 이루는 각

- Blade face : 조종석에서 보았을 때 가까운 쪽에 보이는 Blade 면

- Blade back : 조종석에서 보았을 때 먼 쪽에 보이는 Blade 면

- Geometric pitch : 프로펠러가 한 번에 회전하는 동안 전진하는 이론적 거리

- Effective pitch : 프로펠러가 한 번 회전하는 동안 실제로 전진한 거리 (ex. 74-48 : 프로펠러 길이 74 inch / Effective pitch 48 inch)

- Slip : Geometric pitch와 Effective pitch의 차이. 프로펠러 효율성을 따지는 척도

 

다. Fixed Pitch Propeller

- Blade angle이 하나로 고정되어 Pitch angle 변경이 불가능한 프로펠러

- 보통 사용목적에 따라 하나의 운용조건에서 가장 효율이 좋도록 Pitch angle을 설정

- 각 프로펠러마다 주어진 속도와 RPM의 조합에서 가장 효율이 좋음 (예 : Cruising Speed)

- Blade angle이 변하지 않으므로 엔진출력을 줄이지 않고 강하 시 항공기의 전진속도 증가로 인해 AOA 감소

- 프로펠러에 걸리는 Load가 줄어들어 엔진 잉여출력이 생기고 이로 인해 RPM이 증가됨 (상승 시 반대현상 발현)

 

라. Controllable Pitch Propeller

- 비행 목적에 따라 조종사에 의해 Pitch angle 변경이 가능한 프로펠러

- 이/착륙과 같은 저속 비행에서는 Low-pitch, 순항 및 강하와 같은 고속 비행에서는 High-pitch로 조절

 

마. Constant Speed Propeller

- 모든 비행속도 영역에서 프로펠러 효율을 최대로 유지시키기 위한 프로펠러

- 프로펠러 Governor가 Flyweight를 통해 원심력을 감지하여 Blade angle을 자동으로 조절

- 조종사가 선택한 RPM이 항상 일정하도록 유지시켜 줌