プロペラを小径化する （テールドラッカー改良） [自作飛行機資材・機材（検討、調達）]
１． 小径プロペラの検討
テールドラッカーの使いづらさを改善するため、計画中の自作ULPはプロペラを小径化して、機軸を水平に近づけ主翼の迎え角を小さくしたいと考えました。
(１)．自作ULPはテールドラッガーの予定なので、欠点改善のためペラはできるだけ小径にしたい。
そのため、採用プロペラは、3ブレード、4ブレードが可能なもののなかから選択して小径化を実現したい。
(２)．所有のZENOAH-G50エンジンは、1 ：2.3 のリダクションつきで、最高回転数は ２，457 rpm と比較的低速回転です。（標準プロペラ直径６０”）
小径ペラに変更の場合はピッチをあげる必要があるために、ピッチを調節できるプロペラを選ぶ。
以上の観点で、価格が格安な ULTRA-PROP のカーボンプロペラの資料を中心に検討を進めます。
（Lowest cost adjustable pitch prop in the world - 33 years in production - over 17,000 sold - satisfaction guaranteed!）
ULTRA-PROP II 3ブレード1式 $425.
Each Ultra-Prop II Propeller includes the appropriate quantity of these components:
AN4-26A-CA Blade Clamping Bolts
MS20002-4 Washers
AN365-428 Nuts
Specific Application Pitch Block set
Propeller blades
2 Matching Hub Halves
Easy to Understand Assembly Instructions
https://www.competitionaircraft.com/pricing-and-ordering
＜strong>http://www.competitionaircraft.com/
http://www.aircraftspruce.com/catalog/appages/ultraprop2.php
https://www.ultraprops.com/
https://www.bollypropellers.com/
ブロック交換によりピッチ変更可能
＜メーカー推奨値＞
上記の表から
① プロペラ直径を減じる場合、ペラのピッチを上げたり、回転数を上げて対応する必要があること
② プロペラ直径を減じると、プロペラのスラスト（推力）が減じるが、ペラの枚数を増やしてスラストを増加させることができることが読み取れる。
２． プロペラ・サイズ・ピッチの検討
サイズ・ピッチ・RPMの検討のあたり、世界で優秀といわれるULP,MLPの数値を比較してみます。
機 体 馬力 ペラ回転数 ペラ・サイズ・ピッチ 巡航速度MAX
CMSshadow ５０HP 3,333rpm ５０"×３５” １３７km
ROBIN ATL ５０HP 3,000rpm ５９"×２８” １６６km
AN-2 ４３HP 3,068rpm ５１"×４５” １７０km
以上から、最小直径ペラとして５０”×４５”程度を採用したいと思います。
（ピッチ４５”をピッチ角に変換すると ４５”/(50"×３．１４）×tan-1 = 16°
ピッチ角１０° ５０”×3.14×tan1０°=27.7" MAX 114Km
ピッチ角１２° ５０”×3.14×tan12°＝33.3" MAX １３７Km
ピッチ角１４° ５０”×3.14×tan14°=39" MAX 160Km
ピッチ角16° ５０×3.14×tan16°＝４５” MAX １８５Km
ピッチ角18° ５０×3.14×tan18°＝51” MAX 209Km
３． リダクション減速比の検討
前述、MLP比較から直径５０”程度の小径ペラは少なくとも３，０００ｒｐｍ以上の回転数が必要なことが分ります。
所有のZENOAH ５０Gエンジンの回転数は５，８００回転/分です。 ( ４０HP)
AN-2 とほぼ同じ５０”×４５”の小径ペラを使用して、ULPの許容最高巡航速度１８５Km/hを出すための減速比をｘとする式を作る。
巡航速度MAX = ４５”×２５/1000×5800/x×６０×0.85/１０００＝１８５
減速比 x= 1.8 ：１
プロペラの回転数 ＝ ５８００÷1.8＝３，２２２ ｒｐｍ （CMSshadowとほぼ同じ）
現有ZENOAH５０Gには ２．３６ ： １ のリダクションがついているのですが、
これを １．８ ： １ の リダクションに変更する必要があります。
現有リダクションの減速比の変更方法については、別途、検討を進めていくことにします。
（続く）
高校物理ライト兄弟
http://fnorio.com/0113flight_to_the_sky0/flight_to_the_sky0.html
テールドラッカーの使いづらさを改善するため、計画中の自作ULPはプロペラを小径化して、機軸を水平に近づけ主翼の迎え角を小さくしたいと考えました。
(１)．自作ULPはテールドラッガーの予定なので、欠点改善のためペラはできるだけ小径にしたい。
そのため、採用プロペラは、3ブレード、4ブレードが可能なもののなかから選択して小径化を実現したい。
(２)．所有のZENOAH-G50エンジンは、1 ：2.3 のリダクションつきで、最高回転数は ２，457 rpm と比較的低速回転です。（標準プロペラ直径６０”）
小径ペラに変更の場合はピッチをあげる必要があるために、ピッチを調節できるプロペラを選ぶ。
以上の観点で、価格が格安な ULTRA-PROP のカーボンプロペラの資料を中心に検討を進めます。
（Lowest cost adjustable pitch prop in the world - 33 years in production - over 17,000 sold - satisfaction guaranteed!）
ULTRA-PROP II 3ブレード1式 $425.
Each Ultra-Prop II Propeller includes the appropriate quantity of these components:
AN4-26A-CA Blade Clamping Bolts
MS20002-4 Washers
AN365-428 Nuts
Specific Application Pitch Block set
Propeller blades
2 Matching Hub Halves
Easy to Understand Assembly Instructions
https://www.competitionaircraft.com/pricing-and-ordering
＜strong>http://www.competitionaircraft.com/
http://www.aircraftspruce.com/catalog/appages/ultraprop2.php
https://www.ultraprops.com/
https://www.bollypropellers.com/
ブロック交換によりピッチ変更可能
＜メーカー推奨値＞
上記の表から
① プロペラ直径を減じる場合、ペラのピッチを上げたり、回転数を上げて対応する必要があること
② プロペラ直径を減じると、プロペラのスラスト（推力）が減じるが、ペラの枚数を増やしてスラストを増加させることができることが読み取れる。
２． プロペラ・サイズ・ピッチの検討
サイズ・ピッチ・RPMの検討のあたり、世界で優秀といわれるULP,MLPの数値を比較してみます。
機 体 馬力 ペラ回転数 ペラ・サイズ・ピッチ 巡航速度MAX
CMSshadow ５０HP 3,333rpm ５０"×３５” １３７km
ROBIN ATL ５０HP 3,000rpm ５９"×２８” １６６km
AN-2 ４３HP 3,068rpm ５１"×４５” １７０km
以上から、最小直径ペラとして５０”×４５”程度を採用したいと思います。
（ピッチ４５”をピッチ角に変換すると ４５”/(50"×３．１４）×tan-1 = 16°
ピッチ角１０° ５０”×3.14×tan1０°=27.7" MAX 114Km
ピッチ角１２° ５０”×3.14×tan12°＝33.3" MAX １３７Km
ピッチ角１４° ５０”×3.14×tan14°=39" MAX 160Km
ピッチ角16° ５０×3.14×tan16°＝４５” MAX １８５Km
ピッチ角18° ５０×3.14×tan18°＝51” MAX 209Km
３． リダクション減速比の検討
前述、MLP比較から直径５０”程度の小径ペラは少なくとも３，０００ｒｐｍ以上の回転数が必要なことが分ります。
所有のZENOAH ５０Gエンジンの回転数は５，８００回転/分です。 ( ４０HP)
AN-2 とほぼ同じ５０”×４５”の小径ペラを使用して、ULPの許容最高巡航速度１８５Km/hを出すための減速比をｘとする式を作る。
巡航速度MAX = ４５”×２５/1000×5800/x×６０×0.85/１０００＝１８５
減速比 x= 1.8 ：１
プロペラの回転数 ＝ ５８００÷1.8＝３，２２２ ｒｐｍ （CMSshadowとほぼ同じ）
現有ZENOAH５０Gには ２．３６ ： １ のリダクションがついているのですが、
これを １．８ ： １ の リダクションに変更する必要があります。
現有リダクションの減速比の変更方法については、別途、検討を進めていくことにします。
（続く）
高校物理ライト兄弟
http://fnorio.com/0113flight_to_the_sky0/flight_to_the_sky0.html
プロップのPIPERなどは飛行速度は90ノットなので、回転数もあまりあげなくても良いみたいですね(^^)
by ma2ma2 (2018-04-20 09:07)
ここに来て、急ピッチになってきた感じですね。
もうエンジンは購入済なんですか。
by tsun (2018-04-20 12:01)
ma2ma2さん
90ノットは１６７Kmくらいですかね
ULP,MLPは2サイクルエンジンが多いので、リダクションン無しではプロペラ先端が音速を超えてしまうしまうそうです^^
by ロートレー (2018-04-20 12:46)
なんやら、完全に嵌まっちゃった感じですかね^^;
by kinkin (2018-04-20 13:03)
tsunさん
もう歳ですので、これから頑張っても夢が実現するか怪しいのですが、エンジンも入手済みということで、計画だけでも前向きに検討してみようというところです。^^
by ロートレー (2018-04-20 13:06)
kinkinさん
何かマイナーな話題が連続で申し訳ないです。
屋根工事も一段落しましたので、今年は飛行機に没頭してみようかと思っています。^^
by ロートレー (2018-04-20 13:19)