Van 2 naar 4 blads prop

Uitleg klopt hierboven, ik stelde een retorische vraag.

Omdat het ene blad wat last heeft van het andere bald is het rendement dus inderdaad niet hetzelfde.
In theorie is er geen verschil in een 2 of een 4 blads prop wat betreft diameter en afgelegde afstand. In parktijk trekt een 4 blads wat meer stroom voor de zelfde specificaties als een 2 blads.
Het oogt wel mooi bij bepaalde toestellen.
 
Uitleg klopt hierboven, ik stelde een retorische vraag.

Omdat het ene blad wat last heeft van het andere bald is het rendement dus inderdaad niet hetzelfde.
In theorie is er geen verschil in een 2 of een 4 blads prop wat betreft diameter en afgelegde afstand. In parktijk trekt een 4 blads wat meer stroom voor de zelfde specificaties als een 2 blads.
Het oogt wel mooi bij bepaalde toestellen.

Maar dat betekend toch niet dat de thrust van een tweeblads propeller even groot of groter is dan die van een vierblads propeller? Een vierblads is misschien niet even rendabel maar verplaatst toch zeker wel meer lucht?
Ik weet het niet, maar ik wil het wel weten eigenlijk ;)
 
Voor zover ik begrepen heb:

Een vierblads prop heeft meer last van zijn eigen turbulentie waardoor de winst van twee extra bladen verloren gaat. Dit is dan weer niet het geval bij turboprop toestellen (die maken zoveel toeren dat het kennelijk niet meer uitmaakt) maar bij bijvoorbeeld de FMS mustang is goed te zien dat een tweeblads 13x10 een stuk beter vliegt dan de stock propellor (een 13x8 wat dus omgerekend hetzelfde zou moeten zijn als de 13x10 tweeblads qua maat - daar zijn allerlei tabelletjes voor waar ik geen hout van begrijp)

Met andere woorden, de thrust van een tweeblads kan groter zijn dan vierblads bij lage toerentallen, bij hogere toerentallen verandert dit (de Hercules C-130 heeft bijvoorbeeld zes bladen per turboprop. En volgens mij hebben ze zelfs tests met acht gedaan. Met een tweeblads zal over het algemeen wel het verbruik omlaag gaan waardoor je natuurlijk langer kunt vliegen terwijl het aan het toestel amper te merken is.

En dat het er bij sommige toestellen mooi uitziet, tsja dat is natuurlijk vooral als het toestel aan de grond staat. Er zijn zelfs merken die vierblads props verkopen die alleen bedoeld zijn om er mooi uit te zien en absoluut niet om mee te vliegen.
 
Voor zover ik begrepen heb:

Een vierblads prop heeft meer last van zijn eigen turbulentie waardoor de winst van twee extra bladen verloren gaat. Dit is dan weer niet het geval bij turboprop toestellen (die maken zoveel toeren dat het kennelijk niet meer uitmaakt)
Je haalt hier een paar zaken door elkaar. Het toerental van de motor maakt helemaal niets uit, het gaat om het toerental van de prop! Bij zo ongeveer alle turboprop toestellen draaien de props met een constant toerental. De piloot kan meestal kiezen uit 2 of 3 toerentallen.
Wat hier HET belangrijke verschil is is het feit dat die propellers verstelbare bladen hebben. De hele regeling gaat in feite door middel van het verstellen van de bladen. Geeft een piloot meer gas dan zal het toerental van de motor en ook de prop hoger worden. De bladhoekregeling zal de bladhoek zo verstellen dat de prop op het ingestelde constante toerental blijft.

Wanneer een vliegtuig stil op de grond staat zullen de bladen behoorlijk "last" hebben van de turbulentie van het voorgaande blad. Inderdaad zal het rendement dan niet erg groot zijn en dat geeft ook niets want het vliegtuig staat stil!
Wanneer er nu iets gas wordt gegeven zal het toerental oplopen en om te voorkomen dat de prop te veel toeren zou gaan draaien zal de bladhoekregeling de bladhoek iets vergroten. Hierdoor zal er een naar achteren gerichte luchtstroom ontstaan en dus een naar voren gerichte kracht. Het vliegtuig zal beginnen te rijden.
Omdat de luchtstroom naar achteren is gericht zal de turbulentie OOK meegaan naar achteren. De bladen zullen dus MINDER last hebben van de turbulentie van de voorgaande bladen. Het rendement is nog steeds niet ideaal maar de prop werkt en het vliegtuig taxiet naar de startbaan.
Na toestemming voor take-off geeft de piloot vol gas. De motor komt op toeren en de prop gaat ook sneller draaien. De bladhoekregeling zal er echter voor zorgen dat de bladhoek zo groot wordt dat het prop toerental constant blijft op het door de piloot ingestelde toerental.
De luchtstroom naar achteren is enorm en de turbulentie wordt nagenoeg allemaal naar achteren geblazen. De propellerbladen zullen dus ook nagenoeg geen last van die turbulentie hebben.
De snelheid van het vliegtuig loopt op waardoor de prop minder zwaar hoeft te trekken. Het toerental zal oplopen dus grijpt de bladhoekregeling in door de bladhoek te vergroten. Zo loopt de snelheid van het vliegtuig op en blijft het prop toerental constant maar wordt de bladhoek steeds groter.
Na verloop van tijd zal het vliegtuig op kruishoogte aankomen. De piloot neemt gas terug en stelt het kruistoerental van de props in. De bladhoekregeling zal de bladhoek zo blijven regelen dat het toerental exact op de ingestelde waarde blijft. Bij meermotorige toestellen wordt op dezelfde manier het toerental van beide props gelijk gehouden. Bij sommige toestellen (o.a. de Fokker 50) wordt er zelfs voor gezorgd dat de propellers in fase blijven binnen een graad of 2!

Je ziet het turbulentie probleem en daarmee het lagere rendement valt bij "echte" vliegtuigen heel erg mee. Het bestaat eigenlijk niet eens omdat ze verstelbare bladen hebben!


maar bij bijvoorbeeld de FMS mustang is goed te zien dat een tweeblads 13x10 een stuk beter vliegt dan de stock propellor (een 13x8 wat dus omgerekend hetzelfde zou moeten zijn als de 13x10 tweeblads qua maat - daar zijn allerlei tabelletjes voor waar ik geen hout van begrijp)
Dat klopt maar dat komt omdat je die twee props niet KAN vergelijken. Je begint met een 2 blad prop met de maten 13x10 die ga je vergelijken met een 3 blad prop met de maten 13x8. Daar zit je fout beide props hebben een verschillende spoed en zullen dus duidelijk merkbaar verschillend zijn in trekkracht. Vooral bij lage voorwaartse snelheden zoals bij de start.
Als je een twee en een drieblad prop wilt vergelijken zal je de spoed hetzelfde moeten houden. Dus vergelijk een 13x10 2 blad met een 12x10 drieblad. Je zal zien dat de verschillen dan duidelijk minder zullen zijn.
Bedenk je wel dat bij lage voorwaartse snelheden een deel van de bladen overtrokken zullen zijn. De turbulentie die daardoor ontstaat is zo sterk dat dit het rendement zeer duidelijk negatief zal beïnvloeden. Dit kunnen we alleen voorkomen door de bladhoek kleiner te maken en dat gaat helaas niet. Echt goed werkende en betaalbare systemen om de bladhoek van modelpropellers te kunnen regelen zijn er nog niet echt. Het zijn behoorlijk ingewikkelde systemen die mechanisch nogal zwak zullen zijn. Bij een beetje tik tegen de grond kan het al aan gort zijn.

Met andere woorden, de thrust van een tweeblads kan groter zijn dan vierblads bij lage toerentallen, bij hogere toerentallen verandert dit (de Hercules C-130 heeft bijvoorbeeld zes bladen per turboprop. En volgens mij hebben ze zelfs tests met acht gedaan. Met een tweeblads zal over het algemeen wel het verbruik omlaag gaan waardoor je natuurlijk langer kunt vliegen terwijl het aan het toestel amper te merken is.
Dit geldt voor modelpropellers maar NIET voor de "echte" vliegtuigen. De Hercules heeft die 6 bladen echt nodig omdat anders het motorvermogen niet omgezet kan worden in stuwkracht. Een tweeblad prop zou zo groot worden dat hij de grond zou raken. De tippen zouden zulke hoge snelheden bereiken dat ze door de geluidsbarrière zouden gaan. Met andere woorden zo'n prop zou gewoon onhandelbaar en onbruikbaar zijn.
De bladhoekregeling zorgt er voor dat de bladhoek de meest ideale is voor de omstandigheden op dat moment. De bladen zullen dus minimale last hebben van de turbulentie van het voorgaande blad. Het rendementsverlies is dus ook minimaal en de winst die de extra bladen opleveren is vele malen groter.

En dat het er bij sommige toestellen mooi uitziet, tsja dat is natuurlijk vooral als het toestel aan de grond staat. Er zijn zelfs merken die vierblads props verkopen die alleen bedoeld zijn om er mooi uit te zien en absoluut niet om mee te vliegen.
Dat is inderdaad heel vaak het geval bij die prachtige schaal modellen. Nogmaals goed bruikbare, goed werkende verstelbare props zijn er niet voor onze modellen. Wie weet zal er ooit eens iemand zijn die zo iets weet te maken.
Ja ik weet dat ze wel degelijk bestaan en dat sommige mensen er zelfs mee vliegen. Helaas zijn dit enkele gevallen en zeer gevoelige apparaten. Een klein zandkorreltje dat ergens tussen komt maakt zo'n prop al onbruikbaar. De krachten die er op uitgeoefend worden zijn enorm. Het mechaniek moet die krachten kunnen verwerken. Het mag niet verbuigen en er mag niets scheuren of breken. En bovenal de bladen moeten verstelt kunnen worden terwijl de prop draait!
Goed laten we lekker door dromen en hopen dat het ook echt een keer zo ver zal komen. De straalmotor is er tenslotte ook gekomen en ik weet nog goed dat er vele waren die dachten dat het onmogelijk was omdat de toerentallen dan ondenkbaar hoog zouden moeten worden. En dat zijn ze, tot meer den 200.000 omw/min toe! Maar dat is een heel andere discussie!
 
Ernst, bedankt voor je duidelijke uitleg :) ik haalde inderdaad dingen door elkaar, ik had eerlijk gezegd ook geen idee dat de bladen van een turboprop verstelbaar waren (inlezen voor je je mening geeft, Alwin!) en alleen het toerental gelijk bleef. Buitengewoon stoer systeem! Helaas (of gelukkig? Is tenslotte geen hobby meer anders) is dat voor ons niet beschikbaar.

Om je uitleg nu de andere kant op te trekken, is het bij modeltoestellen dan ook zo dat hoe groter de spoed = hoe minder last van turbulentie?
 
..... Om je uitleg nu de andere kant op te trekken, is het bij modeltoestellen dan ook zo dat hoe groter de spoed = hoe minder last van turbulentie?

Nee zo zit het niet in elkaar. Het is een combinatie van de bladhoek, toerental en de snelheid waarmee de prop door de lucht gaat.
In principe is het zo dat hoe groter de bladhoek hoe meer turbulentie er ontstaat wanneer de voorwaartse snelheid van de porp laag is. Chips, hoe leg ik dat nu goed uit.... Ik hoop dat ik er met wat tekeningen uit kom. Dat duurt wel even voordat ik dat klaar heb dus even geduld, misschien morgen.
 
Ik vermoed dat ik het begrijp; een prop met een lage spoed zal als het toestel een lage snelheid heeft minder turbulentie veroorzaken dan een prop met hoge spoed bij diezelfde snelheid? Het toestel - en dus de prop - moet voldoende snelheid hebben om zichzelf uit de zojuist gemaakte turbulentie te trekken?
 
Een beetje later dan gehoopt wil ik aan de hand van de onderstaande tekening hoop ik het één en ander duidelijker te maken. Ik ga hier uit van de Fokker 50 waarvan ik de werking in detail ken. Het is mogelijk dat andere motoren en props op een iets andere manier werken maar het principe is van allemaal hetzelfde.

full


Bij de start van de motor staat de prop altijd in de Feather stand, zie tekening A. Dat betekend dat de bladen (bijna) haaks op de draairichting staan. Zo heeft de wind en dergelijke er het minste vat op en kan de prop niet ongewenst gaan draaien.
Wanneer de motor wordt gestart beginnen de bladen ook al te draaien zij het met een heel laag toerental. Dat komt door de enorme weerstand die de bladen in deze stand ondervinden. De turbulentie die achter de bladen ontstaat is enorm en de bladen zullen zeker "last" hebben van de turbulentie van het blad voor hen.

Draait de motor eenmaal dan zal de piloot de bladen in de neutraalstand zetten, zie tekening B. De bladhoek zal dan 0° zijn, bovenste blad in tekening B, waardoor de bladen wel iets stuwkracht op kunnen wekken door het vleugel profiel. Dit kan er mogelijk voor zorgen dat het vliegtuig al gaat rijden. Daarom kan het ook zo zijn dat de bladhoek iets negatief wordt gemaakt zodat er helemaal geen stuwkracht wordt opgewekt, onderste blad in tekening B.
Het "probleem" is nu wel dat de belasting die de prop voor de motor vormt heel gering is. Het toerental van de prop kan daardoor behoorlijk hoog oplopen. Het toerental van de motor moet dus echt minimaal zijn. Helemaal gas dicht dus.

Is iedereen ingestapt dan moet het vliegtuig naar de baan taxien. De piloot geeft iets gas en de bladverstelling zal direct ingrijpen en de bladhoek verstellen om te voorkomen dat het toerental van de prop te hoog wordt, zie tekening C. Door de grotere bladhoek zal er meer stuwkracht ontstaan en gaat het vliegtuig "rollen". De bladhoek is nog steeds zo klein dat de luchtstroom het profiel prima kan volgen dus zal de opgewekte turbulentie minimaal zijn. De bladen hebben dus geen last van die turbulentie en zullen met maximaal rendement hun werk doen.
Na toestemming voor take off zal de piloot volgas geven en zal de bladverstelling de bladhoek zo houden dat de prop op het gekozen toerental blijft. Voor de Fokker 50 is dat 1200 omw/min.
Door de ontwerpers van de prop is alles zo uitgekozen dat ook bij volgas op de baan de bladhoek nooit zo groot wordt dat de luchtstroom het blad niet meer kan volgen. De lucht wordt dus nooit turbulent, de bladen zullen dus geen last van elkaar hebben.

Wanneer de snelheid hoog genoeg is zal het vliegtuig los komen van de grond. Op dat moment is de bladhoek ook opgelopen. Doordat de voorwaartse snelheid oploopt wordt de effcetieve invalshoek van de bladen kleiner, zie tekening D. De pijl PS stelt de prop snelheid voor en VS de vliegsnelheid.
De belasting van de prop wordt kleiner dus zou het toerental op kunnen lopen. De bladverstelling zorgt ervoor dat dit niet gebeurt en versteld de bladen zo dat de prop keurig op 1200 omw/min blijft draaien.

Hierboven schrijf ik dat de effectieve bladhoek kleiner wordt naarmate de voorwaartse snelheid groter wordt. Dat is misschien lastig voor te stellen maar daar is een vrij simpele uitleg voor. Stel je wil met de fiets een stukje rijden. Op een bepaald stuk weg komt de wind pal van rechts. Naarmate je harder gaat fietsen zal je merken dat de wind niet meer van opzij komt maar dat hij van rechtsvoor komt. Op een bepaald moment komt hij pal van voren maar dan moet je wel erg hard fietsen. :)

In de lucht loopt de voorwaartse snelheid steeds verder op dus zal de bladhoek dat ook doen. Eenmaal op de kruishoogte zal de piloot gas terug nemen en het kruistoerental van de prop instellen (1020 omw/min), zie tekening E. Door het gas te regelen regelt de piloot de snelheid van het vliegtuig maar normaal gesproken is de kruissnelheid ongeveer 470km/uur op een hoogte van 25000 voet (ongeveer 7500m). De standaard uitvoering van de Fokker 50 heeft dan voldoende brandstof bij zich voor een vlucht van ongeveer 2000km.

Hopelijk is hiermee de samenhang van de bladhoek en de snelheid van het vliegtuig duidelijker geworden. Wanneer je geen verstelbare prop hebt zal je dus altijd een nadeel hebben bij lage snelheden. Als je met hoge snelheden wilt vliegen heb je een grote bladhoek nodig. Helaas zal dan bij lage snelheden de bladhoek zo groot zijn dat in ieder geval een deel van de bladen overtrokken zijn. Dat wekt veel turbulentie op waar het volgende blad veel last van heeft. Die turbulentie kost vermogen waardoor het rendement flink minder kan zijn. In zo'n geval is een 3 blad prop dus in het nadeel ten opzichte van een 2 blad prop.
Om dat nadeel voor een deel te overkomen zal je voor die 3 blad prop een kleinere spoed moeten kiezen. Helaas heeft dat dan weer als nadeel dat je minder hoge vliegsnelheden kan behalen. Het voordeel is wel dat de trekkracht duidelijk groter zal zijn dus dat je vliegtuig sneller zal accelereren en sneller in de lucht kan komen.
 
Laatst bewerkt door een moderator:
Wow, bedankt voor je superduidelijke uitleg :)
Twee dingen zijn dus duidelijk nu - wil je een toestel langzaam vliegen neem een prop met kleine spoed, wil je veel snelheid een prop met grote spoed alleen zal dat bij weinig snelheid niet lekker vliegen of zul je veel gas moeten geven omdat de prop weinig rendement heeft.

Nu eens in de praktijk uitproberen, gelijk wat verschillende props bestellen (zelfde maat, andere spoed)
 
Nu eens in de praktijk uitproberen, gelijk wat verschillende props bestellen (zelfde maat, andere spoed)

Pas wel op dat je de motor niet te zwaar gaat belasten of juist te licht. Als je de spoed verkleind zal je de diameter moeten vergroten om toch een zo veel mogelijk gelijke belasting voor de motor te zijn. Omgekeerd geldt ook.
 
Dat is simpeler als je denkt.
Voor de motor kan een te kleine prop geen kwaad maar een te kleine prop zou wel eens kunnen betekenen dat je niet van de grond kunt komen door gebrek aan vermogen.;)
 
Laatst bewerkt:
Dat is duidelijk ;)
Ik zal sowieso eerst een static test doen om te zien hoeveel thrust de motor geeft op een prop (er is een weegschaaltje onderweg, 40 kilo nauwkeurig tot 20 gram, 5 hele dollars :D) ik moet er nog wel even de setup voor maken. Maar ik moet toch wachten op de regelaar (Hobbyking SS 60-70A)
 
Nou ja, grote plannen valt wel mee - maar ik ben eindelijk een beetje zat van "raad maar of deze motor/prop combi voldoende vermogen heeft om een toestel in de lucht te krijgen en houden - zonder dat de magische rook ontsnapt". Ik heb al een poos een Watts Up, ideaal apparaat om te controleren of je bijvoorbeeld je ESC niet opblaast, hoeveel Watt je setup levert (makkelijk controleren welke prop het best voldoet zonder je motor of regelaar te beschadigen dus) en hoeveel Ampere je setup trekt (dus hoeveel vliegtijd je hebt).

Helaas is dat niet het enige dat ik wil weten. Daarom is er onderweg:

- een tachometer, om de RPM correct te kunnen aflezen
- een weegschaal om een thrustmeter mee te bouwen
- een laser thermometer om de temperatuur van motor en regelaar te controleren.

Hopelijk komt het nu niet meer voor dat ik motoren opblaas omdat de belasting te hoog is, de temperatuur teveel stijgt etc.

Schets van mijn thrust meter:

`
 
Nog een correctie!
Normaal gesproken wordt een drieblad prop (of nog meer bladen) gebruikt om meer vermogen om te kunnen zetten in stuwkracht. Als je een motor van 2500pk (sorry 1865kW) op een vliegtuig zet zal de diameter van de prop zo groot worden dat hij totaal onbruikbaar zal zijn. Daarom wordt er een prop met meer bladen gebruikt.
Het is daarom ook te begrijpen dat er gedacht wordt dat een drieblad prop meer vermogen betekent. Het klopt niet maar het is wel te begrijpen.
Zeker in dit geval klopt het helemaal niet omdat dezelfde motor wordt gebruikt. Er is niet meer vermogen beschikbaar, de prop kan dus ook nooit meer vermogen leveren.

Het klopt ook niet helemaal dat een meer bladige prop een lager rendement heeft. Het rendement kan (zal?) lager zijn als het vliegtuig stil staat op de grond. Als het toestel eenmaal vliegt is dat rendement verlies feitelijk verdwenen. Hoe dat werkelijk zit heb ik al eerder uitgelegd en zal ik hier niet weer doen. Je kan het HIER vanaf post #24 lezen.
Succes.
 
Dat laatste van dat lagere rendement klopt dus juist wel

het zijn namelijk niet de bladen di het rendement van de prop bepalen
maar de te verplaatsen kolom lucht

op dezelfde motor zal een 3 blads prop een kleinere diameter hebben
dat betekend een kleinere kolom lucht dar verplaatst word

hoe groter de kolom lucht hoe meer weerstand je kunt overwinnen
hoe hoger het rendement

ook zal een 3 blads prop bij hoge toeren eerder in ze Eigen turbelentie gaan draaien wat ook weer verliezen tot gevolg heeft
 
De opgewekte stuwkracht is evenredig met de hoeveelheid lucht die verplaatst wordt (het volume) en de snelheid waarmee die lucht verplaatst wordt. De diameter van de verplaatste luchtkolom wordt inderdaad iets kleiner. Daar in tegen wordt de hoeveelheid lucht die verplaatst wordt 1/3 groter bij een drieblad prop. Dus bij de juiste keuze van de prop blijft het volume gelijk. Als je de bladhoek niet veranderd zal de snelheid ook niet veranderen dus zal de opgewekte stuwkracht gelijk zijn bij gelijk vermogen.
Okè er zal iets verlies van rendement zijn, je hebt meer bladoppervlak dus de weerstand zal iets hoger zijn. In de praktijk is dat echter zeer gering. Veel geringer dan door sommige mensen wordt gedacht en verkondigd.

De bladen van een drie blad prop zullen inderdaad "last" kunnen hebben van de turbulentie van het voorgaande blad. Ook dat effect is vele malen geringer dan wordt gedacht. Bij voldoende voorwaartse snelheid is het geheel niet aanwezig.
Het treed het sterkste op wanneer het vliegtuig stil staat op de grond en bij alle toerentallen! Als de bladhoek voldoende klein is zal dat effect ook gering. Het is nauwelijks afhankelijk van het toerental maar veel meer van de bladhoek.
Helaas zijn de verstelbare props in de modelvliegerij zeer dun gezaaid dus zullen wij het vrijwel uitsluitend met vaste pitch propellers moeten doen. Een prop met een grote bladhoek zal "hinder" kunnen ondervinden van de turbulentie van het voorgaande blad wanneer het vliegtuig geen of een geringe voorwaartse snelheid heeft. Zoals ik al eerder schreef zal dat bij toename van de voorwaartse snelheid steeds kleiner worden en zelfs geheel verdwijnen.
 
Back
Top