Non seguirei i consigli nel forum. Anche se il ragionamento secondo cui un'elica per mulino a vento crea più resistenza è valido, non ho visto prove empiriche che dica quanto si traduca effettivamente in piedi al minuto. Gli unici studi che ho visto sono stati inconcludenti sull'argomento e dicono che ci sono una serie di fattori che non puoi davvero controllare in quella situazione. L'elica non è così grande rispetto all'aereo stesso, quindi se uno in rotazione ha il 30% in più di resistenza (solo un'ipotesi, come ho detto non ho visto numeri reali) non ti farà precipitare fuori il cielo.

Quello che consiglierei è di seguire la procedura di guasto del motore nella POH del tuo aereo specifico. Il consiglio di rallentare l'aereo per cercare di fermare l'elica ha una serie di difetti:

• Distrazione dai compiti critici: rallentare l'aereo fino a quando l'elica si ferma significa distogliere l'attenzione dal trovare un campo per atterrare, assicurandosi che i passeggeri siano informati e legati, effettuando una chiamata mayday e tentando di riavviare il motore. Sarai abbastanza occupato!
• Pericolo di bassa velocità: rallentare abbastanza da fermare l'elica può richiedere una velocità molto bassa e potresti avere un'escursione di stallo / rotazione, che è molto più pericolosa di un atterraggio in planata
• Curva di trascinamento: volare molto lentamente per fermare l'elica ti metterà al di sotto della migliore velocità di planata, che è dove ottieni il tuo miglior rapporto di planata. Al di sotto della migliore velocità di planata inizi a sviluppare un alto tasso di discesa, quindi quando fermi l'elica hai perso centinaia di piedi in più. Potresti perdere più altitudine di quella che risparmieresti potenzialmente e sprecare tempo prezioso per farlo
• Ci sono buone possibilità che tu non possa comunque cambiare il comportamento dell'elica: se il tuo albero motore si è rotto, l'elica girerà no importa quello che fai, se hai lanciato una canna si fermerà e non potresti portarla al mulino a vento se volassi a mach 1

Fare un po 'di matematica mette questo in prospettiva. Supponiamo che la velocità di discesa del motore spento di un aereo con un'elica in rotazione sia 1000 e con un'elica ferma sia 900 fpm. In una planata da 3000 piedi che ti fa guadagnare 20 secondi in più, ma probabilmente ci vogliono molto più di 20 secondi per rallentare abbastanza da fermare l'elica e quindi riguadagnare una velocità relativa stabile.

Volare molto lentamente per fermare l'elica è una distrazione potenzialmente pericolosa, basta impostare la migliore velocità di planata e se l'elica si ferma è un bonus.

La risposta: dipende. Generalmente, un'elica ferma verrà bloccata, creando così poca resistenza. Un'elica per mulino a vento, al contrario, di solito non si ferma, estrae energia dal flusso d'aria e la utilizza per far girare il motore (che in genere richiede una quantità moderata di energia), il che aumenterà il tasso di caduta.

Tuttavia, dovresti fermare l'elica? Questa è una domanda molto più difficile. Le domande rilevanti sono: quanto lentamente devi andare per fermare l'elica? Puoi fermare l'elica? Se richiede di scendere al di sotto della velocità di discesa minima per un periodo prolungato, probabilmente è una cattiva idea, poiché la velocità di discesa aumenta rapidamente con la diminuzione della velocità (sei "sul retro della curva di potenza" ogni volta che voli al di sotto della velocità di discesa minima ).

Su alcuni velivoli antichi, in alcuni club è o era ritenuto necessario che i piloti siano in grado di spegnere il motore e l'elica e riavviare il motore in volo prima di ottenere i privilegi di pilota per, ad esempio , il club Tiger Moth (questi sono generalmente avviati a mano). È ampiamente affermato che l'arresto dell'elica estende notevolmente la planata. Il Tiger Moth ha anche una grande elica di legno che gira lentamente e una velocità di stallo piuttosto bassa.

E se dovessi provare questo in caso di emergenza? Quasi certamente no; se è la POH, allora certo ... ma non l'ho mai vista nella POH di nessun aereo monomotore con cui abbia mai volato. E se sto volando a motore spento, probabilmente ho cose peggiori di cui preoccuparmi (a meno che non stia volando con i miei più comuni alianti).

Un'elica per mulino a vento crea molta più resistenza, almeno di un ordine di grandezza. L'esempio ovvio è un autogiro o un elicottero in autorotazione, che cade come una pietra se il rotore si ferma.

Il trascinamento è una funzione dell'area della pala per un rotore fermo e una funzione dell'area del disco per un mulino a vento. La differenza è più pronunciata per i rotori di grandi dimensioni con poche pale e quasi inesistente per i turbofan. Questa risposta fornisce alcuni numeri:

Se calcoliamo la componente di portanza per area di un rotore a rotazione automatica verticale, è paragonabile a un coefficiente da 1,1 a 1,2 riferito al area del rotore. Secondo questa fonte, una piastra piatta ha un coefficiente di resistenza di 1,28 e un paracadute ha uno di 1,4. Quindi in discesa verticale, il rotore a rotazione automatica è quasi buono come un paracadute della stessa area.

Se sei abbastanza in alto quando il motore si ferma, è una buona idea rallentare un po 'in modo che l'elica smetta di mulinello. Una volta che si è fermato, puoi accelerare di nuovo alla normalità. L'elica di solito non riprende a lavorare con il vento, poiché la resistenza aerodinamica e quindi la potenza disponibile sono ora molto inferiori.

La resistenza è significativamente maggiore per un'elica di mulino a vento.

Contribuiscono sia la resistenza aerodinamica che l'energia persa nel motore. Stimo che affonderai almeno 200 FPM più velocemente se lasci il mulino a elica.

Per la resistenza aerodinamica, è impossibile convertirla in una stima di piedi al minuto perché varia così tanto con il design dell'elica e la resistenza complessiva dell'aereo. Ma puoi vedere qui: Aerodynamics for Naval Aviators, 1965 (pagina 149 nei numeri di pagina o 167 nel PDF) che la resistenza può aumentare in modo significativo.

Un tipico fisso -pitch prop ha un passo di circa 15 gradi (maggiori dettagli in basso). Un'elica a velocità costante che ha perso la pressione dell'olio e non si sposta automaticamente è probabilmente più simile a 5 gradi. (Le eliche con piumaggio vengono utilizzate su aerei plurimotore per ridurre la resistenza se un motore si guasta. Le eliche senza piumaggio vengono utilizzate su aerei monomotore, quindi se il controllo del passo fallisce ma il motore funziona ancora, non si perde tutta la potenza) . Complessivamente, l ' effettiva resistenza parassita (aerodinamica semplice) dell'elica aumenta fino a un fattore 3 . Non ordini di grandezza, ma è significativo. Dato che non c'è modo per me di stimare quanta parte della resistenza totale è dovuta all'elica, tutto quello che posso dire è che questo è probabilmente evidente. Tuttavia, se hai un'elica da crociera o un'elica regolabile impostata su un passo alto, è possibile che funzioni quasi anche, dato che oltre i 22 gradi, l'elica del mulino a vento ha effettivamente meno resistenza.

Ma poi c'è il fattore extra della resistenza creata dal motore, che è probabilmente molto più significativo. È possibile trovare una cifra ragionevole. Sono richiesti stima e fisica delle scuole superiori.

Un aeroplano senza potenza perde energia potenziale, sotto forma di altitudine, per trascinarsi. Poiché la velocità dell'aereo non cambia, non cambia nemmeno la sua energia cinetica e deve essere considerata solo l'energia potenziale. Calcoliamo la velocità con cui l'energia viene assorbita dall'aereo dal motore in rotazione.

Il lavoro è la quantità di energia che viene trasferita da un luogo a un altro e la potenza è la quantità di lavoro nel tempo. La formula per il lavoro (in un sistema rotazionale, come un motore) è coppia * theta, dove theta è la distanza angolare totale ruotata. La potenza (watt) è espressa in joule al secondo, anche se qui calcolerò la potenza in joule / minuto perché anche le nostre altre unità di tempo sono in minuti. Il joule, ovviamente, è l'unità di lavoro ed energia.

Supponiamo che un aeroplano del peso di 1000 kg voli a 1500 metri AGL. La sua energia potenziale è:

  1000 kg * 1500 metri * 9,8 (gravità) = 14.700.000 J (14,7 mJ)  

Supponendo che un'elica muova a 200 giri / min , la velocità angolare è:

  2pi radianti / giro * 200 giri / minuto = ~ 1260 radianti / minuto  

Stimo la coppia, data in newton -metri, è da qualche parte tra 50 e 500 Nm, tendente verso il lato alto. 50 deriva dalla mia esperienza personale facendo ruotare manualmente un'elica a bassa velocità, si tratta di tanta forza; ma nell'aria penso che questo sia estremamente ottimistico. 500 è una stima più alta, giustificata come segue.

Gli aerei monomotore come il Cessna 172 hanno spesso un motore da 180 CV. L'elica normalmente ha una capacità di presa d'aria sufficiente per trasferire quei 180 CV nell'aria a una linea rossa del motore di ~ 2700 giri / min.

Conversione di HP in joule / minuto (1 watt = 1 joule / secondo):

  180 HP * (746 watt / HP) * (60 secondi / minuto) = 8057 kJ / minuto  

Supponendo che l'efficienza dell'elica sia relativamente costante con RPM, è possibile convertire la capacità di erogazione della potenza dell'elica linearmente con RPM:

  8057 kJ / minuto * (200 RPM / 2700 RPM) = 596 kJ / minuto  

Quindi l'elica dovrebbe essere in grado di trasferire circa 600 kJ / minuto indietro nel motore. Questo è nel campo di applicazione della mia stima di 500. Tuttavia, poiché non tutta la normale potenza del motore va nell'elica (a causa delle perdite meccaniche e degli accessori alimentati dal motore), la stima di 500 sembra essere abbastanza vicina, e io sono fedele a per motivi di matematica più semplice. Questa stima è piuttosto valida: molte fonti di errore, come variazioni nell'efficienza dell'elica con RPM e guida in retromarcia, vengono ignorate. Ma se l'elica è meno efficiente, dissipa più potenza, quindi anche la mia stima più alta potrebbe essere troppo bassa.

Tornando al guasto del motore. La potenza dissipata dal motore è quindi:

  1260 * (da 50 a 500 oa scelta) = da 63 kJ a 630 kJ al minuto  

A Cessna 152 ha un tasso di caduta di 725 fpm quando vola al massimo in planata con l'elica ferma (le migliori velocità di planata sono normalmente specificate con l'elica ferma); Il Cessna 172 è più vicino alla massa che sto usando e ha prestazioni di planata simili, quindi userò lo stesso numero. Questo è comunque un calcolo stimato. A una velocità di discesa di 725 fpm (221 metri al minuto) normalmente occorrono 6,78 minuti per eliminare i 1500 metri di altitudine con cui si è partiti. Dividendo l'energia potenziale per tempo:

  14.700.000 / 6,78 = 2,168 MJ / min di perdita di energia  

Alla stima bassa (probabilmente ragionevole solo per un motore che ha sofferto perdita di compressione totale ma nessun altro danno), perdere ulteriori 63 kJ / min aumenta solo il tasso di caduta di

  (2.168 + .063) / 2.168 = 1.029  

circa il 3% o da 725 fpm a 746 fpm. Potresti non accorgertene nemmeno sugli strumenti, anche se di conseguenza se ti impigli in una linea elettrica all'ultimo secondo, lo noterai sicuramente. Tuttavia, alla stima più alta, perdere ulteriori 630 kJ / min aumenterebbe il tasso di caduta di:

  (2.168 + .630) / 2.168 = 1.29  

29% o da 725 fpm a 935 fpm. È molto significativo. E questo non include nemmeno la resistenza aerodinamica extra dell'elica in rotazione. È solo a causa dell'energia persa nel motore.

Quindi, in conclusione: Se viene a mancare l'alimentazione, fermare l'elica .

Tuttavia c'è , un ultimo punto. Se hai perso potenza a causa di un guasto meccanico, è molto probabile che l'elica si fermi da sola a causa di qualsiasi danno causato la perdita di potenza. Tuttavia, l'esaurimento del carburante è la causa più comune di perdita di potenza in volo. Se esaurisci il carburante, l'elica probabilmente continuerà a girare a meno che tu non la fermi.

• L ' angolo di beccheggio in gradi è diverso dal modo in cui viene normalmente descritto il passo, che è misurato in pollici, dove qualcosa come 76 "x60" sarebbe tipico. Puoi calcolare l'angolo di beccheggio in base alle misurazioni dell'elica in pollici utilizzando la formula per angolo dell'elica. Se lo fai, ricorda che il passo dell'elica è specificato al 75% del diametro della pala, invece che al 100% come nei libri di testo di matematica).

Questo documento fornito da Erbureth fornisce prove empiriche per rispondere alla domanda. La risposta breve è che a volte un'elica ferma forniva meno resistenza e talvolta un'elica a vento forniva meno resistenza. Questo in realtà ha molto senso per me in quanto la resistenza dovrebbe essere correlata alla posizione della linea di pressione di ristagno sull'elica.

Alcune osservazioni da altre risposte:

• Una delle cose che sento sempre quando viene posta questa domanda è che un'elica rotante si trasforma in un disco e ha più area. Questo è chiaramente sbagliato in quanto l'area della pala di un'elica è sempre la stessa sia che stia ruotando o meno.
• Quando un'elica è frangiata, l'elica smette di muovere e la resistenza è notevolmente inferiore. Questo crea la percezione che l'elica ferma abbia molta meno resistenza ma in realtà è dovuto al fatto che l'elica piumata ha molta meno resistenza di forma. Il fatto che l'elica sia ferma non è il motivo principale.

L'argomento secondo cui l'elica del mulino a vento sta rallentando l'aereo estraendo energia per far girare un motore spento ignora il fatto che un'elica congelata cerca di far girare l'intero aereo. Gli ingressi di controllo per mantenere l'aereo a livello sono probabilmente molto vicini e il profilo alare che gira potrebbe effettivamente essere leggermente meno trascinato, quindi cosa sta succedendo qui?

È noto che le eliche sono profili alari e si creano turbolenze da una pala influisce sull'altra. Nel caso del mulino a vento, la turbolenza creata dall'elica ha un effetto maggiore su quell'altro profilo alare, l'ala.

Questo è probabilmente il fattore principale nella perdita della distanza di planata. Importante per rendersi conto che l'aria attraverso la quale l'aereo sta planando non ha energia cinetica da estrarre, è tutta nell'energia cinetica e potenziale dell'aereo. Ma l'elica del mulino a vento riduce l'efficienza dell'ala nell'utilizzo dell'energia dell'aereo creando più turbolenza.

L'ho testato più volte in un C152. Partendo da 10.000 piedi e tagliando il carburante al motore, applicando il muso per mantenere l'altitudine il più a lungo possibile (rallentando così la mia velocità di avanzamento) fino a fermare l'elica. Quindi il volo a vela con l'elica si è fermato per una certa distanza, passando sopra più aeroporti nel processo. Un'elica del mulino a vento mi ha lasciato corto di una distanza significativa.

So di essere stato strano da giovane, ma stavo volando!

Un'elica per mulino a vento consente alla scia di spingerla in giro. Uno fermo sta combattendo la scia, spingendola / deviandola in una spirale. La reazione che ne deriva è quella che cerca di far girare l'aereo, come dice Robert DiGiovanni. E sta funzionando, perché sta applicando una forza all'aria, che si muove come risultato di essa.

Quindi mi aspetto meno resistenza dal mulino a vento. È come girare a ruota libera su una bicicletta invece di avere una ruota bloccata.

Suppongo che lo stesso AoA in entrambi i casi, cioè fermarsi non implica piumaggio. Alcune persone sembrano aver pensato il contrario, cosa che mi incuriosisce: come mettereste un puntello a passo fisso, che è quanto affermato in OP.

Un'elica ferma è in stallo e quindi crea una piccola quantità di coppia per "far girare" l'aereo. La resistenza è piccola poiché l'area superficiale della lama è piccola. L'elica di un mulino a vento non si ferma, quindi l'energia estratta potrebbe essere molto di più. Dipende se l'elica gira a ruota libera o fa girare il motore.