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プロペラ減速ユニットは、動力装置の高入力回転数から毎分出力回転数（rpm）を下げるために使用されるギアボックスまたはベルトとプーリーの装置です。 [1]これにより、小排気量内燃機関 を使用して航空機のプロペラを効率的な速度範囲内で回転させることができます。
歴史と運営
ライト兄弟は1903年にプロペラ減速装置の必要性を認識していましたが、1920年代に大型エンジンが設計されるまで、航空機エンジンでは一般的に使用されませんでした。[1]クランクシャフトの回転速度と出力が高い大型エンジンではプロペラの減速が必要であり、パイロットは減速装置を装備した同様の航空機の性能が向上することに気づきました。[1]
種類
プロペラ減速装置の種類には以下のものがある: [1]
デザインのバリエーション
1915年のロールスロイス・ファルコンエンジンは、最大トルクを制限するように設計されたクラッチを備えた遊星プロペラ減速ギアを備えており、減速ギアを保護しました。[2]同じ会社の後のマーリンエンジンは、逆回転減速ギアを使用して双発航空機用の逆回転プロペラを提供しました。これは、反対方向に回転するようにエンジンを設計して製造するよりもはるかに安価な方法でした。[3]
ギアボックスを内燃エンジンに連結する際の課題は、主に、特定の速度で発生するねじり共振です。プロペラと減速ユニットの負荷によってクランクシャフトの共振周波数が変化するため、特定の回転速度でねじり振動が急激に高レベルに増加することがあります。減速ユニットの使用によって共振周波数が変化すると、エンジンの元の設計でねじり共振を緩和するために設計者が講じた対策が無効になる可能性があります。ねじり共振が損傷レベルに達するのを防ぐために、クラッチやフレキシブル カップリングが使用されることがあります。
コンチネンタル・ティアラシリーズのエンジンは、プロペラとカムシャフトの両方を駆動するために単一のギアセットを使用しており、これによりプロペラはエンジン速度の半分で回転することができました。[4]
アプリケーション
プロペラ減速装置の使用は、航空におけるピストンエンジンの使用が最盛期だった時代（1930 年代から 1940 年代）には非常に一般的で、航空機用に製造された最も強力なピストンエンジンのほとんどすべてが、減速装置を使用するように設計されていました。
減速ユニットの使用は、自動車用エンジンが使用される可能性がある実験的な自家製航空機の構築でよく使用されます。これらのエンジンは、低コストであることに加えて、通常、専用の軽航空機エンジンよりも排気量が少なく、通常 4,000 rpm を超える高回転数でピークパワーを発揮します。プロペラがエンジンのクランクシャフトに直接固定されるのが最も一般的な従来の航空機エンジンでは、プロペラの安全かつ効率的なピーク速度である 2,500 ～ 3,000 rpm 付近でピークパワーを発揮します。この速度は、プロペラの先端速度を音速未満に保つ必要があるため、単発航空機のプロペラの一般的な最大 rpm と見なされます。
工場認定の航空機エンジンにも、設計に不可欠な減速ユニットが使用されています。セスナ 175 は、コンチネンタル GO-300エンジンの一部であるギア付きユニットを使用していましたが、ヘリオ クーリエやビーチクラフトのツインエンジンのいくつかは、ギア付きのライカミングGO-435とGO-480 を使用していました。多くの軽スポーツ機は、ギア付き減速機を組み込んだロータックス 912などのロータックスのエンジンを使用しています。
参照
参考文献
注記
- ^ abcd ガンストン 2006、82ページ。
- ^ ガタリー 1969年、27ページ。
- ^ フライト1946、92-94ページ。
- ^ ガンストン2006年、191ページ。
文献
- フライト番号1935、第49巻、1946年1月24日。
- ガンストン、ビル。ピストン航空エンジンの開発。ケンブリッジ、イギリス。パトリック・スティーブンス・リミテッド、2006年。ISBN 0-7509-4478-1
- ガタリー、TEシャトルワースコレクション。ロンドン：Wm. カーリング＆カンパニー、1969年。ISBN 0-901319-01-5