Zitat

Der Propeller (die Luftschraube)
Die zum Motorfliegen nötige Vortriebskraft (Schub) wird von sogenannten Propellern oder Luftschrauben erzeugt, die ähnliche Profile aufweisen wie Tragflügel. Ein einzelnes Propellerblatt ist im Grunde nichts anderes als ein Tragflügel, der in einer vertikalen Ebene (rechtwinkelig zur Flugzeuglängsachse) rotiert. Bei jeder Drehbewegung trifft das Propellerblatt die Luft mit einem bestimmten Anstellwinkel und erzeugt so – wie ein Tragflügel – Auftrieb und Widerstand.
Die Wirkungsweise eines Propellers läßt sich sehr gut in einem Vergleich mit einer gewöhnlichen Schraube erklären. Bei einer Schraube bezeichnet man den Weg, den die Schraube bei einer Umdrehung zurücklegt als Steigung. Eine Luftschraube verhält sich da etwas anders. Die starre Luftschraube bewegt sich mit ihrer Steigung durch die verformbare Luft. Das führt aufgrund der Tatsache, daß Luft kein fester Körper ist, zu einem sogenannten Schlupf (engl.: slip), der nichts weiter ist, als der Unterschied zwischen Propellersteigung und tatsächlicher Vorwärtsbewegung bei einer Propellerumdrehung.
Ein Propellerblatt hat – wie ein Tragflügel – einen sogenannten Einstellwinkel (hier auch Blattsteigungswinkel), der sich hier aber von der Nabe ausgehend zur Spitze des Propellerblattes hin verkleinert (Schränkung). Hätte ein Propeller nämlich über die gesamte Länge den gleichen Anstellwinkel, so würde aufgrund der verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten der einzelnen Propellerstücke das erste Stück nahe der Nabe (geringe Umfangsgeschwindigkeit) praktisch keinen Schub erzeugen und an den Spitzen des Propellers würde wegen der sehr hohen Umfangsgeschwindigkeit und des relativ hohen Einstellwinkels die Strömung abreißen. Auf diese Weise wird über den gesamten Propellerbereich ein gleichmäßiger Schub erzeugt.

Man muß auch bei der Luftschraube zwischen Einstellwinkel und Anstellwinkel unterscheiden:

1. Einstellwinkel (Steigungswinkel) ist der Winkel zwischen der Luftschraubenprofilsehne und der senkrecht zur Luftschraubenachse verlaufenden Rotationsebene der Luftschraube.
2. Anstellwinkel der Luftschraube ist der Winkel zwischen Bewegungsrichtung der Luftschraube durch die ruhende Luft und der Luftschraubenprofilsehne.


Der Anstellwinkel der Luftschraube ändert sich mit der Fluggeschwindigkeit. Bei zunehmender Fluggeschwindigkeit wird er immer kleiner, während er im Standlauf dem Einstellwinkel (Steigungswinkel) entspricht.


Starre (nicht verstellbare) Luftschrauben

Starre (nicht verstellbare) Luftschrauben können nur bei einer bestimmten Fluggeschwindigkeit ihren maximalen Schub erzeugen, während Verstellpropeller bei jeder Geschwindigkeit den günstigsten Vortrieb ermöglichen. Man kann je nach Verwendungszweck starre Luftschrauben mit kleiner Steigung (aufgrund des geringeren Widerstandes hohe Motordrehzahlen, jedoch niedrige Höchstgeschwindigkeit) oder mit großer Steigung (beste Leistung erst im Reiseflug) installieren lassen.

Verstellpropeller mit konstanter Drehzahl

Verstellpropeller mit konstanter Drehzahl ermöglichen es, für jede Phase des Fluges die richtige Propellersteigung mit der dazugehörigen Mortorleistung selbst zu wählen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten (Start, Steigflug) wählt der Pilot eine kleine Steigung mit hoher Drehzahl. Bei höheren Geschwindigkeiten wird die Steigung des Propellers vergrößert, um einen positiven Anstellwinkel der Propellerblätter zu gewährleisten und um die Drehzahl des Motors zu verringern.


Der Torque- Effekt

Die meisten Flugzeugmotoren sind ‚Rechtsläufer‘, das heißt die Luftschraube dreht sich (in Flugrichtung gesehen) im Urzeigersinn nach rechts. Der Torque– Effekt führt bei einmotorigen Flugzeugen dazu, daß sie bei hohen Drehzahlen leicht Rolltendenzen entgegengesetzt zur Drehrichtung der Luftschraube um die Längsachse zeigen. Um dieser Rolltendenz nach links entgegenzuwirken, haben viele Flugzeuge einen etwas größeren Einstellwinkel an der linken Tragfläche. Dadurch wird hier etwas mehr Auftrieb erzeugt, der das Rollen nach links ausgleichen soll. Mehr Auftrieb an der linken Tragfläche bedeutet aber auch mehr Widerstand, und deshalb giert das Flugzeug leicht nach links. Um diese Giertendenz nach links im Reiseflug bei hohen Geschwindigkeiten auszuschalten, versetzt der Flugzeugkonstrukteur die Seitenflosse geringfügig nach links.
Der Luftstrom des Propellers fließt im Uhrzeigersinn vom Propeller aus um das Flugzeug nach hinten, umströmt dabei den Rumpf und trifft auf die linke Seite der Seitenflosse auf. Dadurch wird die Giertendenz nach links verstärkt.