航空機の仕組みを口述する：固定ピッチvs.定速プロペラ

操縦訓練で小型飛行機に搭乗する時、搭載されているプロペラが固定式か定速式か？定速式ならマニフォールドとスロットルは、いろいろな飛行状態でどう設定するか、確実に理解しておかねばなりません。
それぞれのプロペラ方式には長短があるので、比較して知識をまとめましょう。

〇固定式と定速式プロペラの違い
〇定速式プロペラの効率性
〇マニフォールド圧の意味
〇飛行状態に応じたエンジン回転数(rpm)
〇プロペラ・ガバナーの役割
◎離着陸時のスロットルとプロップレバーの使い方

小型飛行機には固定式か定速式のプロペラが装備されています。固定式プロペラでは、その飛行機での一番求められる機能に基づいて、ブレード角度が選択されています。プロペラピッチとは、稠密な媒体中で、スリップしたりして空気中での効率の低下がない条件で、１回転すると何インチ前方へ動くかを示す数値です。ピッチはブレード角度に比例します。固定式プロペラではクランクシャフトと直接連結しているので、パワーコントロールはスロットルにより規定され、それが唯一タコメータで表示されます。

Small airplanes are equipped with fixed-pitch or constant speed propellers. In fixed-pitch propellers, the blade angle is selected based on what is best for the priary function of the airplane. Propeller pitch is a numerical value that indicates how many inches it moves forward after one revolution in solid media when there is no loss of efficiency in the air due to slipping. The pitch is proportional to the blade angle. Since the fixed propeller is directly connected to the crankshaft, the power control is determined by the throttle, which is the only one displayed on the tachometer.

固定式プロペラと比較して、定速式プロペラはずっと効率的です。ブレード角度を最も効率的な運用に調整することで、定速式プロペラの主要な利点は様々なrpmと対気速度の組み合わせで、エンジン出力を高い割合で推力へ変換することです。

Compared to fixed-pitch propellers, constant-speed propellers are much more efficient. By adjusting the blade angle for the most efficient operation, the main advantage of constant speed propellers is the conversion of engine power into a high percentage of thrust at various rpm and airspeed combinations.

プロペラの制御とは、プロペラブレードのピッチを変え、エンジンのタコメータに表示されるプロペラのrpmを規定することです。スロットルでマニフォールド圧ゲージに直接表示されるエンジン出力を調整します。

Propeller control refers to changing the pitch of the propeller blades and specifying the propeller rpm displayed on the engine tachometer. The throttle adjusts the power output of the engine, which is displayed directly on the manifold pressure gauge.

エンジンが作動していない時、マニフォールド圧ゲージは規定した大気圧を指します。エンジンが作動して通常の吸気状態にある時、このゲージはマニフォールド内で低下した圧を感知し、大気圧以下の数値を表示します。一定の出力セッティングで上昇中に、航空機の上昇と共にマニフォールド圧は徐々に減少します。

When the engine is not running, the manifold pressure gauge refers to atmospheric pressure registered. When the engine is running and in normal intake conditions, this gauge senses the pressure drop in the manifold and displays a value below atmospheric pressure. During a climb at a constant power setting, the manifold pressure gradually decreases as the aircraft climbs.

プロペラを小さなブレード角度を選択することで、離陸時の最大の推力を得るために高いrpmセッティングすることが出来ます。巡航飛行状態に到達した後は、操縦士は高いピッチと低いrpmセッティングで、要望する対気速度に適切な推力を維持することが出来ます。大半の油圧式可変ピッチ機構は単発の飛行機に見られ、ブレードにかかる空力的な捻り力に抗する高い油圧を用いています。

By selecting a small blade angle for the propeller, you can set it at a high rpm to get maximum thrust during takeoff. After reaching cruise flight conditions, the pilot can maintain the appropriate thrust for the desired airspeed at a high pitch and low rpm setting. Most hydraulic variable-pitch mechanisms are found in single-engine airplanes and use high hydraulic pressure to withstand the aerodynamic torsion forces acting on the blades.

ガバナーは可変ピッチ機構へ油圧を送り込んで、設定されたrpmでの空力と油圧間のピッチ可変力を均衡に維持します。与えられたrpmセッティングにおいて、許容される最大のマニフォールド圧が常に存在します。このレベルを超える運用をすると、エンジン内部に負荷をかける原因となりかねません。特に作動上の決まりとして、低いrpmでの高いマニフォールド圧を避けるべきです。

The governor sends oil pressure to the variable pitch mechanism to balance the aerodynamics at the set rpm and the pitch variable force between the oil pressure. At a given rpm setting, there is always the maximum manifold pressure allowed. Operation above this level can be a cause of internal stress within the engine. As a particular operating rule, high manifold pressures at low rpm should be avoided.