Festpropeller (Fixed-pitch)
- Ein einziger Blattwinkel (Pitch), nicht im Flug verstellbar.
- Konstrukteur muss zwischen "Climb"- und "Cruise"-Optimierung wählen — meist Kompromiss.
- Drehzahl steigt mit Geschwindigkeit/Höhe (weniger Last); fällt bei Steigflug (mehr Last).
- Übliche Trainer: C152, C172 (Standard), PA-28 Cherokee.
Verstellpropeller / Constant-Speed-Unit (CSU)
Ein Drehzahlregler (Governor) verstellt den Blattwinkel automatisch, sodass eine vom Piloten vorgewählte Drehzahl konstant gehalten wird.
| Bedienhebel | Wirkung |
|---|---|
| Pitch / RPM-Hebel vorn (HIGH RPM) | feiner Pitch → niedrige Anstellfläche pro Blatt → hohe Drehzahl (Steigflug, Start) |
| Pitch / RPM-Hebel hinten (LOW RPM) | grober Pitch → größere Anstellfläche → niedrige Drehzahl (Reiseflug, Lärm-/Verbrauchsreduktion) |
Vorteil eines verstellbaren Propellers (Variable-Pitch / In-Flight Adjustable)
Ein im Flug verstellbarer Propeller erzielt die beste Propeller-Effizienz in allen Flugsituationen — Start, Steigflug, Reiseflug, Sinkflug. Begründung:
- Der Blattwinkel wird in jeder Flugphase optimiert — z.B. fein beim Start, grob im Reiseflug.
- Bei einem Festpropeller ist der Blattwinkel nur in einem schmalen Bereich optimal — entweder Steigflug oder Reiseflug, nicht beides.
- → CSU oder Variable-Pitch Propeller liefern konstant maximale Effizienz über den gesamten Flugbetrieb.
Steuerung der Leistung beim CSU — Reihenfolge
Wenn das Flughandbuch (POH) keine spezielle Vorgabe macht, gilt die folgende Standard-Reihenfolge zur Veränderung der Leistung bei einem Flugzeug mit Constant-Speed-Propeller:
| Aktion | Reihenfolge |
|---|---|
| Leistung erhöhen | 1. RPM erhöhen (Propeller-Hebel vor), 2. Manifold Pressure (Throttle) erhöhen, optional 3. Mixture anreichern |
| Leistung reduzieren | umgekehrte Reihenfolge: 1. Manifold Pressure (Throttle) reduzieren, 2. RPM reduzieren, optional 3. Mixture anpassen |
→ Eselsbrücke: "Erst der Hebel, der zum Schaden führt, zurück; erst der Hebel, der wegführt, vor".
Begründung: würde man bei niedriger Drehzahl plötzlich volle Throttle (hohen Manifold-Druck) geben, würde der Motor mit zu hohem MAP bei zu niedriger RPM belastet → übermäßiger Zylinderdruck → Detonation und Schaden.
Markierungen am Drehzahlmesser (RPM Indicator)
Der Drehzahlmesser (Tachometer) hat Standard-Markierungen analog zum Airspeed-Indicator:
| Markierung | Bedeutung |
|---|---|
| Grüner Bogen (Green Arc) | Normaler Betriebsbereich (z.B. 1800-2700 RPM C172) |
| Gelber Bogen (Yellow Arc) | Vorsicht-Bereich — Betrieb hier nur in ruhiger Luft, nicht in Turbulenz |
| Roter Strich (Red Line) | Maximale zulässige Dauerdrehzahl — nicht überschreiten |
→ Der Vorsichtsbereich der Motor-Drehzahl ist durch einen gelben Bogen markiert — Pilot fliegt in diesem Bereich nur in ruhiger Luft, weil bei Turbulenz strukturelle Belastung oder Vibration kritisch werden kann.
RPM-Indicator-Antrieb (Tachometer Drive)
Der RPM-Indicator kann durch eine flexible Welle (flexible shaft) angetrieben werden — eine biegsame Welle, die mechanisch vom Motor zum Cockpit-Instrument führt:
- Bei einfachen Festpropeller-Flugzeugen ist das die Standard-Bauart (mechanisch, robust, billig).
- Bei modernen Flugzeugen wird die RPM oft elektrisch oder durch Frequenzgeber gemessen (Magneto-Pulse oder Hall-Sensor).
- → Bei Defekt der flexiblen Welle zeigt der Tacho nicht mehr — siehe Subject 060 Lesson "Reiseflug" für die Reaktion.
Propeller-Effekte (für Aerodynamik-Fach 080 relevant)
- Drehmomentreaktion (Torque Reaction) — Newton III: Motor dreht Propeller → Rumpf will entgegengesetzt drehen → Roll-Tendenz.
- P-Faktor (P-Factor / Asymmetric Thrust) — bei hohem Anstellwinkel/niedriger Geschwindigkeit erzeugt das absteigende Blatt mehr Schub → Gier-Tendenz.
- Spiral-Slipstream — die schraubenförmige Luftströmung hinter dem Propeller trifft die Seitenleitwerksfläche → Gier-Tendenz.
- Gyroskopischer Effekt (Gyroscopic Precession) — bei Lageänderungen wirkt eine 90° versetzte Reaktion durch den Kreiseleffekt der rotierenden Propellermasse.
Alle vier Effekte erzeugen bei US-/EU-Motoren typisch eine Links-Tendenz im Steigflug → kompensieren durch rechtes Seitenruder.
Sudden RPM Increase bei CSU — Pilot-Reaktion
Wenn bei einem Constant-Speed-Propeller plötzlich die RPM weit über den zulässigen Bereich ansteigt (z.B. Governor-Defekt), ist die korrekte sofortige Reaktion:
- Power-Hebel (Throttle) zurückziehen bis die RPM wieder im grünen Bereich liegt.
- So wird der Motor geschützt vor strukturellem Schaden durch Overspeed.
Kritischer Motor (Critical Engine)
Bei Mehrmotorigen: der Motor, dessen Ausfall die größte negative Auswirkung auf Leistung und Steuerbarkeit hat. Auf zweisitzigen Mehrmot-Motoren mit gleichlaufenden Propellern (beide rechtsdrehend): der linke Motor ist kritisch, weil dessen P-Faktor mehr zur Asymmetrie beiträgt. Bei gegenläufigen Propellern (Counter-rotating): kein kritischer Motor.