プロペラピッチ計算機

プロペラピッチとは、プロペラが固体中を滑ることなく回転すると仮定したとき、一回転で進む理論上の距離です。船舶用や小型航空機用プロペラでは、通常インチで表します。この計算機は直径と翼のピッチ角から理論ピッチを求め、効率係数を適用して実効ピッチを算出し、回転数と流体密度から推力と必要動力を推定します。 プロペラの翼はらせん状の軌跡を描きます。ある基準直径では、一回転で円周率と直径の積に等しい円周距離を移動し、軸方向に一ピッチ進みます。翼角の正接は軸方向移動距離を円周方向移動距離で割った値なので、幾何学的ピッチは円周率、直径、ピッチ角の正接の積になります。翼にはねじれがあるため、どの位置で角度を測定したかが結果に大きく影響します。メーカーの公称ピッチは通常、翼半径のおよそ四分の三など、定められた基準位置に基づきます。 実効ピッチは、理論ピッチに入力した効率係数を掛けた値としてモデル化します。この簡略化した補正は、スリップなどによる理想形状からのずれを表します。計算機は実効ピッチと RPM を軸方向の前進速度に換算します。さらに流体密度、プロペラ円板面積、前進速度の二乗、効率から推力を推定し、対応する理想化された流体動力を表示します。水の密度は通常 1,000 kg/m³ 付近、海面付近の乾燥空気は約 1.225 kg/m³ です。 これらの推力と動力は比較用の簡略推定であり、翼素法や数値流体力学による予測ではありません。実際の性能は翼断面、翼数、ピッチ分布、流入、前進率、船体や機体との相互作用、キャビテーション、圧縮性、トルク制限、レイノルズ数に左右されます。推定値が速度の二乗に比例するため、入力の小さな変化でも力が大きく変わることがあります。 高回転では騒音や振動、水中のキャビテーション、空気中の圧縮性損失が増える場合があります。設計者は詳細な空力・流体力学解析によって推力、トルク、動力、キャビテーション余裕、翼負荷、構造応力を評価する必要があります。この結果だけでエンジン、軸、飛行の安全に関わる推進部品の仕様を決定しないでください。 この計算機は形状の確認、大まかな比較、学習に適しています。直径を一貫した方法で測定し、目的の翼位置での角度を使い、運転環境に合った流体密度を選んでください。推力と動力の推定値は性能保証ではなく、理想化された目安として扱ってください。