Je ne suivrais pas les conseils du forum. Bien que le raisonnement selon lequel un accessoire de moulin à vent crée plus de traînée est solide, je n'ai vu aucune preuve empirique indiquant à quel point cela se traduit réellement en pieds par minute. Les seules études que j'ai vues n'ont pas été concluantes sur le sujet et disent qu'il y a un certain nombre de facteurs que vous ne pouvez pas vraiment contrôler dans cette situation. L'hélice n'est pas si gros que l'avion lui-même, donc si un hélicoptère en rotation a 30% de traînée en plus (juste une supposition, comme je l'ai dit, je n'ai vu aucun chiffre réel), cela ne vous fera pas chuter. le ciel.

Ce que je recommanderais, c'est de suivre la procédure de panne moteur dans le POH de votre avion particulier. Le conseil de ralentir l'avion pour essayer d'arrêter l'hélice présente un certain nombre de défauts:

• Distraction des tâches critiques: ralentir l'avion jusqu'à ce que l'hélice s'arrête vous détourne de la recherche d'un terrain pour atterrir, en vous assurant que vos passagers sont informés et attachés, en effectuant un appel Mayday et en essayant de redémarrer le moteur. Vous serez assez occupé!
• Danger de faible vitesse: ralentir suffisamment pour arrêter l'hélice peut nécessiter une vitesse très faible, et vous pourriez avoir une excursion de décrochage / vrille, ce qui est beaucoup plus dangereux qu'un atterrissage plané
• Courbe de traînée: voler très lentement pour que l'hélice s'arrête vous mettra en dessous de la meilleure vitesse de glissement, c'est là que vous obtenez votre meilleur rapport de glissement. En dessous de la meilleure vitesse de glisse, vous commencez à développer un taux de descente élevé, de sorte qu'au moment où vous arrêtez l'hélice, vous avez perdu des centaines de pieds supplémentaires. Vous pourriez perdre plus d'altitude que vous n'en gagneriez potentiellement, et perdre un temps précieux à le faire
• Il y a de bonnes chances que vous ne puissiez pas changer le comportement de l'hélice de toute façon: si votre vilebrequin est cassé, l'hélice va tourner non peu importe ce que vous faites, si vous avez lancé une canne, elle va s'arrêter et vous ne pouvez pas la faire monter à l'éolienne si vous volez à mach 1

Faire quelques calculs met cela en perspective. Disons que le taux de descente moteur en panne d'un avion avec un hélice en rotation est de 1000, et avec un hélice immobile, il est de 900 pi / min. Dans un plan à partir de 3000 pieds qui vous achète 20 secondes supplémentaires, mais il faut probablement beaucoup plus de 20 secondes pour ralentir suffisamment pour arrêter l'hélice et retrouver ensuite une vitesse stable.

Voler très lentement pour arrêter l'hélice est une distraction potentiellement dangereuse, il suffit de définir la meilleure vitesse de glisse et si l'hélice s'arrête, c'est un bonus.

La réponse: cela dépend. Généralement, une hélice arrêtée sera bloquée, créant ainsi peu de traînée. Une hélice éolienne, à l'inverse, ne sera généralement pas calée, extraira de l'énergie du courant d'air et l'utilisera pour faire tourner le moteur (qui consomme généralement une quantité d'énergie modérée), ce qui augmentera le taux de chute.

Cependant, faut-il arrêter l'hélice? C'est une question beaucoup plus difficile. Les questions pertinentes sont: à quelle vitesse devez-vous aller pour arrêter l'hélice? Pouvez-vous arrêter l'hélice? Si cela nécessite de descendre en dessous de la vitesse de descente minimale pendant une période prolongée, c'est probablement une mauvaise idée, car le puits augmente rapidement avec la vitesse décroissante (vous êtes sur "l'arrière de la courbe de puissance" chaque fois que vous volez en dessous de la vitesse de descente minimale. ).

Sur certains avions anciens, il est ou était réputé être une exigence dans certains clubs que les pilotes puissent arrêter le moteur et l'hélice et redémarrer le moteur en vol avant de se voir accorder des privilèges de pilote pour, par exemple , le club Tiger Moth (ils sont généralement démarrés à la main). Il est largement affirmé que l'arrêt de l'hélice prolonge sensiblement la glisse. Le Tiger Moth a également un grand hélice en bois à rotation lente et une vitesse de décrochage assez faible.

Quant à savoir si j'essaierais cela en cas d'urgence? Presque certainement pas; si c'est le POH, alors bien sûr ... mais je ne l'ai jamais vu dans le POH d'aucun avion monomoteur que j'ai jamais piloté. Et si je suis en panne de moteur, j'ai probablement de pires choses à m'inquiéter (à moins que je ne vole avec mes planeurs plus habituels).

Une hélice éolienne crée beaucoup plus de traînée, au moins d'un ordre de grandeur. L'exemple évident est un autogire ou un hélicoptère en autorotation, qui tombe comme une pierre si le rotor s'arrête.

La traînée est une fonction de la surface de la pale pour un rotor arrêté et une fonction de la surface du disque pour un moulin à vent. La différence est la plus prononcée pour les gros rotors avec peu de pales et presque inexistante pour les turboréacteurs. Cette réponse donne quelques chiffres:

Si nous calculons la composante de portance par aire d'un rotor autorotatif verticalement, elle est comparable à un coefficient de 1,1 à 1,2 référencé au zone du rotor. Selon cette source, une plaque plate a un coefficient de traînée de 1,28 et un parachute de 1,4. Donc en descente verticale, le rotor auto-rotatif est presque aussi performant qu'un parachute de la même zone.

Si vous êtes assez haut lorsque le moteur s'arrête, c'est une bonne idée de ralentir un peu pour que l'hélice arrête de mouliner. Une fois qu'il s'est arrêté, vous pouvez accélérer pour revenir à la normale. L'hélice ne recommencera généralement pas à mouliner, car sa traînée, et donc la puissance disponible, est maintenant beaucoup plus faible.

La traînée est nettement plus élevée pour une hélice éolienne.

La traînée aérodynamique et l'énergie perdue dans le moteur y contribuent. J'estime que vous coulerez au moins 200 pi / min plus rapidement si vous laissez l'éolienne à hélice.

Pour la traînée aérodynamique, il est impossible de convertir cela en une estimation en pieds par minute car cela varie beaucoup avec la conception de l'hélice et la traînée globale de l'avion. Mais vous pouvez voir ici: Aerodynamics for Naval Aviators, 1965 (page 149 dans les numéros de page, ou 167 dans le PDF) que la traînée peut augmenter considérablement.

Une correction typique -pitch prop a une hauteur d'environ 15 degrés (plus de détails en bas). Une hélice à vitesse constante qui a perdu la pression d'huile et qui ne se met pas automatiquement en drapeau ressemble probablement plus à 5 degrés. (Les hélices à mise en drapeau sont utilisées sur les avions multimoteurs pour réduire la traînée en cas de panne d'un moteur. Les hélices sans mise en drapeau sont utilisées sur les avions monomoteurs, donc si le contrôle de pas échoue mais que le moteur fonctionne toujours, vous ne perdez pas toute votre puissance) . Dans l'ensemble, la traînée parasite réelle de l'hélice (aérodynamique simple) augmente jusqu'à un facteur de 3 . Pas des ordres de grandeur, mais c'est significatif. Puisqu'il n'y a aucun moyen pour moi d'estimer la part de la traînée totale due à l'hélice, tout ce que je peux dire, c'est que c'est probablement perceptible. Cependant, si vous avez un accessoire de croisière ou un accessoire réglable réglé sur un pas élevé, il est possible que cela fonctionne presque à égalité, car au-dessus de 22 degrés, l'hélice de moulin à vent a en fait moins de traînée.

Mais alors il y a le facteur supplémentaire de la traînée créée par le moteur, qui est probablement beaucoup plus important. Il est possible de trouver un chiffre approximatif raisonnable. L'estimation et la physique au lycée sont nécessaires.

Un avion sans puissance perd de l'énergie potentielle, sous forme d'altitude, pour traîner. Puisque la vitesse de l'avion ne change pas, son énergie cinétique ne change pas non plus et seule l'énergie potentielle doit être considérée. Nous calculons la vitesse à laquelle l'énergie est évacuée de l'avion par le moteur en rotation.

Le travail est la quantité d'énergie qui est transférée d'un endroit à un autre, et la puissance est la quantité de travail au fil du temps. La formule du travail (dans un système de rotation, comme un moteur) est le couple * thêta, où thêta est la distance angulaire totale tournée. La puissance (watts) est exprimée en joules par seconde, bien qu'ici je vais calculer la puissance en joules / minute car nos autres unités de temps sont également en minutes. Le joule, bien sûr, est l’unité de travail et d’énergie.

Supposons qu’un avion pesant 1 000 kg vole à 1 500 mètres AGL. Son énergie potentielle est:

  1000 kg * 1500 mètres * 9,8 (gravité) = 14 700 000 J (14,7 mJ)  

En supposant un moulin à hélice à 200 tr / min , la vitesse angulaire est:

  2pi radians / tour * 200 tours / minute = ~ 1260 radians / minute  

J'évalue le couple, donné en newton -mètres, se situe quelque part entre 50 et 500 Nm, tendant vers le côté haut. 50 est de mon expérience personnelle en tournant une hélice à vitesse lente à la main, c'est à peu près autant de force; mais dans l'air je pense que c'est extrêmement optimiste. 500 est une estimation plus élevée, justifiée comme suit.

Les avions monomoteurs tels que le Cessna 172 ont souvent un moteur de 180 CV. L'hélice a normalement une capacité de capture d'air suffisante pour transférer ces 180 CV dans l'air à la ligne rouge du moteur d'environ 2700 tr / min.

Conversion de HP en joules / minute (1 watt = 1 joule / seconde):

  180 HP * (746 watts / HP) * (60 secondes / minute) = 8057 kJ / minute  

En supposant que l'efficacité de l'hélice est relativement constante avec le régime, vous pouvez convertir la capacité de livraison de puissance de l'hélice de manière linéaire avec le régime:

  8057 kJ / minute * (200 RPM / 2700 RPM) = 596 kJ / minute  

L'hélice devrait donc être capable de transférer environ 600 kJ / minute dans le moteur. C'est dans le stade approximatif de mon estimation de 500. Cependant, comme toute la puissance normale du moteur ne va pas dans l'hélice (en raison de pertes mécaniques et d'accessoires alimentés par le moteur), l'estimation de 500 semble être assez proche, et je m'en tiens à c'est pour des maths plus simples. Cette estimation est jolie place du pantalon - de nombreuses sources d'erreur, comme les variations d'efficacité de l'hélice avec le régime et la conduite en marche arrière - sont ignorées. Mais si l'hélice est moins efficace, elle dissipe plus de puissance - donc même mon estimation haute pourrait être trop basse.

Revenons à la panne moteur. La puissance dissipée par le moteur est donc:

  1260 * (50 à 500 ou vous choisissez) = 63 kJ à 630 kJ par minute  

Un Cessna 152 a un taux de descente de 725 fpm lors d'un vol au meilleur plané avec l'hélice arrêtée (les meilleures vitesses de plané sont normalement spécifiées avec l'hélice arrêtée); Le Cessna 172 est plus proche de la masse que j'utilise et a des performances de glisse similaires, je vais donc utiliser le même nombre. C'est un calcul estimé, de toute façon. À une vitesse de descente de 725 pi / min (221 mètres par minute), il faut normalement 6,78 minutes pour purger les 1500 mètres d'altitude avec lesquels vous avez commencé. Division de l'énergie potentielle par le temps:

  14 700 000 / 6,78 = 2,168 MJ / min de perte d'énergie  

À l'estimation basse (probablement raisonnable uniquement pour un moteur qui a souffert perte de compression totale mais pas d'autres dommages), perdre 63 kJ / min supplémentaires n'augmente votre taux de chute que de

  (2.168 + .063) / 2.168 = 1.029  

environ 3%, soit de 725 fpm à 746 fpm. Vous ne remarquerez peut-être même pas cela sur les instruments, bien que si vous vous accrochez à une ligne électrique à la dernière seconde, vous le remarquerez certainement. Cependant, à l'estimation haute, perdre 630 kJ / min supplémentaires augmenterait votre taux de chute de:

  (2,168 + 0,630) / 2,168 = 1,29  

29%, ou de 725 fpm à 935 fpm. C'est très important. Et cela n'inclut même pas la traînée aérodynamique supplémentaire de l'hélice en rotation. C'est uniquement dû à l'énergie perdue dans le moteur.

Donc, en conclusion: En cas de panne de courant, arrêtez l'hélice .

Il y a cependant , un dernier point. Si vous avez perdu de la puissance à cause d'une panne mécanique, il est très possible que l'hélice s'arrête toute seule en raison des dommages causés par la perte de puissance. Cependant, le manque de carburant est la cause la plus fréquente de perte de puissance en vol. Si vous manquez de carburant, l'hélice continuera probablement de tourner à moins que vous ne l'arrêtiez vous-même.

• Pitch angle en degrés est différent de la façon dont le pitch est normalement décrit, qui est mesuré en pouces, où quelque chose comme 76 "x60" serait typique. Vous pouvez calculer l'angle de tangage en fonction des mesures de l'hélice en pouces en utilisant la formule de l ' angle d'hélice. Si vous le faites, rappelez-vous que le pas de l'hélice est spécifié à 75% du diamètre de la pale, plutôt qu'à 100% comme dans les manuels de mathématiques.

Ce document fourni par Erbureth fournit des preuves empiriques pour répondre à la question. La réponse courte est que parfois une hélice arrêtée fournissait moins de traînée et parfois une hélice éolienne fournissait moins de traînée. Cela a en fait beaucoup de sens pour moi car la traînée doit être liée à l'emplacement de la ligne de pression de stagnation sur l'hélice.

Quelques observations d'autres réponses:

• Une des choses que j'entends toujours quand cette question est posée est qu'une hélice en rotation se transforme en disque et a plus de surface. Ceci est clairement faux car la surface d'une pale d'hélice est toujours la même, qu'elle tourne ou non.
• Quand une hélice est mise en drapeau, l'hélice arrête le moulin à vent et la traînée est considérablement moindre. Cela crée la perception que l'hélice arrêtée a beaucoup moins de traînée, mais en réalité, cela est dû au fait que l'hélice à plumes a beaucoup moins de traînée de forme. Le fait que l'hélice soit arrêtée n'est pas la raison principale.

L'argument selon lequel l'hélice de moulin à vent ralentit l'avion en extrayant de l'énergie pour faire tourner un moteur mort ignore le fait qu'un accessoire gelé essaie de faire tourner tout l'avion. Les entrées de commande pour maintenir le niveau de l'avion sont probablement très proches, et le profil aérodynamique tournant peut en fait être légèrement moins traînant, alors que se passe-t-il ici?

Il est bien connu que les hélices sont des profils aérodynamiques et que la turbulence est créée Dans le cas de l'éolienne, la turbulence créée par l'hélice a un effet plus important sur l'autre profil aérodynamique, l'aile.

C'est probablement le principal facteur de perte de distance de plané. Il est important de réaliser que l'air dans lequel l'avion glisse n'a pas d'énergie cinétique à extraire, tout est dans l'énergie cinétique et potentielle de l'avion. Mais l'hélice de moulin à vent réduit l'efficacité de l'aile dans l'utilisation de l'énergie des avions en créant plus de turbulence.

J'ai testé cela plusieurs fois dans un C152. En commençant à 10 000 pieds et en coupant le carburant au moteur - en appliquant le nez vers le haut pour maintenir l'altitude le plus longtemps possible (ralentissant ainsi ma vitesse d'avancement) jusqu'à l'arrêt de l'hélice. Ensuite, le vol plané avec l'hélice s'est arrêté sur une certaine distance, passant au-dessus de plusieurs aéroports dans le processus. Une hélice moulin à vent m'a laissé court de loin.

Je sais que j'étais bizarre dans ma jeunesse, mais je volais!

Un étai de moulin à vent permet au sillage de le pousser. Un arrêté combat le sillage - le poussant / le déviant dans une spirale. C'est la réaction qui tente de faire tourner l'avion, comme le dit Robert DiGiovanni. Et il fait du travail, parce qu'il applique une force à l'air, qui se déplace en conséquence.

Donc, je m'attendrais à moins de traînée du moulin à vent. C'est comme rouler en roue libre sur un vélo ou avoir une roue bloquée.

Je suppose le même AoA dans les deux cas, c'est-à-dire que l'arrêt n'implique pas de plumes. Certaines personnes semblent avoir supposé le contraire, ce à quoi je suis curieux: comment mettriez-vous en drapeau un accessoire à pas fixe, ce qui est indiqué dans OP.

Une hélice arrêtée est bloquée et crée ainsi une petite quantité de couple pour "faire tourner" l'avion. Sa traînée est petite car la surface de la lame est petite. Une hélice éolienne ne calera pas, donc l'énergie extraite pourrait être beaucoup plus. Cela dépend si l'hélice est en roue libre ou fait tourner le moteur.