Posisi propeller, by ZIP

[iwan21]

Fri Oct 14, 2005 8:45 am

Om Zip :
Apakah posisi propeller berpengaruh terhadap design pesawat secara signifikan?

Misalkan design pesawat dg propeller di hidung pesawat akan berbeda dg pesawat dg posisi propeller di kedua sayap?

Yg liat :

Maksudnya gimana nih ?, kalo posisi propeller kan dikenal ada up thrust, down thrust, right thrust dg kegunaan berbeda2.
Umumnya sih sejajar dg center line pesawat , kecuali engine/motor dg torsi gede mesti dibikin ofset 1 - 2 derajat (right thrust atau left trhust tergantung putaran motor cw atau ccw)
Kalo utk pusher umumnya pada posisi center line.
Kalo utk multi engine (ada di kedua sayap) juga umumnya ada di center line atau sejajar center line

[NGL]

Secara Umum,disain pesawat dengan propeller di hidung pesawat akan berbeda dengan posisi propeller di sayap. Perbedaan mendasar dalam disain akan berpengaruh pada:
1. Secara struktur, bila propeller/engine di wing, maka konstruksi wing harus kuat. Berarti berat total pesawat akan lebih berat.
2. Propeller/engine di wing hanya untuk multi engine (jumlah genap: 2 atu 4). Kalau ada 3, maka 2 di wing dan satu di hidung atau ekor.
3. Karakteristik terbang pesawat akibat pengaruh slipstream (pusaran angin akibat propeller) di sayap kiri dan kanan, serta efeknya bila kena ke HTP akan sangat berbeda.

[christoffel]

gampangnya, sama seperti efek pada mobil yg mesinnya narik roda depan, sama yg mesinnya narik roda belakang. Pasti kestabilannya beda ...

[x wing]

aku pernah liat propeller nya di letakan di rudder.... eh itu mah jet ya atau prop bertumpuk di rudder ?
sepertinya itu juga signifikan ( ciee... dewasa bgt sih gw)

[im-sad]

Sebenarnya tidak ada perbedaan secara drastis dalam sisi stability. Bedanya ada begini:

1. Multi engine seperti dikatakan biasanya harus mempunyai wing yang lebih kuat. Ini menambah berat dan beban. Kalo kita nambah cowling ke kedua engine tersebut, pada kondisi glide, induced drag (karena surface area nambah). Drag juga nambah dari propeler (karena ada 2 bukan 1).

Biasanya kekurangan tersebut ditutupi dari peningkatan power yg diberikan 2 engine jadi tidak terlalu bermasalah. Untuk sisi aerodinamik, kita harus melihat dimana posisi engine relative ke control surfaces. Karena posisi propwash (angin dari prop) ada di sayap, biasanya roll control(kecepatan roll) akan meningkat bila terdapat full span ailerons (aileron ada di sepanjang bagian belakang sayap). Kalo aileron tidak berada di daerah yang terkena propwash, maka tidak akan ada peningkatan roll control.

2. Single engine: Lebih ringan dan biasanya tidak se-draggy multi engine. Tapi engine power lebih kecil pada umumnya.

Single front:
Posisi paling umum. Bagus untuk efficiency karena bisa blend in dengan body pesawat dan propwash akan seringkali mengenai elevator dan rudder. Ini akan memberikan control yang lebih pada saat engine nyala dan angin mengenai control surfaces dan akan memberikan low-speed control yang lebih baik pada elev dan rudder.

Single back:
Posisi yang sering tidak lazim untuk pesawat sejak jaman Wright bersaudara. Keunggulan aerodinamika kurang lebih sama dengan Single Front namun, karena posisinya yang berada di belakang sayap dan control surface lain, maka udara yang mencapai prop menjadi "kotor" atau tidak smooth. Ini mengurangi efficiency prop dan tenaga yang dapat dikeluarkan.

Posisinya yang dibelakang pesawat menyebabkan propwash tidak dapat mengenai control surface dan tidak ada kelebihan low speed seperti pada Single front.



tambahan:

3D planes:
Pesawat yang didesign untuk terbang 3d akan terbang dalam keadaan 0 km/h. Karena semua lift didapat dari engine dan prop, semua area sayap yang berada diluar daerah propwash menjadi tidak berguna untuk mengendalikan pesawat pada saat Hover. Yang mengendalikan pesawat dalam kondisi ini adalah aileron bagian dalam, rudder dan elev. Semua ini terkena propwash dan memperbolehkan pesawat dikendalikan.

[NGL]

Sebenarnya tidak ada perbedaan secara drastis dalam sisi stability. Bedanya ada begini:

1. Kalo kita nambah cowling ke kedua engine tersebut, pada kondisi glide, induced drag (karena surface area nambah).
Biasanya kekurangan tersebut ditutupi dari peningkatan power yg diberikan 2 engine jadi tidak terlalu bermasalah. Untuk sisi aerodinamik, kita harus melihat dimana posisi engine relative ke control surfaces. Karena posisi propwash (angin dari prop) ada di sayap, biasanya roll control(kecepatan roll) akan meningkat bila terdapat full span ailerons (aileron ada di sepanjang bagian belakang sayap). Kalo aileron tidak berada di daerah yang terkena propwash, maka tidak akan ada peningkatan roll control.

Real pesawat dengan propeller, stability sangat dipengaruhi efek slipstream dari propeller (puntiran prop wash). Kecuali kalau slipstream diabaikan.
Hanya meluruskan: akibat penambahan luas yang nambah bukan induce drag tetapi friction drag. Induce drag nambah kalau coeff lift nambah (~ CL^2).
Prop wash kena control surface bisa menguntungkan, tetapi bisa juga merugikan, terutama akibat slipstream. Juga akan mempengaruhi trim. Perlu pertimbangan matang saat penempatannya.

2. Single engine: Lebih ringan dan biasanya tidak se-draggy multi engine. Tapi engine power lebih kecil pada umumnya.

Untuk pesawat kecil, memang lebih menguntungkan single engine. Tetapi kalau pesawat besar, lebih menguntungkan dua engine. Biasanya masalah penempatan dan kesulitan mencari engine yang tepat (power per engine terlalu besar). Walau dalam pesawat sesungguhnya, bila 1 engine mati (tinggal 1 engine), pesawat harus masih bisa terbang dan landing dengan aman.

Single front:
Posisi paling umum. Bagus untuk efficiency karena bisa blend in dengan body pesawat dan propwash akan seringkali mengenai elevator dan rudder. Ini akan memberikan control yang lebih pada saat engine nyala dan angin mengenai control surfaces dan akan memberikan low-speed control yang lebih baik pada elev dan rudder.

Single back:
Posisi yang sering tidak lazim untuk pesawat sejak jaman Wright bersaudara. Keunggulan aerodinamika kurang lebih sama dengan Single Front namun, karena posisinya yang berada di belakang sayap dan control surface lain, maka udara yang mencapai prop menjadi "kotor" atau tidak smooth. Ini mengurangi efficiency prop dan tenaga yang dapat dikeluarkan.

Posisinya yang dibelakang pesawat menyebabkan propwash tidak dapat mengenai control surface dan tidak ada kelebihan low speed seperti pada Single front.

Seperti jawaban no 1. Untuk propeller belakang, untungnya efek slipstream bisa diabaikan.

tambahan:

3D planes:
Pesawat yang didesign untuk terbang 3d akan terbang dalam keadaan 0 km/h. Karena semua lift didapat dari engine dan prop, semua area sayap yang berada diluar daerah propwash menjadi tidak berguna untuk mengendalikan pesawat pada saat Hover. Yang mengendalikan pesawat dalam kondisi ini adalah aileron bagian dalam, rudder dan elev. Semua ini terkena propwash dan memperbolehkan pesawat dikendalikan.

Untuk pesawat model memang aplikasinya bisa berbeda dengan pesawat sesungguhnya. Apalagi untuk kebutuhan 3D, efektifitas control surface di semua kecepatan sangat penting.

Salam,
NGL

[su-31]

aku pernah liat propeller nya di letakan di rudder.... eh itu mah jet ya

he he, jangan gitu dong kang x-wing, aku emang ndak pernah bawa jet, ya ndak punya rating nya.
Tapi pernah bawa ini kok... BN-2A Mk3, Britten-Norman, itu ada kipas angin nya kok di Rudder

Banyak disini kok, tu Bali Air aja ada beberapa...

[im-sad]

Mekasih udah ngebetulin induced drag-nya, tapi kalo yang tentang slipstream, sebenarnya beda. Effek dari putaran slipstream pada pesawat full scale tidaklah banyak dan dapat diabaikan. Effek dari ini dapat dirasakan bila kita terbang pelan lalu dengan cepat menggunakan full throttle. Biasanya issu ini ditutupi dengan right/left-thrust 1-3 derajat. Bukan dengan trim rudder/aileron.

http://www.horizonhobby.com/Articles/Ar ... 101&Page=2

"Spiral slipstream

Spiral slipstream (also known as spiraling slipstream, propwash in the US, or just slipstream in the UK,) is a spiral-shaped slipstream formed behind a rotating propeller on an aircraft. The most noticeable effect resulting from the formation of a spiral slipstream is the tendency to yaw nose-left at low speed and full throttle. This effect is caused by the slipstream acting upon the tail fin of the aircraft: the slipstream causes the air to rotate around the forward-aft axis of the aircraft, and this air flow exerts a force on the tail fin, pushing it to the right. To counteract this, some aircraft have the front of the fin (vertical stablizer) slightly offset from the centreline so as to provide an opposing force that cancels out the one produced by the slipstream, albeit only at one particular (usually cruising) speed, an example being the Hawker Hurricane fighter from World War II.
It can also roll the aircraft to the right. This is also caused by the air hitting the fin of the aircraft. This effect is minimal (negligible)." Wikipedia

Pada pesawat RC, lebih penting bagi seseorang untuk memperhatikan ukuran prop. Bila diameter prop mulai melebihi 20-25% dari wing span, maka istilah "torque roll" akan terjadi dimana pesawat akan mulai roll dengan arah berlawanan dengan putaran prop. Event ini sangat mirip dengan event diatas dan dapat diabaikan dengan mudah asal prop tidak terlalu besar.


Masalah single atau multi engine ini yang anda sampaikan sebenarnya sangat tergantung power system dan design pesawat. Bila yang dibicarakan adalah pesawat RC dengan engine maka memang dapat dibilang bahwa tenaga engine seringkali berlebihan untuk pesawatnya. Tetapi dalam pesawat RC dengan electric motor maka pada umumnya tenaga per ukuran motor/jumlah batt tidak sebanding dengan engine. Namun dengan perkembangan-perkembangan terakhir, pesawat electric sudah mulai outperform pesawat engine.

Memang efektifitas control surface di segala kecepatan itu penting, tetapi yang saya bicarakan adalah pesawat 3D dalam posisi Hover. Dan tambahan lagi, sebuah pesawat 3D tidak akan pada umumnya mementingkan kecepatan pesawat melainkan kelincahannya. Bagian sayap yang tidak terkena propwash akan meningkatkan kelincahan roll pada saat terbang normal.

[NGL]

Biasanya issu ini ditutupi dengan right/left-thrust 1-3 derajat. Bukan dengan trim rudder/aileron.

.......To counteract this, some aircraft have the front of the fin (vertical stablizer) slightly offset from the centreline so as to provide an opposing force that cancels out the one produced by the slipstream, albeit only at one particular (usually cruising) speed, an example being the Hawker Hurricane fighter from World War II. .......
.

Untuk pesawat model memang diatasi dengan arah thrust. Yang saya maksud pada pesawat sesungguhnya yang dilakukan adalah trim rudder dan aileron atau disain pesawat dari awal sudah mengantisipasi hal tsb (seperti yang anda kutip diatas, juga beberapa pesawat buatan Soviet) dengan vertical fin tidak simetris (punya sudut kesamping).

Salam,
NGL