Control and Operation   (page 1)

Propeller Control   

      basic requirement: ขณะทำการบิน ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ ที่มีความต้องการ จะอยู่ในช่วงแคบๆ ระหว่างทำการบิน อุปกรณ์ ตรวจจับความเร็วของ ใบพัด ก็คือ Governor ซึ่งเป็นตัวควบคุม และบังคับ มุมของใบพัด อย่างอัตโนมัติ ตามต้องการ เพื่อรักษา ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ให้คงที่ ตามที่ต้องการของนักบิน
           มีอยู่ สามตัวแปรที่ทำให้ ความเร็วรอบของเครื่องยนต์เปลี่ยนแปลง ขณะทำการบิน สามสิ่งนั้นได้แก่ กำลังเครื่องยนต์, ความเร็วลม, และความหนาแน่นของอากาศ ถ้าหากต้องการให้รอบเครื่องยนต์คงที่ มุมของใบพัด จำเป็นต้องปรับเปลี่ยน โดยตรงไปตามกำลังเครื่องยนต์ เช่น กำลังเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น มุมของใบพัดก็ต้องปรับเพิ่มขึ้นด้วย ใบพัดต้องปรับเปลี่ยนมุม โดยตรงกับความเร็วลมที่เปลี่ยนแปลงไป และใบพัดต้องปรับเปลี่ยนมุมเป็นไปตรงกันข้าม กับความหนาแน่นของอากาศ อุปกรณ์ Governor ของใบพัด จะช่วยให้ ใบพัดปรับเปลี่ยนมุม ของตัวเองโดยอัตโนมัติ ขณะที่เปลี่ยนแปลงกำลังของเครื่องยนต์ไปเป็น Thrust

      Fundamental Forces : มีแรงอยู่สามแรงที่ใช้ในการ ในการควบคุม มุมของใบพัด แรงทั้งสามนั้นคือ :
           1. Centrifugal twisting moment, แรงหนีศูนย์กลาง ที่กระทำต่อใบพัดที่กำลังหมุน จะพยายามที่จะทำให้ใบพัดปรับเข้าหา low pitch หรือ มุมต่ำตลอดเวลา
           2. Oil at engine pressure แรงดันจากน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ ที่ไหลเข้าไปทางด้านนอกของลูกสูบ ก็จะช่วย แรงหนีศูนย์กลาง ที่กล่าวข้างต้น ดันให้ใบพัด เข้าหา low pitch หรือ มุมต่ำ
           3. Propeller Governor oil น้ำมันที่มาจาก Governor จะไหลเข้า ทางด้านในของลูกสูบ น้ำมันนี้จะตรงกันข้ามกับ แรงทั้งสองที่กล่าวข้างต้น และจะเคลื่อน ใบพัด เข้าหา high pitch หรือ มุมสูง
           Counterweight assembly (สำหรับใบพัดแบบ ที่มีตุ้มน้ำหนัก) ตุ้มน้ำหนักที่ติดอยู่กับใบพัด แรงหนีศูนย์กลาง หรือ แรงเหวี่ยงของตุ้มน้ำหนัก นี้ จะพยายาม เคลื่อนใบพัด เข้าหา high pitch หรือ มุมสูง

      Constant Speed, Counterweight Propellers
ใบพัดแบบที่มีตุ้มน้ำหนัก อาจจะใช้เป็นแบบ ควบคุมได้ หรือเป็นแบบ ความเร็วรอบคงที่ก็ได้ สำหรับใบพัดแบบที่มีลูกตุ้มน้ำหนัก และใช้ Hydraulic ด้วยนั้น ประกอบด้วย ชุด HUB ชุดใบพัด ชุดลูกสูบ และชุดตุ้มน้ำหนัก
            The counterweight assembly ชุดตุ้มน้ำหนัก จะติดตั้งอยู่ที่ใบพัดทุกกลีบ และเคลื่อนที่ไปพร้อมๆกับใบพัด แรงหนีศูนย์ หรือ แรงเหวี่ยง ที่เกิดกับตุ้มน้ำหนัก จะพยายาม เคลื่อนใบพัด เข้าหา มุมสูง ตลอดเวลา แรงที่เกิดจากตุ้มน้ำหนักนั้น ขึ้นอยู่กับความเร็วรอบ ของใบพัด แต่ใบพัด ก็มี limit stop ซึ่งสามารถปรับให้สูง หรือ ต่ำได้
      Controllable : ใบพัดแบบควบคุมได้ นักบินจะเลือก ใบพัดได้สองตำแหน่ง คือ มุมสูง หรือ มุมต่ำ โดยผ่าน two-way valve ซึ่ง อนุญาตให้ แรงดันจากน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องยนต์ ไหลเข้าไป หรือ อนุญาตให้ไหลออก จาก ใบพัด


      Constant Speed : ใบพัดแบบ รักษารอบคงที่ ซึ่งมี governor ที่หมุนโดยเครื่องยนต์ ใบพัดและเครื่องยนต์ก็จะ รักษารอบให้คงที่ได้ ตามที่นักบินต้องการ แต่ต้องอยู่ใน limit ที่กำหนด

      Governor Operation (Constant speed with counterweight ) Governor ทำงานโดยการจ่าย และควบคุม น้ำมันหล่อลื่น ที่ไหลไป และไหลกลับจากใบพัด Governor นี้จะถูกหมุนด้วยเครื่องยนต์ และเอาน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องยนต์นั่นเอง มาผ่าน pump ของตัวเองเพื่อเพิ่มแรงดันขึ้นตามต้องการ เพื่อใช้ในการเคลื่อนกลไก ปรับแต่งมุมของใบพัด ประกอบด้วย :
      1. A gear pump เพื่อเพิ่มแรงดันของน้ำมันหล่อลื่น ให้ได้ตามความต้องการในการใช้ปรับมุมของใบพัด
      2. A relief valve เพื่อควบคุมแรงดันของ Governor ไม่ให้สูงเกินความต้องการ
      3. A pilot valve จะเคลื่อนไหวตาม Governor Flyweight เป็นตัว ควบคุมช่องทาง ที่ให้ น้ำมันหล่อลื่นผ่าน เพื่อไป ปรับแต่งมุม ของใบพัด
      4. The speeder spring เป็น load หรือแรงที่ใส่ให้กับ pilot valve ซึ่ง แรงนี้สามารถเพิ่มได้โดยนักบิน โดยผ่านเฟืองและรอก แรงจาก speeder spring นี้ จะตรงข้ามกับแรงของ governor flyweight
      Governor จะรักษาสมดุลย์ระหว่างแรงทั้งสาม โดยการเปิดให้แรงของน้ำมันไหลเข้าหรือออกจากลูกสูบด้านใน เพื่อรักษาความเร็วของใบพัดให้คงที่โดยการปรับมุมของใบพัด
      Governor ทำงานโดย flyweights ที่ทำหน้าที่ควบคุมตำแหน่งของ pilot valve เมื่อ ความเร็วรอบ ของใบพัด ต่ำกว่าที่ governor ตั้งไว้ โดยนักบินตั้งค่าผ่าน speeder spring เมื่อ governor flyweight เคลื่อนหุบเข้าใน เนื่องจาก รอบต่ำลง แรงเหวี่ยง หรือ แรงหนีศูนย์กลางก็ลดลง แรงที่ speeder spring ก็จะกดลง ในทางตรงกันข้าม ถ้าความเร็วรอบของใบพัด สูงกว่าค่าที่นักบินตั้งไว้ Governor Flyweight ก็จะเคลื่อนที่ แบะออก เนื่องจาก แรงเหวี่ยง เพิ่มขึ้น เพราะ ความเร็วรอบ สูงขึ้น แรงนี้ ก็จะ ดันแรงจาก speeder spring ขึ้นไป ในระหว่างที่ flyweight เคลื่อนที่หุบเข้า หรือแบะออกนี้ pilot valve ก็จะเคลื่อนที่ เพื่อให้ น้ำมันหล่อลื่น เข้าไป ในชุดลูกสูบของใบพัด โดยผ่านทาง engine propeller shaft.

Principles of Operation (Constant Speed with Counterweight Propellers)
      การเปลี่ยนมุมของใบพัด โดยทั่วๆ สำหรับ ใบพัดแบบ รอบคงที่และมี ลูกตุ้มน้ำหนัก เกิดจากการกระทำของแรงสองแรง โดยแรงแรก เกิดจาก hydraulic และอีกแรงก็คือ mechanical.
      1. ชุดลูกสูบจะเคลื่อนที่โดยน้ำมันหล่อลื่น ซึ่งแรงนี้จะตรงข้ามกับแรงเหวี่ยง หรือแรงหนีศูนย์กลาง ของลูกตุ้มน้ำหนัก น้ำมันหล่อลื่นนี้ จะ เคลื่อน ตุ้มน้ำหนัก และ ใบพัด เข้าหา ตำแหน่ง low angle หรือ มุมต่ำ
      2.เมื่อน้ำมันหล่อลื่นไหลออกจากชุดลูกสูบ แรงเหวี่ยง หรือ แรงหนีศูนย์กลาง ของตุ้มน้ำหนัก ก็จะเคลื่อนเข้าหาตำแหน่ง high angle หรือ มุมสูง
      3. การรักษาความเร็วรอบคงที่ ควบคุมโดย governor ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์

Continue on Propeller Control and Operation Page 2