Chapter 7 Propeller

7/30/2019 Chapter 7 Propeller

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C H A P T E R 7 P R O P E L L E R

G E N E R A L

T h e p r o p e l l e r , t h e u n i t w h i c h m u s t a b s o r b t h e p o w e ro u t p u t o f t h e e n g i n e , h a s p a s s e d t h r o u g h m a n y s t a g e so f d e ve l o pm e n t. G r ea t i n c re a se s i n p o we r o u tp u t h a ver e su l te d i n t h e d e ve l op me n t o f f o ur - a nd s ix -b l ad e dp r o p e l l e r s o f l a r g e d i a m e t e r s . H o w e v e r , t h e r ei s a l i m i t t o t h e r . p . m . a t w h i c h t h e s e l a r g ep r o p e l l e rs ca n b e tu r n e d . T h e c e n t r i f u ga l f o r c e a t h i g hr . p . m . t e n d s t o p u l l t h e b l a d e s o u t o f t h eh u b ; e x ce s s i v e b l a de t i p s p ee d m a y r e su l t n o t o n ly i np o or b l a de e f f i c i en cy , b u t a l so i n f lu tt e r i ng a n dv i b r a t i o n .

A s a n o u t g r o wt h o f t h e p r o b l e m s i n v o l ve d i n o p e r a t i n g

l a r g e p r o p e l l e r s , a v a r i a b l e - p i t c h , c o n s t a n t -s pe ed p ro pe l l e r s ys te m w as d ev e l op ed . T h i s s ys te mm ak es i t n ec e ss ar y t o v ar y t he e ng in e r .p .m . o n l ys l i g h t ly d u r i n g v a r i o us f l i g h t c o n d i t i o n s a n d t h e r e f o r ei nc re as es f l y in g e f f i c ie nc y . R ou gh ly , s uc h a s ys te mc o ns i s t s o f a f l yw e i gh t - eq u i pp e d g o ve r n or u n i t , w h i chc o n t r o l s t h e p i t c h a n g l e o f t h e b l a d e s s o t h a tt h e e ng i ne s p e ed r e ma in s c o n st a n t . T h e g o ve rn or ,t h o u g h , c a n b e r e g u l a t e d b y c o n t r o l s i n t h ec oc kp i t s o t ha t a ny d es i r ed b la de a ng le s et t i ng a nde ng in e o pe r a t i ng s pe e d c an b e o b t a i ne d . A l ow -p i t ch , h ig h - r . p . m. s et t i ng , f o r e xa mp le , c an b e

u t i l i z e d f o r t a k e o f f ; t h e n a f t e r t h e a i r c r a f t i s a i r b o r n e ,a h i g h e r p i t c h a n d l o w e r r . p . m . s e t t i n g c a n b e u s e d .

B A S I C P R O P E L L E R P R I N C I P L E S

T h e a i r c r a f t p r o p e l l e r c o n s i s t s o f t w o o r m o r e b l a d e sa n d a c e nt r al h ub t o w h i ch t he b l ad e s a r e a t t ac he d .E a c h b l a d e o f a n a i rc ra f t p ro pe l le r i s e s s en t i a l l y ar o ta t i ng w i n g. A s a r e su l t o f t h e i r c o ns t ru c t i o n , t h ep r op e l le r b l a de s p r o du c e f o r ce s t h at c r e at e t h ru s t t o

p u l l o r p u s h t h e a i r p l a n e t h r o u g h t h e a i r .

T h e p o w e r n e e d e d t o r o t a t e t h e p r o p e l l e r b l a d e s i sf u r n i s he d b y t h e e ng i n e . Th e p r o pe l l e r i s m o u n t e d o n as h a f t , w h i c h m a y b e a n e x t e n s i o n o f t h e c r a n k s ha f t o n l o w - h o r se p o w e r e n g i n e s ; o n h i g h -h o r s e p ow e r e n g i n e s , i t i s m o u n t e d o n a p r o p e l l er s h a f tw h i ch i s g ea re d t o t he e ng in e c ra nk sh af t . I n e i t he rc as e , t h e e ng in e r ot at es t he a i r fo i l s o f t he b la de st hr ou gh t he a i r a t h ig h s pe ed s , a nd t he p ro pe l l e rt r a n s f o r m s t h e r o t a r y p o w e r o f t h e e n g i n e i n t o t h r u s t .

A e r o d y n a m i c F a c t o r s



A n a i r p l a n e m o v i n g t h r o u g h t h e a i r c r e a t e s a d r a g f o r c eo p p o s i ng i t s f o r w ar d m o t i o n . I f a n a i r - p l a ne i s t o f l y o na l e v e l p a t h , t h e r e m u s t b e a f o r c e a p p l i e d t o i t t h a t i se q ua l t o t he d r ag , b u t a c t i n g f o r w ar d . T h i s f o rc e i sc a l l e d t h r u s t . T h e w o r k d o n e b y t h e t h r u s t i s e q u a l t ot h e t h r u s t t i m e s t h e d i s t a n c ei t m o v es t h e a i r p l a ne (W o r k = T h r us t x D i s ta n ce ) . T h ep ow er e xp en de d b y t he t h r us t i s e qu a l t o t he t h r us tt i m e s t h e v e l o c i t y a t w h i c h i tm o v e s t h e a i r p l a n e ( P o w e r = T h r u s t x V e l o c i ty ) . I f t h ep o w e r i s m e a s u r e d i n h o r s e p o w e r u n i t s , t h ep o w e r e x p e n d e d b y t h e t h r u s t i s t e r m e d t h r u s th o r s e p o w e r .

T h e e n g i n e s u p p l i e s b r a k e h o r s e p o w e r t h r o u g h ar o t a t i ng s h a f t , a n d t h e p r o p e l l e r co n v e r t s i t i n t o t h r u s th or s ep ow er . I n t h i s c o nv er s i on , s o me p ow er

i s w a s t e d . F o r m a x i m u m e f f i c i e n cy , t h e p r o p e l l e r m u s tb e d e s i g n e d t o k e e p t h i s w a s t e a s s m a l l a sp o ss ib l e . S i nc e t he e f f i c i e nc y o f a ny m ac h i ne i s t h er a t i o o f t he u se f u l p ow e r o u t pu t t o t he p ow e r i np u t ,p r op e l le r e f f i c i e nc y i s t h e r a t io o f t h ru s t h o rs e p ow e rt o b r ak e h o r s e p ow e r . T he u s u a l s ym bo l f o r p ro p e l l e re f f i c i e n c y i s t h e G r e e k l e t t e r η (e t a ) . P r o p e l l e re f f i c i e nc y v a r i e s f r o m 5 0 % t o 8 7 % , d e p e nd i ng o n h o wm u c h t h e p r o p e l l e r “ s l i p s . ”

P r op e l l er s l i p i s t h e d i f fe r e nc e b e tw e e n t h e g e o me t r i cp i t c h o f t h e p r o p e l l e r a n d i t s e f f e c t i v e p i t c h ( s e e f i g u r e7 - l ) . G e o m e t r i c p i t c h i s t h e d i s t a nc e a p r o p e l l e r s h o ul da d v a n c e i n o n e r e v o l u t i o n ; e f f e c t i v e p i t c hi s t h e d i s t a n c e i t a c t u a l l y a d v a n c e s . T h u s , g e o m e t r i c o rt h e o r e t i c a l p i t c h i s b a s e d o n n o s l i p p a g e , b u t a c t u a l , o re f fe c t i v e p i tc h , r e co g ni ze s p r op e l l e r s l i pp a ge i n t hea i r . T h e t y p ic a l p r op e l le r b l a de c a n b e d e sc r ib e d a s at w i s t e d a i r f o i l o f i r r eg u l ar p l an f o r m. T w o v i e w s o f ap r o p e l l e r b l a d e a r e s h o w n i n f i g u r e 7 - 2 . F o r p u r p o s e s

o f a n a l ys is , a b la de c a n b e d iv id ed i n t o s eg me nt s ,w h i c h a r e l o c a t e d b y s t a t i o n n u m b e r s i n i n c h e s



f r o m t h e c e n te r o f t h e b la d e h u b . T h e c r o s s s e c t i o ns o f e a c h 6 - i n . b l a d e s e g m e n t a r e s h o w n a sa i r f o i l s i n t h e r i g h t - h a n d s i d e o f f i g u r e 7 - 2 . A l s oi d e nt i f i e d i n f i g ur e 7 - 2 a r e t h e b l a de s h an k a n d t h eb l ad e b u t t . T he b la de s ha nk i s t he t h i c k , r ou n de dp o r t i o n o f t h e p r o pe l l e r b l ad e n e a r t h e h u b , w h ic hi s d e s i g ne d t o g i v e s t r e ng th t o t he b l a de . T he b la deb u t t , a l so c a l l ed t he b l ad e b as e o r r o ot , i s t he e n do f t h e b l a d e w h i c h f i t s i n t h e p r o p e l l e r h u b . T h e b l a d et i p i s t ha t p a r t o f t he p ro p el l e r b l a de f a rt h es t f r omt h e h u b , g e n e r a l l y d e f in e d a s t h e l a s t 6 i n . o f t h eb l a d e .

A c r o ss s e c t i o n o f a t y p i c a l p r op e l l e r b l a d e i s s h o w n i nf i g ur e 7 - 3 . T h i s s e c t i o n o r b l a de e l e me n t i s a n a i r fo i lc o m p a r ab l e t o a c r o s s s e c t i o n o f a n a i r c r a f t w i n g . T h eb l a d e b a c k i s t h e c a m b e r e d o r c u r v e d s i d e o f t h e b l a d e ,s i mi l a r t o t h e u p p e r s u r f a ce o f a n a i r c r a f t w i ng . T heb l a de f a ce i s t h e f l a t s i de o f t h e p r o pe l l e r b l ad e . T h ec h o r d l i n e i s a n i m a g i n a r y l i n e d r a w n t h r o u g h t h e b l a d e

f ro m t he l ea d i ng e dg e t o t he t ra i l i n g e dg e. T he



l e a d i n g e d g e i s th e t h ic k ed g e o f th e b l ad e t h at m e e tst h e a i r a s t h e p r o p e l l e r r o t a t e s .

B l a d e a n g l e , u s u a l l y m e a s u r e d i n d eg r e e s , i s t h e a n g l eb et we en t h e c ho rd o f t he b la de a nd t he p la ne o f r o t a t i on ( f i g u r e 7 - 4 ) . T h e c h o r d o f t h e p r o pe l l e r b l ad ei s d e t e r m i n e d i n a b o u t t h e s a m e m a n n e r a s t h e c h o r do f a n a i r f o i l . I n f a ct , a p r op e l l e r b l ad e c an b ec o n s i d er e d a s b e i n g m a d e u p o f a n i n f in i t e n u m b e r o f t h i n b l a d e e l e m e n ts , e a ch o f w h i ch i s a m in ia tu rea i r f o i l s e c t i o n w h o s e c h o r d i s t h e w i d t h o f t h e p r o p e l l e rb l a de a t t h a t s e c t io n . B e ca u se m o s t p r o p e l l e r s h a vea f l a t b l ad e f a c e, t h e c h or d l i ne i s o f t en d r a wn a l o ngt h e f a c e o f t h e p r o p e l l e r b l a d e .

P i t ch i s n ot t he s am e a s b l a de a ng le , b u t , b ec au se

p i t ch i s l a r ge l y d e te r m in e d b y b l ad e a n g l e , t h e t w ot e r m s a r e o f t e nu s e d i n t e r c h a n g e a b l y . A n i n c r e a s e o r d e c r e a s e i no n e i s u s u a l l y a s s o c i a t e d w i t h a n i n c r e a s e o rd e c r e a s e i n t h e o t h e r .

A r o t a t i n g p r o p e l l e r i s a c t e d u p o nb y c e n t r i f u g a l , t w i s t i n g , a n d b e n d i n g f o r c e s . T h e

p r i n c i p a l f o r c e s a c t i n g o n a r o t a t i n g p r o p e l l e ra r e i l l u s t r a t e d i n f i g u r e 7 - 5 .



C e n t r i f u g a l f o r c e ( A o f f i g u r e 7 - 5 ) i s a p h y s i c a lf o r c e t h a t t e n d s t o t h r o w t h e r o t a t i n g p r o p e l l e rb l a d e s a w a y f r o m t h e h u b . T o r q u e b e n d i n g f o r c e( B o f f i g u r e 7 - S ) , i n t h e f o r m o f a i r r e s i s t a n c e ,t e n d s t o b e n d t h e p r o p e l l e r b l a d e so p p o s i t e t o t h e d i r e c t i o n o f r o t a t i o n . T h r u s tb e n d i n g f o r c e ( C o f f i g u r e 7 - 5 ) i s t h e t h r u s t l o a dt h a t t e n d s t o b e n d p r o p e l l e r b l a d e s f o r w a r da s t h e a i r c r a f t i s p u l l e d t h r o u g h t h e a i r .A e r o d y n a m i c t w i s t i n g f o r c e ( D o f f i g u r e 7 -5 ) t e n d s t o t u r n t h e b l a d e s t o a h i g h b l a d ea n g l e . C e n t r i f u g a l t w i s t i n g f o r c e , b e i n g g r e a t e rt h a n t h e a e r o d y n a m i c t w i s t i n g f o r c e , t r i e st o f o r c e t h e b l a d e s t o w a r d a l o w b l a d e a n g l e .



A p r o p e l l e r m u s t b e c a p a b l e o f w i t h s t a n d i n gs e v e r e s t r e s s e s , w h i c h a r e g r e a t e r n e a r t h e h u b ,c a u s e d b y c e n t r i f u g a l f o r c e a n d t h r u s t . Thes t r e s s e s i n c r e a s e i n p r o p o r t i o n t o t h e r . p . m . T h eb l a d e f a c e i s a l s o s u b j e c t e d t o t e n s i o n f r o m t h ec e n t r i f u g a l f o r c e a n d a d d i t i o n a l t e n s i o n f r o m t h e

b e n d i n g . F o r t h e s e r e a s o n s , n i c k so r s c r a t c h e s o n t h e b l a d e m a y c a u s e v e r ys e r i o u s c o n s e q u e n c e s . A p r o p e l l e r m u s t a l s o



b e r i g i d e n o u g h t o p r e v e n t f l u t t e r i n g , a t y p e o f v i b r a t i o n i n w h i c h t h e e n d s o f t h e b l a d et w i s t b a c k a n d f o r t h a t h i g h f r e q u e n c y a r o u n d a na x i s p e r p e n d i c u l a r t o t h e e n g i n e c r a n k s h a f t .F l u t t e r i n g i s a c c o m p a n i e d b y a d i s t i n c t i v en o i s e o f t e n m i s t a k e n f o r e x h a u s t n o i s e . T h ec o n s t a n t v i b r a t i o n t e n d s t o w e a k e n t h e b l a d ea n d e v e n t u a l l y c a u s e s f a i l u r e .

P R O P E L L E R O P E R A T I O N

T o u n d e r s t a n d t h e a c t i o n o f a p r o p e l l e r , c o n s i d e rf i r s t i t s m o t i o n , w h i c h i s b o t h r o t a t i o n a l a n df o r w a r d . T h u s , a s s h o w n b y t h e v e c t o r so f p r o p e l l e r f o r c e s i n f i g u r e 7 - 6 , a s e c t i o n o f ap r o p e l l e r b l a d e

m o v e s d o w n w a r d a n d f o r w a r d . A s f a r a st h e f o r c e s a r e c o n c e r n e d , t h e r e s u l t i s t h e s a m ea s i f t h e b l a d e w a s s t a t i o n a r y a n d t h e a i r w e r ec o m i n g a t i t f r o m a d i r e c t i o no p p o s i t e i t s p a t h . T h e a n g l e a t w h i c h t h i s a i r( r e l a t i v e w i n d ) s t r i k e s t h e p r o p e l l e r b l a d e i sc a l l e d a n g l e o f a t t a c k . T h ea i r d e f l e c t i o n p r o d u c e d b y t h i s a n g l ec a u s e s t h e d y n a m i c p r e s s u r e a t t h e e n g i n e s i d eo f t h e p r o p e l l e r b l a d e t o b e g r e a t e r t h a na t m o s p h e r i c , t h u s c r e a t i n g t h r u s t .

T h e s h a p e o f t h e b l a d e a l s o c r e a t e s t h r u s t ,b e c a u s e i t i s l i k e t h e s h a p eo f a w i n g . C o n s e q u e n t l y , a s t h e a i r f l o w s p a s t

t h e p r o p e l l e r , t h e p r e s s u r e o n o n e s i d e i sl e s s t h a n t h a t o n t h e o t h e r . A s i n a w i n g , t h i s



p r o d u c e s a r e a c t i o n f o r c e i n t h e d i r e c t i o n o f t h el e s s e r p r e s s u r e . I n t h e c a s e o f a w i n g , t h e a r e ao v e r t h e w i n g h a s l e s s p r e s s u r e , a n d t h ef o r c e ( l i f t ) i s u p w a r d . I nt h e c a s e o f t h e p r o p e l l e r , w h i c h i s m o u n t e di n a v e r t i c a l i n s t e a d o f a h o r i z o n t a l p o s i t i o n ,t h e a r e a o f d e c r e a s e d p r e s s u r e i s i n f r o n t o f t h e p r o p e l l e r , a n d t h e f o r c e ( t h r u s t ) i s i n af o r w a r d d i r e c t i o n . A e r o d y n a m i c a l l y , t h e n , t h r u s ti s t h e r e s u l t o f t h e p r o p e l l e r s h a p e a n dt h e a n g l e o f a t t a c k o f t h e b l a d e .

A n o t h e r w a y t o c o n s i d e r t h r u s t i s i n t e r m s o f t h em a s s o f a i r h a n d l e d . I n t h e s e t e r m s ,t h r u s t i s e q u a l t o t h e m a s s o f a i r h a n d l e d t i m e st h e s l i p s t r e a m v e l o c i t y m i n u s t h e v e l o c i t y o f

t h e a i r p l a n e . T h u s , t h e p o w e r e x p e n d e d i np r o d u c i n g t h r u s t d e p e n d s o n t h e m a s s o f a i rm o v e d p e r s e c o n d . O n t h e a v e r a g e , t h r u s tc o n s t i t u t e s a p p r o x i m a t e l y 8 0 % o f t h et o r q u e ( t o t a l h o r s e p o w e r a b s o r b e d b y t h ep r o p e l l e r ) . T h e o t h e r 2 0 % i s l o s t i n f r i c t i o n a n ds l i p p a g e . F o r a n y s p e e d o f r o t a t i o n , t h eh o r s e p o w e r a b s o r b e d b y t h e p r o p e l l e r b a l a n c e st h e h o r s e p o w e r d e l i v e r e d b y t h e e n g i n e . F o ra n y s i n g l e r e v o l u t i o no f t h e p r o p e l l e r , t h e a m o u n t o f a i r h a n d l e dd e p e n d s o n t h e b l a d e a n g l e , w h i c h d e t e r m i n e s

h o w b i g a “ b i t e ” o f a i r t h e p r o p e l l e r t a k e s . T h u s ,t h e b l a d e a n g l e i s a n e x c e l l e n t m e a n s o f a d j u s t i n g t h e l o a d o n t h e p r o p e l l e r t o c o n t r o lt h e e n g i n e r . p . m .

T h e b l a d e a n g l e i s a l s o a n e x c e l l e n t m e t h o d o f a d j u s t i n gt h e a n g l e o f a t t a c k o f t h e p r o p e l l e r . O nc o n s t a n t - s p e e d p r o p e l l e r s , t h e b l a d e a n g l e m u s tb e a d j u s t e d t o p r o v i d e t h e m o s t e f f i c i e n t a n g l eo f a t t a c k a t a l l e n g i n e a n d a i r p l a n e s p e e d s . L i f t

v e r s u s d r a g c u r v e s , w h i c h a r e d r a w n f o rp r o p e l l e r s a s w e l l a s w i n g s , i n d i c a t e t h a tt h e m o s t e f f i c i e n t a n g l e o f a t t a c k i s a s m a l lo n e v a r y i n g f r o m 2 º t o 4 º p o s i t i v e . T h e a c t u a lb l a d e a n g l e n e c e s s a r y t o m a i n t a i n t h i s s m a l la n gl e o f a t t ac k v ar i es w i t h t he f o r w ar d s pe e d o f t hea i r p l a n e .

F ix e d- p i t c h a n d g ro un d- ad ju st ab le p ro p e l le rs a red e si gn e d f or b e st e f f i c i en c y a t o n e r o t a t i on a n df o rw ar d s pe ed . I n o th e r w or d s, t h ey a re d e s i g ne d t of i t a g i v e n a i r p l a n e a n d e n g i n e c o m b i n a t i o n . A

p r o p e l l e r m a y b e u s e d t h a t p r o v i d e s t h em a x i m u m p r o p e l l e r e 5 c i e n c y f o r t a k e o f f , c l i m b ,



c r u i s i n g , o r h i g h s p e e d s . A n y c h a n g e i n t h e s ec o n d i t i o n s r e s u l t s i n l o w e r i n g t h e e f f i c i e n c y o f b o t h t h ep r o p e l l e r a n d t h e e n g i n e .

A c o n st a nt - sp e e d p r op e l le r , h o we v e r , k e e ps t h e b l ad ea n gl e a d j u st e d f or m a x i m um e f f i c i e nc y f or m o s tc o n d i t io n s e n c o u n t e r e d i n f l i g h t . D u r i n g t a k e o f f , w h e nm a x i m u m p o w e r a n d t h r u st a r e r e q u i r e d , t h e c o n s t a n t -s pe e d p r op e l l e r i s a t a l o w p r op e l l e r b l ad e a ng l e o rp i tc h . T he l ow b l ad e a ng l e k e ep s t he a ng l e o f a t t ac ks m a l l a n d e f f i c i e n t w i t h r e s p e c t t o t h e r e l a t i ve w i n d . A tt h e s a m e t i m e , i t a l l o w s t h e p r o p e l l e rt o h a nd le a s ma l le r m a ss o f a i r p e r r e vo lu t i o n . T h i sl i g h t l o a d a l l ow s t h e e n g i n e t o t u r n a t h i g h r . p . m . a n dt o c o n v e r t t h e m ax i mu m a m o u nt o f f ue l i n t o h e a te n er gy i n a g i ve n t im e . T h e h i gh r . p . m . a l so c re a te sm a x i m u m t h r u s t ; f o r , a l t h o u g h t h e m a s s o f a i r

h a n d l e d p e r r e v o l u t i o n i s s m a l l , t h e n u m b e r o f r e v o l u t i o n s p e r m i n u t e i s m a n y ,t he s l i ps t re am v el oc i ty i s h ig h, a nd , w i t h t he l owa i r p l a n e s p e e d , t h e t h r u s t i s m a x i m u m .

A f t er l i f t o f f , a s t h e s p ee d o f t h e a i r p l a n e i n c re a se s ,t h e c o n s ta n t - s p ee d p r o p e l l e r c h a ng e s t o a h i g h e r a n g l e( o r p i t c h ) . A g a i n , t h e h i g h e r b l a d e a n g l e k e e p st he a n gl e o f a t t ac k s ma l l a nd e f f i c ie n t w i th r e sp e ctt o t h e r e l a t i ve w i n d . T h e h i g h e r b l a d e a n g l e i n c r e a se st h e m a s s o f a i r h a n d l e d p e r r e v o l u t i o n . T h i sd e c r e a s e s t h e e n g i n e r . p . m . , r e d u c i n g f u e l

c on s u mp t i o n a nd e n gi ne w e ar , a n d k e ep s t h r us t a t am a x i m u m .

F o r c l i m b a f t e r t a k e o f f , t h e p o w e r o u t p u t o f t h e e n g i n ei s r e d u c e d t o c l i m b p o w e r b y d e c r e a s i n g t h em an i f o l d p re ss u re a nd i nc r ea s i ng t he b l ad e a n g l et o l ow er t he r .p .m . T hu s , t he t o rq ue ( ho rs ep ow era bs or be d b y t he p ro pe l l e r ) i s r ed uc ed t o m at ch t her e du ce d p o we r o f t he e n gi ne . T he a ng l e o f a t t ac k i sa g ai n k e pt s ma l l b y t he i n cr e as e i n b l ad e a ng le . T heg r e at e r m a ss of a i r h a nd l e d p e r s e co n d i n t h i s c a s e i s

m o r e t h an o f f se t b y t h e l o w er s l ip s t r e a m v e lo c i ty a n dt h e i n c r e a s e i n a i r s p e e d .

A t c r u i s i ng a l t i tu de , w he n t he a i r p l an e i s i n l ev e lf l i g h t a n d l e s s p o w e r i s r e q u i r e d t a n i s u s e d i nt a ke o f f o r c l i mb , e n g i n e p o w er i s a g a i n r e d uc e d b y o f t h e b l a d e l o w e r i n g t h e m a n i f o l d p r e s s u r e a n di n c r e a s i n g t h e b l a d ea n g l e t o d e c r e a se t h e r . p . m . A g a i n , t h is r e d u c e s t o r q u et o m a tc h t h e r e d u c e d e n g i ne p o w er ; f o r , a l t h o ug h t h em as s o f a i r h an d l ed p e r r ev o l u t i o n i s g re a t er , i t i sm o r e t h a n ’ o f f s e t b y a d e c re a s e i n s l i p s tr e a m v e l o c i t y

a n d a n i n c r e a se i n a i r s p e e d . The a n g l e o f a t t a ck i s s t i l l



s m al l b ec au se t he b la d e a n g l e h as b ee n i nc r ea se dw i t h a n i n c r e a s e i n a i r s p e e d .

T Y P E S O F P R O P E L L E R S

T h e r e a r e v a r i o u s t y p e s o r c l a s s e s o f p r o p e l l e r s , t h es i mp le st o f w hi ch a re t he f i x e d- p i t c h a n d g ro un d-a d j us ta b l e p ro pe l l e r s . T he c om p l ex i t y o f p ro pe l l e rs y s t e m s i n c r e a s e s f ro m t h e s e s i m p l e r f o r m s t oc on t r o l l a b l e - p i t c h a nd c om p l ex a ut om at i c s ys te ms .V ar io us c ha ra ct er i s t i cs o f s e ve ra l p ro p e l le r t yp esa re d i s c us se d i n t he f o l lo wi ng p ar ag ra p hs , b ut n oa t t e m p t i s m a d e t o c o v e r a l l t y p e s o f p r o p e l l e r s .

F i x e d - P i t c h P r o p e l l e r

A s t h e n am e i mp l ie s , a f i x e d - p i t ch p r o p e l l e r h a st h e b l a d e p i t c h , o r b l a d e a n g l e , b u i l t i n t o t h ep r o p e l l e r . T h e b la d e a n g l e c a n n o t b e c h a n g e d a f t e r t h ep ro pe l l e r i s b u i l t . G en er a l l y , t h i s t yp e o f p ro pe l l e ri s o ne p ie c e a n d i s c on s t ru c te d o f w o od o r a l um i nu ma l l o y .

F i x e d - p i t c h p r o p e l l e rs a r e d e s i g n ed f o r b e s t e f f i c i e n cya t o n e r o t a t i o n a l a n d f o r w a r d s p e e d . T h e y a r ed e s i g ne d t o f i t a s e t o f c on d i t i o n s o f b o t h a i r p l a ne a n de n g i n e s p e e d s , a n d a n y c h a n g e i n t h e s ec o n d i t i o n s r e d u c e s t h e e f f i c i e n c y o f b o t h

t h e p r o p e l l e r a n d t h e e n g i n e .

T h e f i x e d - p i t c h p r o p e l l e r i s u s e d o n a i r p l a n e s o f l o wp o w e r , s p e e d , r a n g e , o r a l t i t u d e .

G r o u n d - A d j u s t a b l e P r o p e l l e r

T h e g r o u n d - a d j u s t a b l e p r o p e l l e r o p e r a t e s a s a f i x e d -p i t c h p r o p e l l e r . T h e p i t c h o r b l a d e a n g l e c a nb e c h a n g e d o nl y w h e n t h e p r o p e l l e r i s n o t t u r n i n g . T h i si s d o ne b y l o os e n i n g t h e c l a mp i ng m e c ha n i sm

w h i ch h o l ds t h e b l a de s i n p l ac e . A f t er t h e c l am p i ngm e c h a n i s m h a s b e e n t i g h t e n e d , t h e p i t c h o f t he b l ad e sc an no t b e c ha ng ed i n f l i gh t t o m ee t v a r i ab le f l i gh tr e q u i r e m e n t s . L i k e t h e f i x e d - p i t c h p r o p e l l e r , t h eg r o u n d - ad j u s t a b l e p r o p e l l e r i s u se d o n a i r p l a n e s o f l o wp o w e r , s p e e d , r a n g e , o r a l t i t u d e .

C o n t r o l l a b l e - P i t c h P r o p e l l e r

T h e c o n t r o l l a b l e - p i t c h p r o p e l l e r p e r m i t s a c h a n g eo f b l a d e p i t c h , o r a n g l e ,w h i l e t he p ro p el l e r i s r o t a t i ng . T h i s p e rm i ts t h e

p ro pe l l e r t o a ss um e a b l a de a ng le t ha t w i l l g i v e t heb e s t p e r f o r m a n c e f o r



p a rt ic u l ar f l i gh t c o n d i t i on s . T h e n u m b e r o f p i t c hp o si t i on s m ay b e l i mi te d, a s w i th a t w o- po s i t i onc on t r o l l ab l e p r op e l l e r ; o r t he p i t ch m ay b e a d j u st e dt o a n y a n gl e b e t we e n t h e m i n i mu m a n d m a x i mu mp i t c h s e t t i n g s o f a g i v e n p r o p e l l e r .

T h e u s e o f c o n t r o l l a b l e - p i t c h p r o p e l l e r s a l s o m a k e s i tp os s i b l e t o a t t a i n t he d es i re d e ng in e r .p .m . f or ap a rt ic u l ar f l i g h t c o n di t i on . A s a n a i r f o i l i s m o ve dt h ro u g h t h e a i r , i t p r o du c e s t w o f o rc e s , l i f t a n d d r ag .I n cr e a s i n g p r o pe l l e r b l a de a n g l e i n c r e a se s t h e a n g l eo f a t t a ck a n d p r o d u c e s m o r e l i f t a n d d r a g ; t h i s a c t i o ni n c r e a s e s t h e h o r s e p o w e r r e q u i r e d t o t u r nt h e p r o p e l l e r a t a g i v e n r . p . m . S i n c e t h e e n g i n e i s s t i l lp r o d u c in g t h e s a m e h o r s e - p ow e r , t h e p r o p e l l e r s l o w sd o w n. I f t h e b l a de a n g l e i s d e cr e as e d , t h e p r o pe l l e rs p e e d s u p . T h u s , t h e e n g i n e r . p . m . c a n b e c o n t r o l l e d b yi n c r e a s i n g o r d e c r e a s i n g t h e b l a d e a n g l e .

T h e u s e o f p r o p e l l e r g o v e r n o rs t o i n c r e a se o r d e c r e a sep r o p e l l e r p i t c h i s c o m m o n p r a c t i c e . W h e n t h e a i r p l a n eg oe s i n t o a c l i mb , t he b la de a ng le o f t he p ro pe l l e rd ec re as es j u s t e no ug h t o p re ve n t t he e ng in e s pe e df r o m d e c r e a s i n g . T h e r e f o r e , t h e e n g i n ec a n m a i n t a i n i t s p o w e r o u t p u t , p r o v i d e d t h et h r o tt l e s e t t i n g i s n o t c ha ng e d. W he n t he a i rp l a neg o e s i n to a d i ve , t h e b l a d e a ng l e i n c r e a se s s u f f i c i e nt l yt o p r e v e n t o v e r s p e e d i n g , a n d w i t h t h e s a m et h r o t t l e s e t t i n g, t h e p o w e r o u t p u t r e m a i n s u n c h a n ge d .I f t h e t h r o t t l e s e t t i ng i s c h a n g e d i n s t e a d o f c h a n g i n g

t h e s p e e d o f t h e a i rp l an e b y c l im bi n go r d i v i n g , t he b l a d e a ng le w i l l i n cr e as e o r d e cr e as ea s r e q ui r e d t o m a i nt a i n a c o ns t an t e n g i n e r . p . m .

T h e p o w e r o u t p u t ( a n d n o t r . p . m . ) w i l l t h e r e f o r e c h a n g ei n a c c o r da n c e w i t h c h a n g e s i n t h e t h r o t t l e s e t t i n g. T h eg o v e r n or - c o n t ro l l e d , c o n s ta n t - s p e ed p r o p e l l e r c h a n g e st he b l ad e a ng l e a u t om a t i ca l ly , k ee p in g e n gi n e r . p . m .c o n s t a n t .

M os t p i t ch - c ha ng in g m ec ha n i sm s a re o pe ra te d b y o i lp r e ss u re ( h yd r a u l i c a l l y ) a n d u s e s o me t y pe o f p i s t o n-

a n d - c y l i n d e r a r r a n g e me n t . T h e p i s t on m ay m o v e i n t h ec y l i n d er , o r t h e c y l i n de r m a y m o ve o v e r a s t at i o na r yp i s t o n . T h e l i n e a r m o t i o n o f t h e p i s t o n i s c o n v e r t e d b ys ev er a l d i f f e re n t t yp es o f m ec h an ic a l l i n ka ge i nt ot h e r o t a r y m o t i o n n e c e s s ar y t o c h a n g e t h e b l a d e a n g l e .

T h e m e c h a n i c a l c o n n e c t i o n m a y b et h r o u g h g ea r s , t h e p i tc h - c h an g i n g m e c h a ni s m t u r n i n g ad r i ve g e ar o r p ow er g e ar t h a t m e ss e s w i t h a g e ara t t a c h e d t o t h e b u t t o f e a c h b l a d e .

I n m os t c as es t he o i l p re ss ur e f o r o pe ra t i ng t he sev a r i o u s t y p e s o f h y d r a u l i c p i t c h - c h a n g i n g m e c h a n i s m s

c o me s d i r ec t l y f r om t h e e n g in e l u b r i c a t i n gs y st e m . W h en t h e e n g i n e l u br i c at i ng s y st e m i s



u s e d , t he e ng i ne o i l p re s s u r e i s u su a l l y b oo s t ed b y ap u m p t h at i s i n te g r a l w i th t h e g o v er n o r t o o p e ra t et he p ro pe l l e r . T h e h ig he r o i l p re ss u re p ro vi de s aq u i c k e r b l a d e - a n g l e c h a n g e .

T h e g o v e r n o r s u s e d t o c o n t r o l t h e h y d r a u l i cp r op e l le r p i t ch - c ha n g in g m e ch a n is m s a r e g e ar e d t ot he e n gi n e c ra nk s h a ft a nd , t hu s , a re s e ns i t i v e t oc h an g e s i n r . p . m . T h e g o ve r n or s d i r ec t t h ep r e s s u r i z e d o i l f o r o p e r a t io n o f t h e p r o p e l l e r h y d r a u l i cp i t c h - c h a n g i n g me c h a n i sm s . Wh e n r . p . m . i n c r e a s e sa b o v e t h e v a l u e f o r w h i c h a g o v e r n o r i s s e t ,t h e g o v e r n o r c a u s e s t h e p r o p e l l e r p i t c h - c h a n g i n gm e c ha n i sm t o t u r n t h e b l ad e s t o a h i gh e r a n g l e . T h i sa ng le i nc re as es t he l oa d o n t he e ng in e , a nd r .p .m .d e c re a se s . W h e n r . p . m . d e cr e a se s b e l ow t h e v a l ue f o rw h i c h a g o ve r n o r i s s e t , th e g o v e r n o r c a u s e s th e p i t c h -

c ha ng in g m ec ha n i s m t o t u r n t he b l a de s t o a ’ l ow e ra n g l e ; t h e l o a d o n t h e e n g i n e i s d e c r e a se d , a n d r . p . m .i n c re a se s . T h u s, a p r o pe l l e r g o ve r n or t e nd s t o k e e pe n g i n e r . p . m . c o n s t a n t .

A u t o m a t i c P r o p e l l e r s

I n a u t o m a t i c p r o p e l l e r s y s t e m s , t h e c o n t r o ls y st em a dj us t s p i t ch , w i t h ou t a t t e nt io n b y t heo p e r a t or , t o m a i n t a i n a s p e c i f i c p r e s e t e n g i n e r . p . m .F o r e x am p l e , i f e n g i n e s p ee d i n c r e a se s , t h e c o nt r o lsa u t o m a t i c a l l y i n c r e a se t h e b l a d e a n g l e u n t i l d e s i r e d

r .p .m . h as b ee n r e - es t ab l i sh e d . A g oo d a ut om at icc on t r o l s ys te m w i l l r e sp on d t o s uc h s m al l v a r i at i on so f r . p . m . t h a t , f o r a l l p r a ct i c a l p u rp o se s , a c o ns t an tr .p .m . w i l l b e m a i n t a i ne d . A ut om at i c p ro pe l l e r s a reo f t e n t e r m e d “ c o n s t a n t s p e e d ” p r o p e l l e r s .

A d di t i o na l r e f i n e m en t s , s u c h a s p i t c h r ev e rs a l a n df e a t h e r i ng f e a t u r e s, a r e i n c l u d ed i n s o m e p r o p e l l e rs t oi m p r o v e s t i l l f u r t h e r t h e i r o p e r a t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s .

R e v e r s e - P i t c h P r o p e l l e r s

A r e v e r s e - p i t c h p r o p e l l e r i s a c o n t r o l l a b l e p r o p e l l e r i nw h i ch t h e b l a de a n g l e s c a n b e c h an g e d t o a n e g at i vev a l u e d u r i n g o p e r a t i on . T h e p u r p o s e o f t h e r e v e r s ib l ep i t c h f e a t u r e i s t o p r o d u c e a h i g hn e g a t i v e t h r u s t a t l o w s pe e d b y u s i ng e n gi n e p ow e r .A l th ou gh r e ve r se p i tc h m ay b e u se d i n f l i gh t f o rs t e e p d e s c e n t s , i t i s u s e dp r in c i p a l l y a s a n a e ro dy n am i c b ra k e t o r e du ceg r o u n d r o l l a f t e r l a n d i n g .

F e a t h e r i n g P r o p e l l e r s



A f e a t h e r i n g p r o p e l l e r i s a c o n t r o l l a b l e p r o p e l l e rh a v i n g a m e c h a n i sm t o c h a n g e t h e p i tc h t o an a n g l e s ot h a t f o r w a r d a i r c r a f t m o t i o n p r o d u c e s a m i n i m u m w i n dm i l l i ng e f fe c t o n a “ po w er - of f ” p r op e l l e r .F e a t h e r in g p r o p e l l e rs m u s t b e u s e d o n m u l t i - e ng i n ea i rc ra f t t o r e du ce p r op e l l e r d ra g t o a m in i mu m u nd e re n g i n e f a i l u r e c o n d i t i o n s .

C L A S S I F I C A T I O N O F P R O P E L L E R S

T r a c t o r P r o p e l l e r T r a c t o r p r o p e l l e r s a r e t h o s e m o u n t e d o n t h eu p s t r e a m e n d o f a d r i v e s h a f t i n f ro n t o f t h es u pp o r t i n g s t ru c tu r e . M o s t a i r cr a f t a r e e q u i p p ed w i tht h i s t y p e o f p r o p e l l e r . A m a j o r a d v a n t a g e o f t he t ra ct or p ro pe l l e r i s t h at l ow er s t re ss e s a re

i n d u c e d i n t h e p r o p e l l e r a s i t r o t a t e s i n r e l a t i v e l yu n d i s t u r b e d a i r .

P u s h e r P r o p e l l e r s

P u s h e r p r o p e l l e r s a r e t h o s e m o u n t e d o n t h ed o w n s t r e a m e n d o f a d r i v e s h a f t b e h i n d t h e s u p p o r t i n gs t ru c t ur e . P u sh e r p r op e l le r s a r e c o n st r uc t e d a sf i x e d - o r v a r i a b l e - p i t c h p r o p e l l e r s . S e a p l a n e s a n da m p h i b i ou s a i r c r a f t h a v e u s e d a g r e a t e r p e r c e n ta g eo f p u s h e r p r o p e l l e r s t h a n o t h e r k i n d s o f a i r c r a f t .

O n l a n d p l a n e s , w h e r e p r o p e l l e r - t o - g r o u n d c l e a r a n c eu s ua l l y i s l e ss t h a n p r o pe l l e r - t o- w a te r c l e ar a nc eo f w a te r c ra f t , p u sh e r p r op e l le r s a r e s u bj e c t t o m o r ed a m ag e t h an t r ac t or p r op e l le r s . R o ck s , g r av e l , a n ds m a l l o b j e c t s , d i s l o d g e d b y t h e w h e e l s , q u i t e o f t e n m a yb e t h r o w n o r d r a w n i n t o a p u s h e r p r o p e l l e r .S i mi l a r l y , p l an e s w i t h p u sh e r p r o pe l l e r s a r e a p t t oe nc o u nt e r p r op el le r d a m a ge f ro m w a t e r s p r a yt h r o wn u p b y t he h u l l d u r i n g l a nd in g o r t ak e of f f r omw a te r . C o n se q u en t ly , t h e p u sh e r p r o pe l l e r q u i te o f te ni s m o u n t e d a b o v e a n d b e h i n d t h e w i n g s t o

p r e v e n t s u c h d a m a g e .

P R O P E L L E R S U S E D O N L I G H T A I R C R A F T

A n i n c r e a s i n g n u m b e r o f l i g ht a i r cr a f t a r e d e s i g n ed f o ro pe ra t i on w i t h g ov er no r - re gu la te d , c on s t an t - s p ee dp ro pe l l e r s . B ut a s i g n i f i ca n t s eg me nt o f t h e g e n e r a la v i a t i on a i rc ra f t a re o pe ra te d w i t h f i x e d - p i t c hp r o p e l l e r s .

F i x e d - P i t c h W o o d e n P r o p e l l e r s

T h e c o n s t r u c t i o n o f a f i xe d - p i t c h w o od en p r o pe l l e r( f i gu re 7 -7 ) i s s uc h t ha t i t s b la de p i t ch c an no t



b e ch a n g e d a f t e r m a n u f a ct u r e . T h e ch o i c e of t he b l a d ea n g l e i s d e c i d e d b y t h e n o r m a l u s e o f t h ep r o p e l l e r o n a n a i r c r a f t d u r i n g l e v e l f l i g h t , w h e nt h e e n g i n e w i l l p e r f o r m a t m a x i m u m e f f i c i e n c y .

T h e i m p o s s i b i l i t y o f c h a n g i n g t h e b l a d e p i t c h o nt h e f i x e d - p i t c h p r o p e l l e r r e s t r i c t s i t s u s e t o s m a l la i r c r a f t w i t h l o w - h o r s e p o w e r e n g i n e s , i n w h i c hm a x i m u m e n g i n e e f f i c i e n cy d u r i n g a l l f l i g h t c o n d i t i o nsi s o f l es se r i mp o r t an ce t ha n i n l a r ge r a i r cr af t .

T h e w o o d e n f i x e d - p i t c h p r o p e l l e r , b e c a u s e o f i t sl i g h t w e i g h t , r i g i d i t y , e c o n o m y o f p r o d u c t i o n , s i m p l i c i t yo f c o n s t r u c t i o n , a n d e a s e o f r e p l a c e m e n t , i s w e l l s u i t e df o r s u c h s m a l l a i r c r a f t .

A w o o d e n p r o p e l l e r i s n o t c o n s t r u c t e d f r o m a s o l i d

b l o c k , b u t i s b u i l t u p o f a n u m be r o f s e p a r a t e l a y e r s o f c a re f u l l y s e l ec t ed a n d w e l l -s e as o ne d h a r d- w o od s .M an y w oo ds , s uc h a s m ah og an y, c he r r y , b la ckw a ln u t , a nd o a k , a re u se d t o s o m e e xt e nt , b u tb i rc h i s t he m o st w i de l y u s e d . F i ve t o n in e s ep a r a t el a y e r s ar e u s e d , e a c h ab o u t 3 / 4- i n c h t h i c k . T he seve ra ll ay ers a re g lued t oge ther w i th a wa te rp roo f , r es inous g luea nd a ll ow ed t o se t. T he “ bl an k” i s t he n r ou ghe d t o th eapprox imate shape and s ize of the f in ished product .

The roughed-out propel le r i s then a l lowed to dry forapp rox imate ly a week t o pe rmi t t he mo i stu re conten t o f t he l aye rs t o b ec om e e qu al iz ed . T hi s a dd it io na l p er io dof season ing prevents warp ing and crack ing thatm ig ht o cc ur i f t he b la nk we re i mm ed ia te ly c ar ve d.Fo l lowing th i s period , the p rope l le r i s care fu l l y cons t ructed .

Templates and bench prot ractors are used to obta in theproper contour and b lade angle at a l l s tat ions .

A f ter the p rope l le r b lades are f in i shed , a fabr i c cover ing i scemented t o t he ou te r 12 o r 15 i n . O f each f i n is hed b lade ,and a metal t i pping ( f i gu re 7 -8 ) i s f a s tened t o most o f t helead ing edge and t ip o f each b lade

to p rotect the propel ler f rom damage caused by



f l y ing pa r ti c l es i n t he a i r du r ing l anding , t axi i ng, o r t akeof f .

Meta lt ipp ing maybe of terneplate, Mon

e l metal , o r b rass . S tain l es s s t ee l has been us ed t o s omeextent . I t i s secured to the leading edge of theb lade by coun te rs unk wood s c rews and r i ve t s . The heads

of the screws are so ldered to the t ipp ing to preventloosen ing , and the so lder i s f i l ed to make a smooth sur face .S ince mo is tu re condenses on the t ipp ing between the meta land the wood , the t ipp ing i s prov ided w i th smal l ho les nearthe b lade t ip to a l low th i s moistu re to dra in awayor be thrown out bycentr i fugal force . I t i s important that these dra inholes be kept open at a l l t imes .

T h e f i n i s h m o s t c o m m o n l y u s e d i s a n u m b e r o f c o a t s o f

w a te r - re p e l l e n t , c l e ar v a r n i s h . A f t er t h e se p r oc e ss e sa r e c o m p l e t e d , t h e p r o p e l l e r i s m o u n t e do n a s p i n d l e a n d v e r y c a r e f u l l y b a l a n c e d .

S e ve ra l t y p e s o f h u bs a r e u s e d t o m o u n t w o o d e np ro pe l l e r s o n t he e ng in e c ra nk s h af t . T he p ro pe l l e rm a y h a v e a f o r g e d s t e e l h u b t h a t f i ts a s p l i n e dc ra n ks ha f t ; i t m a y b e c on ne c te d t o a t ap e re d c ra nk -s h af t b y a t ap er ed , f o r ge d s t ee l h ub ; o r i t m ay b eb o l t ed t o a s t e e l f l an ge f o r ge d o n t he c ra nk s ha f t . I na ny c as e, s ev er a l a t t a ch in g p ar ts a re r eq ui re d t om o u n t t h e p r o p e l l e r o n t h e s h a f t p r o p e r l y .



H u b s f i t t i n g a t a p er e d s h af t u s ua l l y a r e h e ld i n p l a ceb y a r e t a i n i n g n u t t h a t s c r e w s o n t o t h e e n do f t he s ha f t . O n o n e mo d e l , a l oc k n u t i s us e d to s a f e t yt h e r e t a i n i n g n u t a n d t o p r o v i d e a p u l l e r f o rr e m o v i n g t h e p r o p e l l e r f r o m t h e s h a f t . T h i s n u ts c r e w s i n t o t h e h u b a n d a g a i n s t t h e r e t a i n i n g n u t . T h el oc kn ut a nd t he r e t a i n i ng n ut a re s a f e t i e d t og e t he rw i t h l o c k w i r e o r a c o t t e r p i n .

A f r o n t a n d r e a r c o n e m a y b e u s e d t o s e a t t h e p r o p e l l e rp r op e r l y o n a s p l i ne d s ha f t . T he r e ar c on e i s a o ne -p i ec e b ro n z e c o n e t h at f i t s a r o un d t h e s h a f t a n da g a i n s t t h e t h r u s t n u t ( o r s p a c e r ) a n d s e a t si n t he r ea r - co ne s ea t o f t he h ub . T he f ro n t c on e i sa t wo - p i e ce , s p l i t - t y pe s te e l c on e t ha t h a s a g ro ov ea r o u n d i t s i n n e r c i r c u m fe r e n c e s o t h a t i t c a n b e f i t t e do v er a f l a n ge o f t h e p r o p e l l e r r e t a i n i ng n u t . W h e n t h e

r e ta i ni n g n u t i s t h r e ad e d i n to p l ac e , t he f r on t c on es ea t s i n t he f r on t - co n e s ea t o f t h e h ub . A s na p r i ngi s f i t t e d i n t o a g r o o v e i n t h e h u b i n f r o n t o f t h ef r o n t c o n e , s o t h a t w h e n t h e r e t a i n i n g n u t i s u n s c r e w e df r o m t h e p r o p e l l e r s h a f t , t h e f r o n t c o n e w i l l a c t a g a i n stt h e s n a p r i n g a n d p u l l t h e p r o p e l l e r f r o m t h e s h a f t .

O n e t y p e o f h ub i n c o r p or a t e s a b ro n z e b u s h in g i n s t e ado f a f r o nt c o ne . W h e n t h i s t y p e o f h u b i s u se d , i t m a yb e n e c e s s a r y t o u s e a p u l l e r t o s t a r t t h e p r o p e l l e r f r o mt he s ha f t . A r e ar - co ne s pa ce r i s s om e t i m es p r ov id e dw i t h t h e s p l i n e d- s ha f t p r o pe l l e r a s se m b l y t o p r e ve n t

t h e p r o p e l l e r f r o m i n t e r f e r i n g w i t h t h e e n g i n ec ow l i ng . T he w id e f la ng e o n t he r ea r f ac e o f s om et y p e s o f h u b s e l i m i n a t e s t h e u s e o f a r e a r - c o n e s p a c e r .

O n e t y p e o f h u b a s s e mb l y f o r t h e f i x e d -p i t c h w o o de np r o p e l l e r i s a s t e e l f i t t i n g i n s e r te d i n t h e p r o p e l l e r t om o u n t i t o n t h e p r o p e l l e r s h a f t . I t h a s t w o m a i n p a r t s ,t he f a ce p la te a nd t he f l an ge p la te ( f i g ur e 7 - 9) . T hef a c e p l a t e i s a s t e e l d i s k t h a tf o r ms t he f o r wa rd f ac e o f t he h ub . T he f la ng e p la te

i s a s t e e l f l an g e w i th a n i nt e r na l b o r e s p l i ne d t or e c e i v e t h e p r o p el l e r s h a f t . T h e e n d o f t h e f l a n g e p l a t eo p po si te t h e f l an g e d i sk i s e xt e rn al ly s p l i n ed t or e c ei v e t h e f a c ep l a te ; t h e f a ce p l a t e b o r e h a s s p l i n e st o m a tc h t h es e e x te r n al s p l i n e s . B o th f a c e- p l at e a n df l a n g e p l a t e s h a v e a c o r r e s p o n d i n g s e r i e s o f h o l e s d r i l l ed o n t he d i sk s u r f ac e c on ce n tr i c w i th t heh u b c e n t e r . T h e b o r e o f t h e f l a n g e p l a t e h a s a 1 5 º c o n es e a t o n t h e r e a r e n d a n d a 3 0 ° c o n e s e a t o n t h ef or w ar d e n d t o c e nt e r t h e h u b a c c u r at e ly o n t h ep r o p e l l e r s h a f t .



M e t a l F i x e d - P i t c h P r o p e l l e r s

M et al f i x ed -p i t ch p ro pe l l e r s a re s im i l a r i n g en er a la pp ea ra nc e t o a w oo de n p ro pe l l e r , e xc ep t t ha t t hes ec t i on s a re u su a l l y t h i nn er . T he m et a l f i x ed -p i t chp r op el le r i s w i de ly u s e d o n m an y m o d e l s o f l i g h taircraft.

M a n y o f t h e e a r l i e s t m e t a l p r o p e l l e r s w e r em a nu f a ct u r ed i n o n e p i e ce o f f o r g ed D u r a l u mi n .C o mp ar e d t o w oo d en p r op e l l e r s , t he y w er e l i g h t e r i nw e ig ht b e ca us e o f e l im i na t i on o f b l ad e -c l am p i ngd e v i c e s ; t h e y o f f e re d a l o w e r m a i n t e n a n c e c o s tb e ca us e t he y w er e m ad e i n o ne p ie c e ; t he y p ro v i d edm o re e f f i c i e nt c oo l in g b e ca us e o f t he e f fe c t i ve p i t chn e a r e r t h e h u b ; a n d b e c a u s e t h e r e w a s n o j o i n tb e tw ee n t he b l ad e s a nd t he h ub , t he p r op e l l e r p i tc hc o u l d b ec h a n g e d , w i t h i n l i m i t s , by t w i s t i n g t h e b l a d es l i g h t l y .

P ro p e l l e rs o f t h i s t yp ea r e n o w m a n u f a ct u r e d o f o n e - p i e c e a n o d i z e da l u m i n u m al l o y . T h e y a r ei d e n t i f i e d b y s t a m p i n gt h e p r o p e l l e r h u bw i t h t he s er i a l n um be r ,m od e l n um be r , F ed er a lA v i a t i o n A dm i n i s t ra t i o n( F A A ) t y p e c e rt i f i ca t en u m b e r , p r o d u c t i o n

c e rt i f i ca te n um be r , a ndt he n u mb e r o f t i me s t he



p r o p e l l e r h a s b e e n r e c o n d i t i o n e d . T h e c o m p l e te m o d e ln u m be r o f t h e p r op e l le r i s a c o m bi n a t i o n o f t h e b a s i cm od el n um be r a nd s uf f i x n u mb er s t o i nd ic a te t hep r op e l l e r d i am e te r a nd p i tc h . A n e x p la na t i o n o f ac o mp l e te m o d el n u mb e r , u s i n g t h e M c C au l e y l B 9 0/ C Mp r o p e l l e r , i s p r o v i d e d i n f i g u r e 7 - 1 0 .

C O N S T A N T - S P E E D P R O P E L L E R S

H a rt z e l l , S e n se n i ck , a n d M c C au l e y p r op e l le r s f o r l i gh ta i r c r a f t a r e s i m i l a r i n o p e r a t i o n . A l l u s ec e nt r i f ug a l f o rc e a c t i ng o n b l ad e c ou n t e rw e ig h ts t oi nc r e as e b l ad e p i t ch . A d e sc r i pt i o n o f a H a r tz e l lc o n s t a n t s p e e d p r o p e l l e r i s u s e d f o r e x e m p l a r yp ur po se s . T he m an uf ac t ur er ’s s pe c i f i ca t i on s a nd

i ns t ru ct io ns m us t b e c on su l te d f o r i n f or ma t i on o ns p e c i f i c m o d e l s .

C o n s t a n t - S p e e d P r o p e l l e r s F o r L i g h t A i r c r a f t

M a n y t y p e s o f l i g h t a i r c r a f t u s e g o v e r n o r - r e g u l a t e d ,c on st a nt -s pe ed p ro pe l l e r s i n b ot h t w o- a nd t hr ee -b l a d e d v e r s i o n s .

T h e s e p r o p e l l e r s m a y b e t h e n o n - f e a t h e r i n g t y p e , o rt h e y m a y b e c a pa b l e o f f e a th e r in g a n d r e ve r s in g . T h es t e e l h u b c o n s i s t s o f a c e n t r a l s p i d e r ,

w h i ch s u p p o rt s a l um i nu m b l ad es w i t h a t u b e e x-t e n di n g i n s i d e t h e b l a de r o ot s . B l a de c l am p s c o nn e ctt he b l ad e s ha nk s w i th b l ad e r e te n t i on b ea r i n gs . Ahy d r au l i c c y l i nd e r i s m ou n te d o n t he r o ta t i o na l a x i sc o n n e c t e d t o t h e b l a d e c l a m p s f o r p i t c h a c t u a t i o n . ( S e ef i g u r e 7 - 1 1 . )



T h e b a s i c h u b a n d b l a d e r e t e n t i o n i s c o m m o n t o a l lm o d el s d e sc r i be d . T h e b l a d e s a r e m o un t e d o n t h e h u bs p i de r f o r a ng u l a r a d j u st m en t . T he c e nt r i f ug a l f o rc eo f t h e b l ad e s, a m o u nt i n g t o a s m u c h a s 2 5 t on s,i s t r a ns m i t t e d t o t h e h u b s p id e r t h ro u g h b l ad e c l a m psa n d t he n t h r ou gh b a l l b e ar i ng s . T he p r op e l l e r t h r us ta nd e ng in e t or qu e i s t r an sm i t te d f ro m t he b l ad est o t h e h u b s p id e r t h ro u g h a b u sh i n g i n s i d e t h e b l a de

s h a n k .

P ro pe l l e r s , h av in g c ou nt e r we ig h t s a t t ac he d t o t heb l a d e c l a m p s , u t i l i z e c e n t r i f u g a l f o r c e d e r i v e d f r o m t h ec o u n t e rw e i g h t s t o i n c r e a s e t h e p i t c h o f t h e b l a d e s . T h ec en tr i f ug al f o r ce , d ue t o r ot at i on o f t h e p ro pe l l e rt en d s t o m ov e t he c ou n t e rw e ig h t s i n t o t he p l a ne o f r o ta t i o n, t he r eb y i n cr e as in g t he p i tc h o f t he b l ad e s.( S e e f i g u r e 7 - 1 2 )



I n o r d e r t o c o n t ro l t he p i tc h of th e b l a d e s , a h y d r a u l i cp i s t o n - c y l i n d e r e l e m e n t i s m o u n t e d o nt he f r o nt o f t he h ub s p i de r . T he p i s to n i s a t t ac he dt o th e b l a d e c l a m p s b y m e a n s o f a s l i d i n g ro d a n d f o r ks y s te m f o r n o n - f ea t h e r i n g m od e l s a n d a l i n k s y s te m f o rt h e f e a t h e r i n g m o d e l s . T h e p i s t o n i s a c t u a t e di n t h e f o r wa rd d i r ec t i on b y m ea ns o f o i l p re ss u res u p p l i e d b y a g o v e r n o r , w h i c h o v e r c o m e s t h eo p p o s i n g f o r c e c r e a t e d b y t h e c o u n t e r w e i g h t s .

Constant Speed, Non-Feathering

I f t he e ng i ne s pe e d d r op s b e l o w t he r . p . m . f o r w h ic ht he g ov e rn o r i s s e t ( se e f i gu r e 7 -1 3 ) , t he r o t a t i on a lf or c e o n t h e e n gi n e d r i v e n g o v e rn or f l y - we i gh t sb e c o m e s l e s s . T h i s a l l o w s t h e s p e e d e r s p r i n gt o mo v e th e p i l o t v a l v e d o w n w a rd . W i t h t h e p i l o t v a l v ei n t h e d ow nw ar d p os i t i on , o i l f r om t h e g e ar t y p ep u m p f l o w s t h r o u g h p a s s a g e t o t h e p r o p e l l e r a n d m o v e st h e c y l i n d e r o ut w a r d . Th i s i n t u r n , d e c r e a se s t h e b l a d ea n g l e a n d p e r m i t s th e e n g i n e t o r e t u r n t o t he o n - s pe e ds e t t i ng . I f t h e e n g i n e s p e e d i n c r e a s e s a b o v e t h e r . p . m .f o r w h i ch t he g ov er no r i s s e t , t he f l y we ig h t s m ov e

a ga i ns t t he f o r ce o f t h e s pe ed e r s p r i ng a n d r a i set he p i lo t v a l v e . T h is p e r m i t s t he o i l i n t he p r op e l l e rt o d r a i n o u t t h r o u g h t h e g o v e r n o r d r i v e s h a f t .



A s t he o i l l e av es t he p r op e l l e r , t he c e nt r i f ug a l f o rc ea c t i n g o n t h e c o u n t e r w e i g h t s t u r n s t h e b l a d e st o a h i g h e r a n g l e , w h i c h d e c r e a s e s t h e e n g i n er . p . m . W h en t h e e n g i n e i s e x ac t ly a t t h e r . p . m . s e t b yt h e g o v e r n o r , t h e c e n t r i f u g a l r e a c t i o no f t he f l y we ig ht s b a l an ce s t he f o r ce o f t he s pe ed ers p r i n g , p o s i t i o n i n g t h e p i l o t v a l v e s o t h a t o i l i s n e i t h e rs u pp l i e d t o n o r d r ai ne d f ro m t h e p r op e l l e r . W i tht h i s c o n d i t i o n , p r o p e l l e r b l a d e a n g l ed o e s n o t c h an g e . N o te t h a t t h e r . p . m . s e t t i ng i s ma d eb y v a ry i ng t h e a m ou n t o f c o m pr e s s i o n i n t h e s p ee d e rs pr i n g . P os i t i o n i ng o f t he s pe ed er r ac k i s t he o n l ya c t i on c on t r o l l ed m a nu a l l y . A l l o th e rs a r e c on t r o l l eda u t o m a t i c a l l y w i t h i n t h e g o v e r n o r .

Constant-Speed Feathering Propeller

T h e f e a t h e r i n g p r o p e l l e r s o p e r a t e s i m i l a r l y t o t h e n o n -f e a t h e r i n g o n e s e x c e p t t h e f e a t h e r i n g s p r i n ga ss i s t s t he c ou nt er we ig h ts t o i nc re as e t h e p i t c h .( S e e f i g u r e 7 - 1 4 . )

F E A T H E R I N G

F e a th e r in g i s a c co m p l i s h ed b y r e l ea s in g t h e g o ve r n oro i l p r e s s u r e , a l l o w i n g t h e c o u n t e r w e i g h t s a n df e a t h e r i ng s p r i n g t o f e a t h e r t h e b l a d e s . T h i s i s d o n e b yp u l l i n g t h e g o ve r n or p i t c h c o nt r o l b ac k t o t h e l i m i t o f

i t s t r a v e l , w h i c h o p e n s u p a p o r t i n t h eg o v e r n o r a l l o w i n g t h e o i l f r o m t h e p r o p e l l e r t od ra i n b ac k i n t o t he e ng in e . T h e t i me n e ce ss a ry t of e a th e r d e p en d s u p on t he s i ze o f t h e o i l p a ss a ge f r o mt he p ro pe l l e r t o t he e ng in e , a nd t he f o r ce e xe r t edb y t he s p r i ng a nd c o un te rw e i gh ts . T he l a r ge r t hep a s s a g e s t h r o u g h t h e g o v e r n o r a n d t h e h e a v i e rt h e s p r in g , t he q u i c k er i s t h e f e at h e r i n g a ct i o n.



E la ps ed t im e f o r f e a th e r in g , b e t we en t h r ee a nd t ens e c o n d s , i s u s u a l w i t h t h i s s y s t e m .

T h e a b i l i t y t o u n f e a t h e r t h e b l a d e s , o r r e - e s t a b l i s hn o r m a l p i t c h , w i t h i n t h e s a m e e l a p s e d t i m e i sn o t c on s i de re d i mp or ta nt f o r t he l i g h t t w i n - e n gi nea i r p l an e . T he p os s ib i l i t y o f f ea th er in g t he w ro ngp ro pe l l e r i n a n e m e rg en cy i s r em ot e , a s t he w ro nga c t i on w i l l b e c o m e a pp a r en t i n a m p l e t i me t o b ec o r r e c te d . F u r t h e r mo r e , t h e r e q u i r e m e n t t o r e - s t a r t t h ed e ad e ng i ne f o r l an d i n g d oe s n o t e x i s t , a s t he l i g h tt w i n c a n e a s i l y b e l a nd e d w i t h o n ly o n e e n g i n e . A b o utt h e o n l y r e q u i r e m e n t f o r u n f e a t h e r i n g i s f o rd e m o n s t r a t i o n p u r p o s e s .

U N F E A T H E R I N G

U nf ea th e r in g i s a cc om pl i s he d b y r ep os i t io n i ng t heg o v e r n o r c o n t r o l t o t h e n o r m a l f l i g h t r a n g e ,a n d r e st a r t i n g t h e e n g i n e ( f i g u r e 7 - 1 5 ) . A s so o n a s t h ee n g i n e c r a n k s o v e r a f e w t u r n s t h e g o ve r n or s t ar t s t ou nf ea t he r t he b la de s a n d s o on w in d- mi l l i n g t ak esp l a c e , w h i c h s p e e d s u p t h e p r o c e ss o f u n - f e a t h e r i n g. I no r de r t o f a c i l i t a t e c r a nk i n g o f t h e e n g in e , f e a th e r in gb l a d e a n g l e i s s e t a t 8 0 t o 8 5 d e g r e e s a t t h e ¾ p o i n t o nt h e b l a d e , a l l o w i n g t h e a i r t o a s s i st t h e e n g i n e s t a r t e r .I n g e ne r a l , r e - s t a r t i n g a n d u n f e a t h e r i n g c a n b ea c c o m p l i s h e d w i t h i n a f e w s e c o n d s .

S p e c i a l u n f e a t h er i n g s y s te m s a r e a v a i l a b l e f o r c e r t a i na i r c r a f t , f o r w h i c h r e s t a rt i n g t he e ng i n e i s d i f f i c u l t , o rf o r d e mo ns t ra t i on s . T he s ys te m c on si s t s o f a n o i la c c u m u l a t o r , c o n n e c t e d t o t h e g o v e r n o rt h r o u g h a v a l v e , a s s h o w n i n f i g u r e 7 - 1 5 .

I n o r d e r t o p r e v e n t t h e f e a t h e r i n g s p r i n g f r o mf ea th er in g t h e p ro p e l le r w he n t he p la ne i s o n t he



g r o u n d a n d t h e e n g i n es t o p p e d , a u t o m a t i c a l l y r e m o v a b l e h i g h - p i t c h s t o p s w e r ei n co rp o r a t e d i n t he d es ig n . T he s e c on s i s t o f s p r i ng -l o ad e d l a tc he s f a st e ne d t o t he s ta t i o na ry h u b w h i c he n g ag e h i gh - p i t c h s t op - p la t es b o l te d t o t h e m o va b leb l a d e c l a m p s . As l o n g as t h e p r o p e l l e r i s i n r o t a t i on a ts p ee ds o v er 6 00 r .p .m . , c en tr i f ug a l f o r ce a ct s t od i se n g ag e t h e l a tc h e s f r o m t h e h i g h- p i tc h s t op - p la t e ss o t ha t t he p ro pe l l e r p i t ch m ay b e i nc re as ed t o t hef e a t h e r i n g p o s i t i o n . A t l o w e r r . p . m . , o r w h e n t h e e n g i n ei s s t op p e d , t h e l a tc h s p r i n g s e n g a ge t h e l a t c h es w i tht h e h i g h - p i t c h s t o p s , p r e v e n t i ng t h e p i t c h f r o mi n c re a s i n g f u r th e r d u e t o t h e a c t i o n o f t h e f e a th e r in gs p r i n g .

O n e s a f e t y f e a t u r e i n h e r e n t i n t h i s m e t h o d o f f ea th er in g i s t h at t he p ro pe l l e r w i l l f ea th er i f t he

g o v e r n or o i l p r e s s u r e d r o p s t o z e r o f o r a n y r e a s o n. A st h e g o v e r n o r o b t a i n s i t s s u p p l y o f o i l f r o m t h ee n g i n e l u b r i c at i n g sy s t e m , i t f o l l o w s t h a t i f t h e e n g i n er u n s o u t o f o i l , o r i f o i l p r e s s u r e f a i l s d u e t o b r e a k a geo f a p ar t o f t h e e ng in e , t he p ro pe l l er w i l l f ea th era u to ma t i c a l l y . T h i s a c t i o n m ay s av e t he e n gi ne f r omf ur t h e r d am a g e i n c a s e t h e p i lo t i s n ot a w ar e o f t r o u b l e .

H a r t z e l l “ C o m p a c t ” P r o p e l l e r s

T h e s e p r o p e l l e r s r e p r e s e n t n e w c o n c e p t s i n b a s i cd es ig n . T he y c om bi ne l ow w e i gh t a nd s im p l i c i t y i nd e s i g n a n d r u g g e d c o n s t r u c t i o n .

I n o r d e r t o a c h i ev e t h e s e e n d s , t h e h u b i s m a d ea s c o m p a ct a s p o s s i b l e , u t i l i z i ng a l um i nu m a l l o yf o r g i n g s f o r m o s t o f t h e p a r t s . T h e h u b s h e l l i s m a d e i nt w o h a l v e s , b o l t e d t o g e t h e r a l o n g t h e p l a n eo f r o t a t io n . T h i s h ub s he l l c ar r i es t he p i t ch c ha ng em e ch an i sm a nd b l ad e r o ot s i n te r na l ly . T he h yd r au l icc y l in de r , w h i ch p r ov i d e s p o w e r f or c h a n g in g t h e

p i t c h , i s m o u n t e d a t t he f r o n t o f t h e h u b . T h e p r o p e l l e rc a n o n ly b e i ns t a l l ed o n e n g i ne s h a v i n g f la n ge dm o u n t i n g p r o v i s i o n s .

T h e c o n s t a n t s p e e d p r o p e l l e r s , u t i l i z e o i l p r e s s u r ef ro m a g ov er no r t o m ov e t he b l a de s i n t o h ig h p i t ch( r e du c e d r . p . m . ) . T h e c e nt r i fu g a l t w i s t i ng m o m en t o f t h e b l a d e s t e n d t o m o v e t h e m i n t o l o w p i t c h( h i g h r . p . m . ) i n t h e a b s e n c e o f g o v e r n o r o i l p r e s s u r e .

T h e f e a t h e r i n g p r o p e l l e r s u t i l i z e o i l p r e s s u r e f r o m t h eg o ve rn o r t o m o v e t h e b l ad es i n t o l o w p i tc h ( h ig h

r . p . m . ) . T h e c e n t r i f ug a l t w i s t i ng m o m e n t o f t h e b l a d e sa l so t e nd t o m o ve t h e b l a d e s i n t o l o w p i t ch . Op p o si n g



t h e s e t w o f o r c e s i s a f o r c e p r o d u c e d b yc om pr es se d a i r t ra pp ed b e t we en t he c y l i n de r h ea da n d t he p i st on , w h ic h t e nd s t o m ov e t he b l a de s i n toh ig h p i t ch i n t he a bs en ce o f g ov er no r o i l p re ss ur e .

T h u s f e a t h e r i n g i s a c c o m p l i s h e d b y t h e c o m p r e s s e d a i r ,‘ i n t h e a b s e n c e o f g o v e r n o r o i l p r e s s u r e .F e at he r in g i s a cc o mp l i s he d b y m ov in g t h e g ov e rn o rc o nt r o l b a ck t o i t s e x t r e m e p o s i t i on . T h e p r o pe l l e r i sp r ev en te d f r om f e at he r in g , w he n i t i s s ta t i o na ry , b yc e n tr i f ug a l r e sp o ns i ve p i n s , w h i ch e n g ag e a s h ou l d ero n t h e p i s t o n r o d . T h e s e p i n s m o v e o u t b yc e n t r i f u g a l f o r c e a g a i n s t s p r i n g s , w h e n t h ep r o p e l l e r t u r n s a t o v e r 7 0 0 r . p . m .

T h e t i m e n e c e s s a r y t o f e a t h e r d e p e n d s u p o n t h e s i z e o f t h e o i l p a s s a g e s b a c k t h r o u g h t h e e n g i n e a n dg o v e r n o r , a n d t h e a i r p r e s s u r e c a r r i e d i n t h e

c y l i n de r h ea d . T he l a r ge r t he p as sa ge s , t he f as te rt h e o i l f r om t h e p r o p e l l e r c y l i n de r c a n b e f o rc e d b a cki nt o t he e n g i n e . A l so , t h e h i g h e r t h e a i r c h a r g e,t he f a s t e r t he f e at he r a c t i on . I n g en e ra l , f e at he r in gc a n b e a c c o m p l i s h e d w i t h i n a f e w s e c o n d s .

U n f e at h er i ng c an b e a cc om p l i sh e d b y a ny o f s ev e ra lm e t h o d s , a s f o l l o w s :

( 1 ) S ta r t t he e ng in e , s o t ha t t he g ov er no r c anp u m p o i l b a c k i n t o t h e p r o p e l l e r t o r e d u c ep i t c h . I n m o s t l i g h t t w i n s , t h i s p r o c e d u r e

i s c on s i de re d a d eq ua te s in ce e ng in e s ta rt in gp r e s e n t s n o p r o b l e m i n g e n e r a l .

(2) P r o v i d e a n a c c u m u l a t o r c o n n e c t e d t o t h eg ov er n or , w i th a v a l v e t o t ra p a n a i r - o i l c ha rg ew he n t he p ro pe l l e r i s f ea th er ed , b ut r e l ea se dt o t h e p r o p e l l e r w h e n t h e r . p . m . c o n t r o li s r e t u r n e d t o n o r m a l p o s i t i o n .

( 3 ) P r o vi d e a c r os s - ov e r s y st e m w h i ch a l l ow s o i lf r o m t h e o p e r a t i n g e n g i n e t o u n f e a t h e r t h e

p r o p e l l e r o n t h e d e a d e n g i n e . T h i s c o n s i s t so f a n o i l l i n e c o n n e c t i n g t h e t w o g o v e r n o r sw i t h a m a n u a l o r e l e c t r i c a c t u a t e d v a l v e i nb e t w e e n .

T h e g o v e r n o r i s d e s i g n e d s o t h a t i t m a y b e a d a p t e d f o re i t h e r s i n g l e a c t i o n o r d o u b l e a c t i o no p er a t i on . A s a s i n g l e -a c t i on g ov er n or i t d i re c t s o i lp r es s u re t o t h e r e ar o f t h e c y l i nd e r t o d e cr e as ep i t ch a nd a l l ow s i t t o d ra in f ro m t he c y l i n de r w he nc e nt r i f ug a l f o rc e i n cr e as e s p i tc h . P ro pe l le r s h a vi n gc o u n t e r w e i g h t s u s e s i n g l e - a c t i o n go v e r n o r s . The

c ou n t e rw e ig h ts a nd c e nt r i f ug a l f o rc e a c t t og e th e r t oi n c re a se p i t ch . F o r t h o se p r op e l le r s w h i ch d o n o t u s e



c o u n t e rw e i g h t s t o i n c r e a s e p i t c h , o i l f r o m t h e g o v e r n ori s u s e d t o i n c r e a s e p i t c h b y o v e r c o m i n g ,t h e c e n t r i f u g a l f o r c e o f t h e b l a d e s . I n t h i sc a s e , t h e p l u g “ B ” i s r e m o v e d a n d i n s t a l l e d i np a ss a ge “ C ” o f t h e g o ve r n or . T h i s p e r mi t s g o ve r n or o i lp re ss ur e t o b e d i r ec te d t o t he r ea r o f t he c y l i n de r ,t o d ec re as e p i t ch . O i l p re ss ur e i s d i r ec t ed t o t hef o r w a r d s i d e o f t h e c y l i n d e r t o i n c r e a s ep i t c h . S e e f i g u r e 7 - 1 6 .





H A M I L T O N S T A N D A R D H Y D R O M A T I CP R O P E L L E R S

T h e f o l l o w i n g d e s c r i p t i o n i s t y p i c a l o f m o s t o f t he v ar io us m od e l s o f t he H am i l to n S ta nd ar dh y d r o m a t i c p r o p e l l e r .

T h e h y d r o m a t i c p r o p e l l e r ( f i g u r e 7 -1 7 ) i s c o m p o s e d o f f o u r m a j o r c o m p o n e n t s :

(1) T h e h u b a s s e m b l y .(2) T h e d o m e a s s e m b l y .(3) T h e d i s t r i bu t or v a lv e a s se m b ly ( f o r f e a th e r in g

o n s i ng l e -a c t i n g p r o pe l l e r s ) o r e n g i n e s h af t -e xt en s i on a ss e mb ly ( fo r n on fe at h er in g

o r d o u b l e - a c t i n g p r o p e l l e r s ) .(4) T h e a n t i - i c i n g a s s e m b l y





T h e h u b a s s e m b l y i s t h eb a s i c p r o p e l l e r m e c h a n i s m . I t c o n t a i n s b o t h t h eb l a d e s a n d t h e m e c h a n i c a l m e a n s f o rh o l d i n g t h e m i n p o s i t i o n . T h e b l a d e s a r es u p p o r t e d b y t h e s p i d e r a n d r e t a i n e d b y t h eb a r r e l . E a c h b l a d e i s f r e e t o t u r n a b o u t i t s a x i su n d e r t h e c o n t r o l o f t h e d o m e a s s e m b l y . T h e d o m ea s s e m b l y c o n t a i n s t h e p i t c h - c h a n g i n g m e c h a n i s mf o r t h e b l a d e s . I t c o n s i s t s o f s e v e r a l m a j o rc o m p o n e n t s :

( 1 ) R o t a t i n g c a m .( 2 ) F i x e d c a m .( 3 ) P i s t o n .( 4 ) D o m e s h e l l .

W h e n t h e d o m e a s s e m b l y i s i n s t a l l e d i n t h ep r o p e l l e r h u b , t h e f i x e d c a m r e m a i n s s t a t i o n a r y

w i t h r e s p e c t t o t h e h u b . T h e r o t a t i n g c a m , w h i c hc a n t u r n i n s i d e t h e f i x e d c a m , m e s h e s w i t h g e a rs e g m e n t s o n t h e b l a d e s .

T h e p i s t o n o p e r a t e s i n s i d e t h e d o m e s h e l l a n d i st h e m e c h a n i s m t h a t c o n v e r t s e n g i n e a n d g o v e r n o ro i l p r e s s u r e i n t o f o r c e s t h a t a c t t h r o u g h t h e c a m st o t u r n p r o p e l l e r b l a d e s .

T h e d i s t r i b u t o r v a l v e o r e n g i n e - s h a f t - e x t e n s i o na s s e m b l y p r o v i d e s o i l p a s s a g e s f o r g o v e r n o r o ra u x i l i a r y o i l t o t h e i n b o a r d s i d e o f t h e p i s t o n a n d

f o r e n g i n e o i l t o t h e o u t b o a r d s i d e . D u r i n gu n f e a t h e r i n g o p e r a t i o n , t h e d i s t r i b u t o r s h i f t su n d e r a u x i l i a r y p r e s s u r ea n d r e v e r s e s t h e s e p a s s a g e s s o t h a t o i l f r o m t h ea u x i l i a r y p u m p f l o w s t o t h e o u t - b o a r d s i d e o f t h ep i s t o n . O i l o n t h e i n b o a r d s i d e f l o w s b a c k t o t h ee n g i n e . T h e e n g i n e - s h a f t - e x t e n s i o n a s s e m b l y i su s e d w i t h p r o p e l l e r s t h a t d o n o t h a v e f e a t h e r i n gc a p a b i l i t i e s .

M a n y s t r u c t u r a l f e a t u r e s o f m o s t h y d r o m a t i c

p r o p e l l e r s a n d o t h e r c o n s t a n t - s p e e dp r o p e l l e r s a r e s i m i l a r . T h e b l a d e a n d h u ba s s e m b l i e s a r e a l m o s t i d e n t i c a l , a n d t h eg o v e r n o r s a r e a l s o s i m i l a r i n c o n s t r u c t i o n a n dp r i n c i p l e o f o p e r a t i o n . T h e m a j o r d i f f e r e n c ei s i n t h e p i t c h - c h a n g i n g m e c h a n i s m . I n t h eh y d r o m a t i c p r o p e l l e r n o c o u n t e r w e i g h t s a r e u s e d ,a n d t h e m o v i n g p a r t s o f t h e m e c h a n i s m a r ec o m p l e t e l y e n c l o s e d . O i l p r e s s u r e a n d t h ec e n t r i f u g a l t w i s t i n g m o m e n t o f t h e b l a d e s a r e u s e d t o g e t h e r t o t u r n t h e b l a d e st o a l o w e r a n g l e . T h e m a i n a d v a n t a g e s o f t h e

h y d r o m a t i c p r o p e l l e r a r e t h e l a r g e b l a d e - a n g l er a n g e a n d t h e f e a t h e r i n g a n d r e v e r s i n g f e a t u r e s .



P r i n c i p l e s o f O p e r a t i o n

T h e p i t c h - c h a n g i n g m e c h a n i s m o f h y d r o m a t i cp r o p e l l e r s i s a m e c h a n i c a l - h y d r a u l i c s y s t e m i nw h i c h h y d r a u l i c f o r c e s a c t i n g o n a p i s t o n a r et r a n s f o r m e d i n t o m e c h a n i c a l t w i s t i n g f o r c e sa c t i n g o n t h e b l a d e s . L i n e a r m o v e m e n to f t h e p i s t o n i s c o n v e r t e d t o r o t a r y m o t i o nb y a c y l i n d r i c a l c a m . A b e v e l g e a r o n t h e b a s e o f t h e c a m m a t e s w i t h b e v e l - g e a r s e g m e n t s a t t a c h e dt o t h e b u t t e n d s o f t h e b l a d e s , t h e r e b y t u r n i n gt h e b l a d e s . T h i s b l a d e p i t c h - c h a n g i n g a c t i o n c a nb e u n d e r s t o o d b y s t u d y i n g t h e s c h e m a t i c i n f i g u r e7 - 1 8 .

T h e c e n t r i f u g a l f o r c e a c t i n g o n a r o t a t i n g b l a d e

i n c l u d e s a c o m p o n e n t f o r c e t h a t t e n d s t o m o v et h e b l a d e t o w a r d l o w p i t c h . A s s h o w n i n f i g u r e 7 -1 8 , a s e c o n d f o r c e , e n g i n e o i l p r e s s u r e , i ss u p p l i e d t o t h e o u t b o a r d s i d e o f t h e p r o p e l l e r p i s t o n t o a s s i s t i n m o v i n g t h e b l a d et o w a r d l o w p i t c h .

P r o p e l l e r g o v e r n o r o i l , t a k e n f r o m t h e e n g i n e o i ls u p p l y a n d b o o s t e d i n p r e s s u r e b y t h e e n g i n e -d r i v e n p r o p e l l e r g o v e r n o r , i s d i r e c t e d a g a i n s t t h ei n b o a r d s i d e o f t h ep r o p e l l e r p i s t o n . I t a c t s a s t h e c o u n t e r - f o r c e

w h i c h c a n m o v e t h e b l a d e s t o w a r d h i g h e r p i t c h .B y m e t e r i n g t h i s h i g h - p r e s s u r e o i l t o , o rd r a i n i n g i t f r o m , t h e i n b o a r d s i d e o f t h e p r o p e l l e rp i s t o n b y m e a n s o f t h e c o n s t a n t -s p e e d c o n t r o l u n i t , t h e f o r c e t o w a r d h i g h p i t c hc a n b a l a n c e a n d c o n t r o l t h e t w o f o r c e s t o w a r d l o wp i t c h . I n t h i s w a y t h e p r o p e l l e r b l a d e a n g l e i sr e g u l a t e d t o m a i n t a i n a s e l e c t e d r . p . m .

T h e b a s i c p r o p e l l e r c o n t r o l f o r c e s a c t i n g o n t h eH a m i l t o n S t a n d a r d p r o p e l l e r

a r e c e n t r i f u g a l t w i s t i n g f o r c e a n d h i g h - p r e s s u r eo i l f r o m t h e g o v e r n o r .

T h e c e n t r i f u g a l f o r c e a c t i n g o n e a c h b l a d e o f ar o t a t i n g p r o p e l l e r i n c l u d e s a c o m p o n e n t f o r c et h a t r e s u l t s i n a t w i s t i n g m o m e n t a b o u t t h e b l a d ec e n t e r l i n e w h i c h t e n d s , a t a l l t i m e s , t o m o v e t h eb l a d e t o w a r d l o w p i t c h .



G o v e r n o r p u m p o u t p u t o i l i s d i r e c t e d b y g o v e r n o rt o e i t h e r s i d e o f t h e p r o p e l l e r p i s t o n . The o i l o n t h e s i d eo f t he p i st on o pp os i t e t h i s h i gh - pr e ss u r e o i lr e tu rn s t o t he i n t ak e s i d e o f t he g ov er n or p u m p a n d

i s u s e d o v e r a g a i n . E n g i n e o i l a t e n g i n e s u p p l yp re ss ur e d oe s n ot e n t e r t he p ro pe l l e r d i r ec t l y b uti s s u p p l i e d o n l y t o t h e g o v e r n o r .

D u r i n g c o n s t a n t - s p e e d o p e r a t i o n s , t h e d o u b l e - a c t i n gg o ve rn o r m e ch a n is m s e nd s o i l t o o n e s i de o r t h eo th e r o f t he p i s to n a s n ee d ed t o k e ep t h e s pe e d a t as p e c i f i e d s e t t i n g .

U n d e r s p e e d C o n d i t i o n

U nd er sp ee d i ng r es u l ts w he n t h e b la d es ( s o l id b la c ks e ct i o n, f i g ur e 7 - 1 9 ) h a v e m ov e d t o a h i gh e ra n g l e t h a n t h a t r e q u i r e d f o r c o n s t a n t - s p e e d o p e r a t i o n( do t t ed l in e s e ct io n ) . T he a rr ow r ep re se nt s t hed i r e c t i on i n w h i c h t h e b l a d e s w i l l m o v e t o r e - e s t ab l i s ho n - s p e e d o p e r a t i o n .

W h e n t h e e n g i n e s p e e d d r o p s b e l o w t h e r . p . m . f o rw h i c h t h e g o v e r n o r i s s e t , t h e r e s u l t i n g d e c r e a s e i nc e n t r i f ug a l f o r c e e xe r t e d b y t h e f l y w e i g h t s p er m i t s t h es pe ed er s pr i n g t o l ow e r t he p i l o t v a l ve , t he re by

o p e n i n g t h e p r o p e l l e r - g o v e r n or m e t e r i n g p o r t . T h e o i lt h e n f l o w s f r o m t h e i n b o a r d e n d , t h r o u g h t h e



d i s t r i b u t o r v a l v e i n b o a r d i n l e t , b e t w e e n d i s t r i b u t o rv a lv e l an ds , t hr ou gh t he v a lv e p or t , a nd i n t o t h ep ro pe l l e r s ha f t g ov er no r o i l p as sa ge . F r o m h e r e t h eo i l m o v e s t h r o u g h th e p r o p e l l e r s h a f t o i l t r a n s f e r r i n g s ,u p t o t h e p r o pe l l e r - g ov e rn o r m e t er i n g p o r t , a n d t h ent h ro u g h t h e g o ve r n or d r i ve g e a r s h a f t a n d p i l ot v a lv ea r ra ng e me nt t o d r ai n i n t o t he e n gi n e n o s e c a s e . T h ee n g i n e s c a v e n g e p u m p r e c o v e r s t h e o i l f r o m t h ee n g i n e n o s e c a s e a n d r e t u r n s i t t o t h e o i l t a n k .

A s t he o i l i s d ra in ed f ro m t h e i nb oa rd p i s t one n d , e n g i n e o i l f l o ws t h ro u g h t h e p r op e l le r s h a f te n g i n e o i l p a s s a ge a n d t h e d i s t r i bu t o r v a l v e p o r t s .I t e m e r g e s f r o m t h e d i s t r i bu t o r v a l v e o u t b o ar d o u t -l e t i n t o t h e o u tb o a r d p i s t o n e n d . W i t h t h e a i d o f b l a d ec e n t r i f ug a l t w i s t i ng m o m e n t , t h i s o i l m o v e s t h e p i s t o ni n b o a r d. T h e p i s t o n m o t i o n i s t r a n s mi t t e d t h r o u g h t h e

c am r o l le rs a n d t hr ou gh t h e b ev e le d g ea r s t o t heb l ad e s. T h u s , t h e b l ad es m o v e t o a l ow e r a n g l e,a s s h o w n i n t h e b l a d e a n g l e s c h e m a t i c d i a g r a m ( f i g u r e7 - 1 9 ) .

A s t he b l ad e s a ss um e a l o we r a ng l e ( do t t ed l i nes ec t i on , f i g ur e 7 -1 9 ) , e ng in e s pe e d i nc re as es a ndt h e p i l ot v a lv e i s r a i se d b y t h e i n c re a se d c e nt r i fu g a lf o r ce e x e rt e d b y t h e g o ve r n or f l yw e i gh t s . T h ep r o p e l l e r - g o v e r no r m e t e r i ng p o r t g r a d u a l l y c l o s e s ,d e c r e a s i n g t h e f l o w o f o i l f r o m t h e i n b o a r d p i s t o n e n d .

T h i s d e c r e a s e i n o i l f l o w a l s o d e c r e a s e s t h e r a t e o f

b l a de - a ng l e c h a n ge t o wa r d l o w p i t ch . B y t h e t i me t h ee n g i n e h a s r e a c h e d t h e r . p . m . f o r w h i c h t h e g o v e r n o r i ss e t , t h e p i l o t v a l v e w i l l h a v e a s s u m e d a n e u t r a lp os i t i on ( c l os e d) i n w hi ch i t p re ve nt s a n ya p p r e c i ab l e o i l f lo w t o or f r o m t h e p r o p e l l e r . T h e v a l v ei s h e l d i n t h i s p o s i t i o n b e c a u s e t h e f l y w e i g h tc e n t r i f ug a l f o r c e e q u a l s t h e sp e e e d e r s p r i n g f o r c e . T h ec on t r o l f o r ce s a re n ow e qu a l , a nd t he p ro pe l l e ra n d g o v e r n o r a r e o p e r a t i n g o n - s p e e d .

O v e r s p e e d C o n d i t i o n

I f t h e p ro p e l le r i s o pe ra t i ng a bo ve t he r .p .m . f o rw h i ch t h e c o n tr o l i s s e t , t h e b l a de s w i l l b e i n a l o w era ng le ( so l i d b l a ck s ec t i on i n f i g u r e 7 -2 0) t ha n t ha tr e q u i r e d f o r c o n s ta n t - s p ee d o p e r a t io n ( d o t t e d l i n e s ) .

T h e a r r o w r e p r e s e n t s t h e d i r e c t i o n i n w h i c h t h e b l a d e sw i l l m ov e t o b r in g t he p ro p el l e r t o t he o n - s p e edc o n d i t i o n .

W h e n t h e e n g i n e s p e e d i n c r e a s e s a b o v e t h er . p . m . f o r w h i ch t h e g o ve r n or i s s e t , n o te t h a t t h e f l yw e i g h t s m o v e o u t w a r d a g a i n s t t h e f o rc e o f t h e s p e e d e r

s p r i n g , r a i s i n g t h e p i l o t v a l v e . T h i s o p e n s t h ep r o p e l l e r - g o v e r no r m e t e r i n g p o r t , a l l o w i n g g o v e r n or



o i l f l ow f r om t he g ov er n or b oo s t e r p um p , t h r ou g ht he p ro pe l l e r -g ov er no r m e t er i n g p or t , a nd i n t o t hee ng in e o i l t ra ns fe r r i n gs . F ro m t he r in gs , t he o i lp a s s e s t h r o u g h t h e p r o p e l l e r s h a f t g o v e r n o r o i l p a s -s ag e , t h r ou gh a d i s t r i b u t or v a l ve p or t , b e t we end i s t r i b u t o r l a n d s , a n d t h e n t o t h e i n b o a r d p i s t o n e n d b yw a y o f t h e d i s t r i b u t o r v a l v e i n b o a r d o u t l e t .

A s a r e su l t o f t h is f l ow , t he p i s to n a n d t he a t t ac he dr o l l e r s m o v e o u t b o a r d , a n d t h e r o t a t i n g c a m i st u r n e d b y t he c a m t r a c k . A s t h e p i st o n m o ve s o u t -b o a r d , o i l i s d i s p l ac e d f r o m t h e o u t b o ar d p i s t o ne n d . T h i s o i l e n te r s t h e d i s t r i bu t o r v a lv e o u t bo a rdi n l e t , f l o w s t h r o u g h t h e d i s t r i bu t o r v a l v e p o r t , p a s tt h e o u t b o a r d e n d o f t h e v a l ve l a nd , t h ro u gh t h e p o r t ,a n d i n to t h e p r o pe l l e r s h a f t e n g i n e o i l p a ss a ge . F r omt ha t p o i n t i t i s d i s s i p at ed i n to t he e n gi ne l ub r i c at i ng

s y s t e m . T h e s a m e b a l a n c e f o r c e s e x i s ta c ro s s t h e d i s t r ib u t or v a l ve d u r in g o v er s p ee d a sd u r i n g u n d e r s p e e d , e x c e p t t h a t o i l a t g o v e r n o r p r e s -s u r e r e p l a c e s o i l a t d r a i n p r e s s u r e o n t h e i n b o a r d e n do f t h e v a l v e l a n d a n d b e t w e e n l a n d s . O u t b o a r dm o t i o n o f t h e p i s to n m o v e s t he p r o p e l l e r b l a d e s t o w a r da h ig he r a ng l e , w h i ch , i n t u r n , d e cr e as es t he e ng i ner .p .m . A d ec r ea se i n e ng in e r .p .m . d ec re as es t her o t a t i n g s p e e d o f t h e g o v e r n o r f l y w e i g h t s .A s a r e su l t , t h e f l yw e i g ht s a r e m ov ed i nw a rd b y t hef or ce o f t h e s p e e de r s p r i ng , t he p i lo tv a l v e i s l o w e r e d , a n d t h e p r o p e l l e r g o v e r n o r m e t e r i n g

p o r t i s c l o s e d . O n c e t h i s p o r t h a s b e e n c l o s e d o i l f l o wt o o r f r o m t h e p r o p e l l e r p r a c t i c a l l y c e a s e s , a n d t h ep r o p e l l e r a n d g o v e r n o r o p e r a t e o n - s p e e d .





Feathering Operation

A t y p i c a l h y d r o m a t i c p r o p e l l e r f e a t h e r i n g i n s t a l l a ti o n i s s h o w n i n f i g u r e 7 - 2 1 . W h e n t h e f e a t h e r i n gp u s h - b u t t o n s w i t c h i s d e p r e s s e d , t h e l o w - c u r r e n tc i r c u i t i s e s t a b l i s h e d f r o m t h e b a t t e r y t h r o u g ht h e p u s h - b u t t o n h o l d i n g c o i l a n d f r o m t h e b a t t e r yt h r o u g h t h e s o l e n o i d r e l a y . A s l o n g a s t h ec i r c u i t r e m a i n s c l o s e d , t h e h o l d i n g c o i l k e e p s t h ep u s h b u t t o n i n t h e d e p r e s s e d p o s i t i o n . C l o s i n g t h es o l e n o i d e s t a b l i s h e s t h e h i g h - c u r r e n t c i r c u i t f r o mt h e b a t t e r y t o t h e f e a t h e r i n g m o t o r p u m p u n i t . Thef e a t h e r i n g p u m p p i c k s u p e n g i n e o i l f r o m t h e o i ls u p p l y t a n k , b o o s t s i t s p r e s s u r e ,i f n e c e s s a r y , t o t h e r e l i e f v a l v e s e t t i n g o f t h ep u m p , a n d s u p p l i e s i t t o t h e g o v e r n o r h i g h -p r e s s u r e t r a n s f e r v a l v e c o n n e c t i o n .

A u x i l i a r y o i l e n t e r i n g t h e h i g h - p r e s s u r e t r a n s f e rv a l v e c o n n e c t i o n s h i f t st h e g o v e r n o r t r a n s f e r v a l v e , w h i c h h y d r a u l i c a l l yd i s c o n n e c t s t h e g o v e r n o r f r o m t h e p r o p e l l e r a n da t t h e s a m e t i m e o p e n s t h e p r o p e l l e r g o v e r n o ro i l l i n e t o a u x i l i a r y o i l . T h e o i l f l o w s t h r o u g ht h e e n g i n e t r a n s f e r r i n g s , t h r o u g h t h e p r o p e l l e rs h a f t g o v e r n o r o i l p a s s a g e , t h r o u g h t h ed i s t r i b u t o r v a l v e p o r t , b e t w e e n l a n d s , a n d f i n a l l yt o t h e i n b o a r d p i s t o n en d b y w a y o f t h e v a l v ei n b o a r d o u t l e t .

T h e d i s t r i b u t o r v a l v e d o e s n o t s h i f t d u r i n g t h ef e a t h e r i n g o p e r a t i o n . I t m e r e l y p r o v i d e s a n o i lp a s s a g e w a y t o t h e i n b o a r d p i s t o n e n d f o ra u x i l i a r y o i l a n d t h e o u t b o a r d p i s t o n e n d f o re n g i n e o i l . The s a m e c o n d i t i o n s d e s c r i b e d f o ru n d e r s p e e d o p e r a t i o n e x i s ti n t h e d i s t r i b u t o r v a l v e , e x c e p t t h a t o i la t a u x i l i a r y p r e s s u r e r e p l a c e s d r a i n o i l a t t h ei n b o a r d e n d o f t h e l a n d a n d b e t w e e n l a n d s . T h ed i s t r i b u t o r - v a l v e

s p r i n g i s b a c k e d u p b y e n g i n e o i l p r e s s u r e , w h i c hm e a n s t h a t a t a l l t i m e s t h e p r e s s u r e d i f f e r e n t i a lr e q u i r e d t o m o v e t h e p i s t o n w i l l b e i d e n t i c a l w i t ht h a t a p p l i e d t o t h e d i s t r i b u t o r v a l v e .

T h e p r o p e l l e r p i s t o n m o v e s o u t b o a r d u n d e r t h ea u x i l i a r y o i l p r e s s u r e a t a s p e e d p r o p o r t i o n a l t ot h e r a t e a t w h i c h o i l i s s u p p l i e d . T h i s p i s t o nm o t i o n i st r a n s m i t t e d t h r o u g h t h e p i s t o n r o l l e r s o p e r a t i n g in t h e o p p o s i t e l y i n c l i n e d c a m t r a c k s o f t h e f i x e dc a m a n d t h e r o t a t i n g c a m , a n d i s c o n v e r t e d b y t h e

b e v e l g e a r s i n t o t h e b l a d e - t w i s t i n g m o m e n t . O n l yd u r i n g f e a t h e r i n g o r u n f e a t h e r i n g i s t h e l o w



m e c h a n i c a l a d v a n t a g e p o r t i o n o f t h e c a m t r a c k su s e d . ( T h e l o w m e c h a n i c a la d v a n t a g e p o r t i o n l i e s b e t w e e n t h e b r e a k a n d t h eo u t b o a r d e n d o f t h e t r a c k p r o f i l e . ) O i l a t e n g i n ep r e s s u r e , d i s p l a c e d f r o m t h e o u t b o a r d p i s t o ne n d , f l o w s t h r o u g h t h e d i s t r i b u t o r v a l v e o u t b o a r di n l e t , p a s t t h e o u t b o a r d e n d o f t h e v a l v e l a n d ,t h r o u g h t h e v a l v e p o r t , i n t o t h e p r o p e l l e r s h a f te n g i n e o i l p a s s a g e , a n d i s f i n a l l y d e l i v e r e d i n t ot h e e n g i n e l u b r i c a t i n g s y s t e m . T h u s , t h eb l a d e s m o v e t o w a r d t h e f u l l h i g h - p i t c h ( o rf e a t h e r e d ) a n g l e .

H a v i n g r e a c h e d t h e f u l l - f e a t h e r e dp o s i t i o n , f u r t h e r m o v e m e n t o f t h e m e c h a n i s m i sp r e v e n t e d b y c o n t a c t b e t w e e n t h e h i g h -a n g l e s t o p r i n g i n t h e b a s e o f t h e f i x e d c a m

a n d t h e s t o p l u g s s e t i n t h e t e e t h o f t h er o t a t i n g c a m . T h e p r e s s u r e i n t h e i n b o a r d p i s t o ne n d n o w i n c r e a s e s r a p i d l y , a n d u p o n r e a c h i n ga s e t p r e s s u r e , t h e e l e c t r i c c u t o u t s w i t c ha u t o m a t i c a l l y o p e n s . T h i s c u t o u t p r e s s u r ei s l e s s t h a n t h a t r e q u i r e d t o s h i f tt h e d i s t r i b u t o r v a l v e .

O p e n i n g t h e s w i t c h d e e n e r g i z e s t h e h o l d i n g c o i la n d r e l e a s e s t h e f e a t h e r i n g p u s h - b u t t o n c o n t r o ls w i t c h . R e l e a s e o f t h i s s w i t c h b r e a k s t h e s o l e n o i dr e l a y c i r c u i t w h i c h s h u t s o f f t h e f e a t h e r i n g p u m p

m o t o r . T h e p r e s s u r e s i n b o t h t h e i n b o a r d a n d o u t -b o a r d e n d s o f t h e p i s t o n d r o p t o z e r o , a n d s i n c ea l l t h e f o r c e s a r e b a l a n c e d , t h e p r o p e l l e r b l a d e sr e m a i n i n t h e f e a t h e r e d p o s i t i o n . M e a n w h i l e , t h eg o v e r n o r h i g h - p r e s s u r e t r a n s f e r v a l v e h a s s h i f t e dt o i t s n o r m a l p o s i t i o n a s s o o n a s t h e p r e s s u r e i nt h e p r o p e l l e r - g o v e r n o r l i n e d r o p s b e l o wt h a t r e q u i r e d t o h o l d t h e v a l v e o p e n .

Unfeathering Operation

T o u n f e a t h e r a h y d r o m a t i c p r o p e l l e r , d e p r e s sa n d h o l d i n t h e f e a t h e r i n g s w i t c h p u s h - b u t t o nc o n t r o l s w i t c h . A s i n t h e c a s e o f f e a t h e r i n g ap r o p e l l e r , t h e l o w - c u r r e n t c o n t r o l c i r c u i t s f r o mt h e b a t t e r y t h r o u g h t h e h o l d i n g c o i la n d f r o m t h e b a t t e r y t h r o u g h t h e s o l e n o i da r e c o m p l e t e d w h e n t h e s o l e n o i d c l o s e s . T h e h i g h -c u r r e n t c i r c u i t f r o m t h e b a t t e r y s t a r t s t h e m o t o r -p u m p u n i t , a n d o i l i s s u p p l i e d a t a h i g h p r e s s u r et o t h e g o v e r n o r t r a n s f e r v a l v e .

A u x i l i a r y o i l e n t e r i n g t h r o u g h t h e h i g h - p r e s s u r e

t r a n s f e r v a l v e c o n n e c t i o n s h i f t s t h e g o v e r n o rt r a n s f e r v a l v e a n d d i s c o n n e c t s t h e g o v e r n o r f r o m



t h e p r o p e l l e r l i n e ; i n t h e s a m eo p e r a t i o n , a u x i l i a r y o i l i s a d m i t t e d . ( S e e f i g u r e 7 -2 2 . ) T h e o i l f l o w s t h r o u g h t h e e n g i n e o i lt r a n s f e r r i n g s , t h r o u g h t h e p r o p e l l e r - s h a f tg o v e r n o r o i l p a s s a g e , a n d i n t o t h e d i s t r i b u t o rv a l v e a s s e m b l y .W h e n t h e u n f e a t h e r i n g o p e r a t i o n b e g i n s , t h ep i s t o n i s i n t h e e x t r e m e o u t b o a r d p o s i t i o n t h e o i le n t e r s t h e i n b o a r d p i s t o n e n d o f t h e c y l i n d e rb y w a y o f t h e d i s t r i b u t o r v a l v e i n b o a r d o u t l e t . A st h e p r e s s u r e o n t h ei n b o a r d e n d o f t h e p i s t o n i n c r e a s e s , t h e p r e s s u r ea g a i n s t t h e d i s t r i b u t o r v a l v e l a n d b u i l d s u p . W h e nt h e p r e s s u r e b e c o m e s g r e a t e r t h a n t h ecombined opposing force of the distributor valves p r i n g a n d t h e o i l p r e s s u r e b e h i n d t h i s s p r i n g , t h evalve shifts. Once the valve shifts, the passages

through the d i st ributor valve assembly to the p rop e l l e r a r er e ve r s e d . A p a s s a g e i s o p e n e d b e t w e e n l a n d s a n dt h r o u g h a p o r t t o t h e o u t b o a r d p i s t o n e n d by way of the distributor valve out let. As the pistonmoves inboard under the auxi l iary pump oi lpressure: oi l is displaced from the inboard piston e n dt h r o u g h t h e i n l e t p o r t s b e t w e e n t h e v a l v e l a n d s , i n t ot h e p r o p e l l e r s h a f t e n g i n e o i l l a n d s , a n d i n t o t h ep rope ll er s ha ft eng ine o il pas sage where i t i s d is chargedinto t he eng ine l ub ri ca ti ng s ys tem. A t t he s ame t ime, t hepressure at the cutout switch inc r e a s e s a n d t h e s w i t c ho p e n s . However, the circui t to the feathering pump

and motor unit remains complete so longas the feathering switch is held in.

W i t h t h e i n b o a r d e n d o f t h e p r o p e l l e r p i s t o nc o n n e c t e d t o d r a i n , a n d a u x i l i a r y p r e s s u r e f l o w i n g t ot h e o u t b o a r d e n d o f t h e p i s t o n , t h e p i s t o n m o v e si n b o a r d . T h i s u n f e a t h e r s t h e b l a d e s a s s h o w n i nf i g u r e 7 - 2 2 . A s t h e b l a d e s a r e u n f e a t h e r e d , t h e yb e g i n t o w i n d m i l l a n d a s s i s t t h eu n f e a t h e r i n g o p e r a t i o n b y t h e a d d e d f o r c et o w a r d l o w p i t c h b r o u g h t about

by the centri fugal twist ing moment. W h e n t h ee n g i n e s p e e d h a s i n c r e a s e d t o a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 0r . p . m . , t h e o p e r a t o r s h u t s o f f t h e f e a t h e r i n g pumpmotor. The pre ssure in the distributor valve a n d a t t h eg o v e r n o r t r a n s f e r v a l v e d e c r e a s e s :a l l o w i ng the di st ri bu tor val ve to shif t unde r the actio no f t he gov erno r h igh-pres su re t rans fe r v al ve s pr ing. Thi sacti on re co nn ects the go ve rnor wi th the p ro p e l l e r a n de s t a b l i s h e s t h e s a m e o i l p a s s a g e s t h r o u g h thed is tr ibutor v al ve t ha t a re used dur ing constan t- s p ee d a n df e a t h e r i n g o p e r a t i o n s .

H Y D R A U L I C G O V E R N O R S



T h r e e f u n d a m e n t a l f o r c e s , a l r e a d y d i s c u s s e d , a r eu s e d t o c o n t r o l b l a d e a n g l e v a r i a t i o n s r e q u i r e d f o rc o n s t a n t - s p e e d p r o p e l l e r o p e r a t i o n . T h e s e f o r c e s a re:

(1 ) Ce ntri fugal tw ist i ng mome nt, a co mp one nt o f t h ec e n t r i f u g a l f o r c e a c t i n g o n a r o t a t i n g bladewhich tends at a l l t imes to move the b lade into lowpitch.

( 2 ) O i l a t e n g i n e p r e s s u r e o n t h e o u t b o a r d p i s t o ns ide, whi ch s upplements t he cen tr if ugal twi st ingmoment toward low pitch.

( 3) P rope ll er -gov erno r o il on t he i nboa rd p is ton s ide,which balance s the f irst two f orces and m o v e st h e b l a d e s t o w a r d h i g h p i t c h .

G o v e r n o r M e c h a n i s m

The engine-driven propeller governor, f igure 7-23, (constant-sp ee d c on tr ol ) r ec ei ve s o il f ro m t he l ub ri ca ti ng s ys te mand boosts i ts pressure tot h a t r e q u i r e d t o o p e r a t e t h e p i t c h - c h a n g i n gm e c h a nism. It consists essential ly of a gear pump toi n c r e a s e t h e p r e s s u r e o f t h e e n g i n e o i l , a p i l o t v a l v eactuated by f l yweights wh ich cont ro l the f low o f o i l t h r o u g ht h e g o v e r n o r , a n d a r e l i e f v a l v e s y s t e mw h i ch r e g u l a t e s t h e o p e r a t i n g p r e s s u r e s i n t h eg o v e r n o r .

I n a d d i t i o n t o b o o s t i n g t h e e n g i n e o i l p r e s s u r e t op r o d u c e o n e o f t h e f u n d a m e n t a l c o n t r o l f o r c e s , t h eg o v e r n o r m a i n t a i n s t h e r e q u i r e d b a l a n c e b e t w e e n a l lt hree con trol f or ces by meter ing t o, o r d ra in ing f rom, t heinboard side of the propeller piston theexact quant i ty o f o i l necessary to mainta in the prope r b l a d ea n g l e f o r c o n s t a n t - s p e e d o p e r a t i o n . Thepo si ti on o f th e pi l ot val ve wi th r espe ct to the p r o p e l l e r -g o v e r n o r m e t e r i ng p o r t r e g u l a t e s t h e q u a n t i t y o f o i lw h i c h f l o w s t h r o u gh t h i s p o r t t o o r f r o m t h e p r o p e l l e r . As p r i n g a b o v e t h e r a c k r e t u r n s t h e r a c k t o a n i n t e r m e d i a t e

p o s i ti on a p p r o x i m at i n g c ru is i n g r . p .m . i n ca s e o f g o v e r n o r c o n t r o l f a i l u r e .

Set t ing the P rope l l e r Governor

T he p r o pe l l e r g ov e r no r i n co rp o r a te s a n ad j u s t a b l e s t o p ,w h i c h l i m i t s t h e m a x i m um s p e e d a t w hi c h t h e e n g i n e c a nr u n . As s o o n as t h e t a k e of f r . p . m. i s r e ac h e d , t h ep r o p e l l e r mo v e s o f f t he l o w - p i t c h s t op . Th el a r g e r p r o p e l l e r b l a d e a n g l e i n c re as e s t he l o ado n th e e ng i n e , t h u s m ai n t a i ni n g th e p re s c r i be d m a x i m u me n g i n e s p e e d .



A t t h e t i m e o f p r op e l l e r , p r o p el l e r g o v e rn o r, o r e n gi n ein sta l l at i on , the fo l lo wi ng s te ps ar e no rm al ly taken to ensurethat the powerplant will obtain takeoff r.p.m.

(1) During ground run up, move the throttle to takeoff position andnote the resultant r.p.m. and manifold pressure.

(2) If the r.p.m. obtained is higher or lower than the takeoff r.p.m.prescribed in the manufacturer’s instructions, re-set the adjustablestop on the governor until the prescribed r.p.m is obtained.

P R O P E L L E R S Y N C H R O N I Z A T I O N

M o st f o u r- e n gi n e , a n d m a n y t w in - e ng i n e, a i rc r a f t a r ee qu i pp ed w i t h p ro pe l l e r s y nc hr on iz at io n s y st em s.S y n c h r o n i z a t i o n s y s t e m s p r o v i d e a m e a n s o f c o n t r o l l i n g

a nd s yn ch ro n i z i ng e ng in e r .p .m . S yn ch ro n i za t i onr e d uc e s v i b ra t io n a n d e l i mi n a te s t h e u n p l e a sa n t b e a tp r o d u c ed b y u n s y n c h r o n i z e d p r o p e l l e r o p e r a t i on . T h e r ea r e s e v e r a l t y p e s o f s y n c h r o n i z e r s y s t e m s i n u s e .

M a s t e r M o t o r S y n c h r o n i z e r

A n e a r ly t y pe , s t i l l i n u s e o n s o me o p e ra t in g a i r cr a f t ,c o n s i s t s o f a s y n c h r o n i z e r m a s t e r u n i t , f o u ra l t e r n a t o r s , a t a c h o m e t e r , e n g i n e r . p . m . c o n t r o l l e v e r s ,s w i t c h es , a n d w i r i n g . T h e s e c o m p o n en t s a u t o m at i c a l l yc o nt r o l t h e s p e e d o f e a c h e n g i ne a n d s y n c hr o n i z e a l l

e n g i n e s a t a n y d e s i r e d r . p . m .

A s y n c h r o n i z e r m a s t e r u n i t i n c o r p o r a t e s a m a s t e r m o t o rw h i ch m e ch a n ic a l ly d r i ve s f o u r c o nt a c t o r u n i t s ; e a c hc o n t a c t o r u n i t i s e l e c t r i c a l l y c o n n e c t e d t o a na l t e r na to r . T he a l t e r na to r i s a s ma l l , t h r ee -p ha se ,a l te r n at i ng - c ur r e nt g e ne r a to r d r i ve n b y a n a c ce s so r yd r i ve o f t h e e ng i ne . T h e f re qu en cy o f t h e v o l t ag ep r od u c ed b y t h e g e n er a t or i s d i r ec t l y p r o p o r t i on a l t ot h e e n g i n e a c ce s so r y s p ee d . I n a u to m a t i c o p er a t i o n ,t he d e s i re d e ng in e r .p .m . m ay b es et b y m an u a l ly

a d ju s t i ng t h e r . p . m . c o n t ro l l ev e r u n t i l a m as t e rt a c h o me t e r i n d i c a t o r o n t h e i n s t r u m e n t p a n e l i n d i c a t e st h e d e s i r e d r . p . m . A n y d i f f e r e n c e i n r . p . m . b e t w e e n a ne n g i n e a n d t h e m a s t e r m o t o r w i l l c a u s e t h ec or re sp on d i ng c on ta c t or u n i t t o o pe ra te t he p i t ch -c h an g i ng m e c ha n i sm o f t h e p r o pe l l e r u n t i l t h e e n g i n ei s o n - s p e e d ( a t c o r r e c t l y d e s i r e d r . p . m . ) .

O n e - E n g i n e M a s t e r S y s t e m

S y nc h ro n i ze r s y st e ms a r e a l so i n s t a l le d i n l i g h t t w i n-

e n gi n e a i rc ra f t . T yp i ca l l y , s uc h s ys te m s c on s i s t o f as p ec i a l p r o p e l le r g o ve r n or o n t h e l e f t - h a nd e n g in e , a



s l a v e g o v e r n o r o n t h e r i g h t - h a n d e n g i n e , as y n c hr o n i z e r c o n t r o l u n i t a n d a n a c t u at o r i n t h e r i g h t -h a n d e n g i n e n a c e l l e .

T h e p r o p e l l e r g o v e r n o r s a r e e q u i p p e d w i t h m a g n e t i cp i c k u p s t h a t c o u n t t h e p r o p e l l e r r e v o l u t i o n s a n d s e n d as ig na l t o t he s yn ch ro n i ze r u n i t . T he s yn ch ro n i ze r ,w h i c h i s u su a l l y a t ra ns i st o r i ze d u n i t , c om p ar e s t h es i gn a l f r o m t h e t w o p r op e l le r g o ve r n or p i ck u p s . I f t h et wo s ig na ls a re d i f f e re n t , t he p ro pe l l e r s a re o u t o f s y n c h r o n i z a t i o n , a n d t h e s y n c h r o n i z e r c o n t r o lg en e ra te s a d .c . p u l s e w hi ch i s s e nt t o t he s l av ep r o p e l l e r u n i t .

T h e c o n t r o l s i g n a l i s s e n t t o a n a c t u a t o r , w h i c hc o n s i s t s o f t w o r o t a r y s o l e n o i d s m o u n t e d t o o p e r a t e o na c o m m o n s h a f t . A s i g n a l t o i n c r e a s e t h e r . p . m . o f t h e

s l av e p r o pe l l e r i s s e nt t o o n e o f t h es o le n o i d s , w h i c hr o t at es t he s ha f t c lo ck w i se . A s ig -n a l t o d ec re as er . p . m . i s s e nt t o t h e o t h er s o l en o i d , w h i ch m o ve s t h es h a f t i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n .

E a ch p u l s e s ig n al r o t a t e s t he s ha f t a f i xe d a m ou nt . T h i s d i s t a n c e i s c a l l e d a “ s t e p . ” A t t a c h e d t o t h e s h a f ti s a f l e x i b le c a b l e , w h i c h i s c o n n e c te d o n i t s o t h e r e n dt o a t r i m m i n g u n i t . T h e v e r n i e r a c t i o n o f t h e t r i m m i n gu n i t r e g u l a t e s t h e g o v e r n o r a r m .

P R O P E L L E R I C E C O N T R O L S Y S T E M S

E f f e c t s o f P r o p e l l e r I c i n g

I c e f o r m a t i o n o n a p r o p e l l e r b l a d e , i n e f f e c t , p r o d u c e sa d i s t o r t e d b l a d e a i r f o i l s e c t i o n w h i c h c a u se s a l o s s i np r o p e l l e r e f f i c i e n c y . G e n e r a l l y , i c e c o l l e c t su ns ym me tr i c a l l y o n a p ro pe l l e r b la de a nd p ro du ce sp r o p e l l e r u n b a l a n c e a n d d e s t r u c t i v e v i b r a t i o n .

F l u i d S y s t e m s

A t y p i c a l f l u id s y st e m ( f i gu r e 7 - 2 5 ) i n c l u d es a t a nk t oh o l d a s u p p l y o f a n t i - i c i n g f l u i d . T h i s f l u i d i s f o r c e d t oe a ch p r o pe l l e r b y a p u m p. T h e c o n t ro l s y st e m p e r mi t sv a r i a t io n i n t h e p u m pi n g r a t e s o t h at t h e q u a n t i t y o f f l u i d d e l i v e r e d t o a p r o p e l l e r c a n b e v a r i e d , d e p e n d i n go n t he s ev e ri t y o f i c i ng . F l u i d i s t ra ns fe r re d f r om as t at i on a r y n o z z l e o n t h e e n gi n e n os e c a s e i nt o ac i rc u l a r U - sh a pe d c ha nn e l ( s l i ng e r r i ng ) m ou n te d o nt he r e a r o f t he p ro pe l l e r a ss em b l y . T he f l u id u nd erp r es su r e o f c e nt r i f ug a l f o r ce i s t ra n sf e r r e d t h r o ug hn o z z l e s t o e a c h b l a d e s h a n k .



B e c a u s e a i r f l o w a r o u n d a b l a d e s h a n k t e n d s t o d i s p e r s ea n t i - i c in g f l u i d s t o a r e a s o n w h i c h i c e d o e s n o t c o l l e c ti n l a r g e q u a n t i t i e s , f e e d s h o e s , o r b o o t s , a r e i n s t a l l e do n t he b la de l e a d i ng e dg e . T he se f ee d s ho es a re an a r r o w s t r i p o f r u b b e r , e x t e n d i n g f r o m t h e b l a d e s h a n kt o a b l ad e s ta t i on t ha t i s a pp r ox im a te l y 7 5 % o f t hep ro p e l le r r ad iu s . T he f ee d s h oe s a re m ol de d w i t hs e ve r a l p a r a l le l o p e n c h a n ne l s i n w h i ch f l u id w i l l f l o wf r o m t h e b l a d e s h a n k t o w a r d t h e b l a d e t i p b yc e nt r i f ug a l f o rc e . T he f l u i d f l ow s l a te r a l l y f r om t hec h a n n e l s , o v e r t h e l e a d i n g e d g e o f t h e b l a d e .

I so p r o py l a l co ho l i s u s e d i n s om e a n t i - i c i n g s ys te m sb ec au se o f i t s a va i l ab i l i t y a nd l ow c os t . P ho sp ha tec o m p o u nd s a r e c o m p a r ab l e t o i s o p r o p yl a l c o h ol i n a n t i -i c i n g p e r f o r m a n ce a n d h a v e t h e a d - v a n t a g e o f r e d u c e df la mm ab i l i t y . H o we ve r , p ho sp h at e c o mp ou nd s a re

c om p ar a t i v e l y e xp e ns i v e a nd , c on s e q ue n t l y , a re n o tw i d e l y u s e d .

E l e c t r i c a l D e i c i n g S y s t e m s

A n e l e c t r i c a l p r o pe l l e r i c i ng c o nt r o l s y st e m ( f i gu r e 7 -2 6 ) c o n s i s t s b a s i c a l l y o f a n e l e c t r i c a l e n e r g y s o u r c e , ar es i s t an ce h ea t i ng e le me nt , s y s te m c on tr o l s a ndn e c es s ar y w i r in g . T h e h e a t i n g e l e me n t s a r e m o u nt e di n te r na l l y o r e x t e r n al l y o n t he p r op e l l e r s p i n ne r a n db l ad e s. E l e c t r i c a l p ow e r f r om t he a i r - c r a f t s ys te m i st ra ns fe r r ed t o t he p ro pe l l e r h ub t hr ou gh e le c t r i ca l

l ea ds , w hi ch t er mi na te i n s l i p r in gs a n d b ru sh es .F l e x i b l e c o n n e c t o r s a r e u s e d t o t r a n s f e r p o w e r f r o m t h eh u b t o t h e b l a d e e l e m e n t s .

I c in g c o nt r o l i s a c co m p l i s h ed b y c o nv e r t i n g e l e ct r i ca le n e r g y t o h e a t e n e r g y i n t h e h e a t i n g e l e m e n t . B a l a n c e di c e r e m o v a l f r o m a l l b l a d e s m u s t b e o b t a i n e d a s n e a r l ya s p o s s i b l e i f e x c e s s i v e v i b r a t i on i s t o b e a v o i d e d. T oo bt a in b a l an ce d i ce r em ov a l , v a r i a t io n o f h ea t i ngc ur re n t i n t he b la de e le m e nt s i s c on t r o l l e d s o t ha ts i m i l a r h e a t i n g e f f e c t s a r e o b t a i n e d i n o p p o s i t e b l a d e s .

E l ec t r i ca l d e i c i n g s ys te m s a re u s u a l l y d e s i g ne d f o ri nt e rm it t e nt a p p l i c a t i on o f p o w e r t o t h e h e a t i n ge le me nt s t o r em ov e i ce a f t e r f o r ma t i on b ut b e f or ee x c es s i ve a cc um u l at i o n . P ro pe r c on t r o l o f h ea t i ngi n t er va l s a id s i n p re ve nt in g r un ba ck , s in ce h ea t i sa p p l i e d l u s t l o n g e n o u g h t o m e l t t h e i c e f a c e i n c o n t a c tw i t h t h e b l a d e .

I f h e a t s u pp l i ed t o a n i c in g s u r f a ce i s m o r e t h an t h a tr e q u i r e d t o m e l t j u s t t h e i n n e r i c e f a c e , b u t i n s u f f i c i e n tt o e v a p o r a te a l l t h e w a t e r f o r m e d , w a t e r w i l l r u n b a c k

o v e r t h e u n h e a t e d s u r f a c e a n d f r e e z e . R u n b a c k o f t h i s



n a t u r e c a u s e s i c e f o r m a t i o n o n u n c o n t r o l l e d i c i n g a r e a so f t h e b l a d e o r s u r f a c e .

C yc l i ng t i me rs a r e u s e d t o e ne r g i z e t h e h e a t i nge l e m e n t c i r c u i t s f o r p e r i o d s o f 1 5 t o 3 0 s e c o n d s , w i t h ac o m p l e te c y c l e t i m e o f 2 m i n u t e s . A c y c l i n g t i m e r i s a ne l e ct r i c m o to r d r i ve n c o nt a ct o r w h ic h c o nt r o l s p o we rc o n t a c t o r s i n s e p a r a t e s e c t i o n s o f t h e c i r c u i t .

C on tr o l s f o r p ro pe l l e r e le ct r i ca l d e i c i ng s y st em si n c l ud e o n - o f f s w i t c he s , a m me te r s o r l o ad m e te r s t oi n d i c a t e c u r r e n t i n t h e c i r c u i t s , a n d p r o t e c t i v e d e v i c e s ,s u ch a s c u rr e nt l im i t e rs o r c i rc u i t b re ak e rs . T h ea m m e t e r s o r l o a d m e t e r s p e r m i t m o n i t o r i n g o f i n d i v i du a l c i r c u i t c u r r e n t s a n d r e f l e c t o p e r a t i o n o f t h et i m e r .

T o p r e v e n t e l e m e n t o v e r h e a t i n g , t h e p r o p e l l e r d e - i c i n gs y s te m i s g e n e r a l l y u s e d o n l y w h e n t h e p r o p e l l e r s a r er o ta t i ng , a n d f o r s h or t p e r io d s o f t i m e d u r i n g g r o u n dr u n u p .

P R O P E L L E R I N S P E C T I O N A N D M A I N T E N A N C E

T h e p r o p e l l e r i n s p e c t i o n r e q u i r e m e n t s a n d m a i n t e n a n c ep r o c e d u r e s d i s c u s s e d i n t h i s s e c t i o n a r e r e p r e s e n t a t i v eo f t h os e i n w i d e s pr e a d u s e o n m o st o f t h e p r o p e l l e rsd e s c r i b e d i n t h i s c h a p t e r . N o a t t e m p t h a s b e e n m a d e t o

i n c l u d e d e t a i l e d m a i n t e n a n c e p r o c e d u r e s f or ap a rt i cu l ar p r op e l l e r , a nd a l l p r es su r es , f i gu r es , a nds i ze s a r e s o l e l y f o r t h e p u r p o se o f i l l us t ra t i on a n d d on o t h a v e s p e ci f i c a p p l i c a t i o n . F o r m a i n t e n a n c ei n f o r ma t i on o n a s pe c i f i c p ro pe l l e r , a lw ay s r e f er t oa p p l i c a b l e m a n u f a c t u r e r ’ s i n s t r u c t i o n s .

P r o p e l l e r I n s p e c t i o n

P r o p e l l e r s m u s t b e i n s p e ct e d r e g u l a r l y . T h e e x a c t t i m ei n t e r v a l f o r p a r t i c u l a r p r o p e l l e r i n s p e c t i o n s i s u s u a l l y

s p ec i f ie d b y t h e p r o pe l l e r m a nu f a ct u re r . T h e r e g ul a rd a i l y i n sp e ct i on o f p r op e l l e rs v ar i es l i t t l e f r om o n et y pe t o a n ot h e r . T y p i c a l l y i t i s a v i su a l i n s p e ct i o n o f p r op e l le r b l a de s , h u bs , c o nt r o l s , a n d a c ce s so r i e s f o rs e c u r i t y , s a f e t y , a n d g e n e r a 1 c o n d i t i o n . V i s u a li n sp e c t i o n o f t h e b l a d e s d o e s n o t m e a n a c a re l e ss o rc a s u a l o b s e r v a t i o n . T h e i n s p e c t i o n s h o u l d b em e t i cu l ou s e n ou g h t o d e t e ct a n y f l aw o r d e f e ct t ha tm a y e x i s t .

I ns pe ct i o ns p e r fo rm ed a t g re a t e r i n t e r va l s o f t im e ,e .g . , 2 5 , 5 0 , o r 1 00 h ou rs , u su a l l y i n c lu de a v i s ua l

c h e c k o f :



(1) B la d es , s p in ne r s, a n d o t he r e x t e r na l s u r f ac e sf o r e x c e s s i v e o i l o r g r e a s e d e p o s i t s .

(2) W e ld a nd b ra ze s ec t i on s o f b l a de s a nd h ub sf o r e v i d e n c e o f f a i l u r e .

(3) B la de , s p i nn er , a n d h u b s f o r n i ck s , s cr a t ch eso r o th er f l a ws . U se a m ag n i f y i ng g la ss i f n e c e s s a r y .

(4) S p i nn e r o r d o m e s h e l l a t t a ch i ng s c r ew s f ort i g h t n e s s .

(5) T he l ub r i c at i ng o i l l ev e ls w he n ap p l i ca b l e .

I f a p r o p e l l e r i s i n v o l v e d i n a n a c c i d e n t , a n d ap os s i b i l i t y e x i s t s t h at i nt e rn a l d am ag e m ay h av eo cc u r re d . t he p r op e l l e r s ho u l d b e d i s as se m bl e d a ndi ns pe c t ed . W he ne ve r a p ro pe l l e r i s r em ov ed f ro m as ha f t , t he h u b c on e s ea t s , c on e s , a n d o th e r c on ta c tp a rt s s h ou ld b e e xa m in e d t o d e t e ct u n d u e w e ar ,

g a l l i n g , o r c o r r o s i o n .

D u r in g m a j or o v er h au l , t h e p r o pe l l e r i s d i sa s se m b le d ,a nd a l l p ar ts a re i ns pe ct ed a nd c he ck ed f o r s i ze ,t o l e r a n ce s , a n d w e a r . A m a g n e t i c i n s p e c t i o n o r a n o t h e rt y p e o f n o n d e s t r u c t i v e t e s t i s u s u a l l y m a d e a t t h i s t i m et o d e t e r m i n e w h e t h e r a n y f a t i g u e c r a c k s h a v ed e v e l o p e d o n t h e s t e e l c o m p o n e n t s a n d a s s e m b l i e s .

P R O P E L L E R V I B R A T I O N

W h e n p o w e rp l an t v i b ra t i on i s e n c o u n t e re d, i t i ss om et im es d i f f i cu l t t o d e t er mi ne w he th er i t i s t her e su l t o f e ng i ne v i br a t i o n o r p r op e l l e r v i b r at i on . I nm o s t c a s e s t h e c a u s e o f t h e v i b r a t i o n c a n b ed e t er m i ne d b y o b se r v i n g t h e p r op e l le r h u b , d o m e, o rs p in n e r w h i l e t h e e n g i n e i s r u n ni n g w i t h i n a 1 , 2 0 0- t o1 , 5 0 0 - r . p . m . r a n g e , a n d d e t e r m i n i n g w h e t h e r o r n o t t h ep ro p e l le r h ub r ot at es o n a n a bs o lu te l y h or i z on ta lp l a n e . I f t h e p r o p e l l e r h u b a p p e a r s t o s w i n g i n a s l i g h to rb i t , t he v ib ra t i on w i l l n or ma l l y b e c au se d b y t hep ro p e l le r . I f t he p ro pe l l e r h ub d oe s n ot a pp ea r t o

r o t a te i n a n o rb i t , t he d i f f i cu l t y w i l l p ro b ab ly b ec a u s e d b y e n g i n e v i b r a t i o n . W h e n p r o p e l l e r v i b r a t i o n i st he r ea so n f o r e xc es s i ve p ow er p l an t v ib ra t i on , t hed i f f i cu l t y w i l l u su a l l y b e c au se d b y p ro pe l l e r b la deu n b al a n ce , p r o pe l l e r b l a de s n o t t r ac k i ng , o r v a r i a t i o ni n p r op e l le r b l ad e a n g le s e t t i n g s . C h e ck t h e p r o pe l l e rb la de t ra ck i n g a nd t he n t he l ow -p i t ch b la de -a ng les e t t in g t o d et e r - mi ne i f t he y a re t h e c au se o f t hev i b r a t i o n .

I f b o th p r o pe l l e r t r a ck i n g a n d l o w b l a de - a ng l e s e t t i n ga r e c o rr e c t , t h e p r o pe l l e r i s s t at i c a l l y o r d y na m i ca l l y

u n b al a n ce d a n d s h ou l d b e r e p la c ed , o r r e - ba l a nc e d i f p e r m i t t e d b y t h e m a n u f a c t u r e r .



B L A D E T R A C K I N G

B l ad e t r ac k i ng i s t h e p r o ce ss o f d e te rm in i ng t h ep o s i t i on s o f t h e t i p s o f t h e p r o p e l l e r b l a d e s r e l a t i v e t oe a c h o t h e r . T r a c k i n g s h o w s o n l y t h e r e l a t i v e p o s i t i o n o f t h e b l a d e s , n o t t h e i r a c t u a l p a t h . T h e b l a d e s s h o u l d a l lt r a c k o n e a n o t h e r a s c l o s e l y a s p o s s i b l e . T h ed i f fe r e nc e i n t r a c k a t l i k e p o i nt s m u s t n o t e x c e ed t h et o l e r a n c e s p e c i f i e d b y t h e p r o p e l l e r m a n u f a c t u r e r .

T h e d e s i g n a n d m a n u f a c t u r e o f p r o p e l l e r s i s s u c h t h a tt he t i p s o f t he b l ad e s w i l l g i v e a g oo d i nd i ca t i o n o f t r a c k i ng . T h e f o l l o w i ng m e t h o d f o r c h e c k i n g t r a c k i n g i sn o r m a l l y u s e d .

(1) I n s t a l l a h e a v y w i r e o r s m a l l r o d o n t h e

l ea d i ng e dg e o f t he a i r c r a f t w in g o r o th e rs u i t ab l e a re a o f t he a i rc ra f t u n t i l i t l i gh t l yt o u c he s t h e p r o p e l l e r b l a d e f a c e n e a r t h e t i p( f i g u r e 7 - 2 7 )

(2) R ot a t e t h e p r op e l l e r un t i l t he n ex t b l ad e i s i nt h e s a m e p o s i t i o n a s t h e f i r s t b l a d e , a n d m e a -s u r e t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e r o d a n d b l a d e .C on t i n ue t h i s p r oc e ss u n t i l a l l b l ad es h av eb e e n c h e c k e d .

C H E C K I N G A N D A D J U S T I N G P R O P E L L E R B L A D EA N G L E S

W h en a n i m p ro p e r b l a d e - an g l e s e t t i ng i s f o u nd d u r in gi n s t a l l a t i o n o r i s i n d i c a t e d b y e n g i n e p e r f o r m a n ce , t h ef o l l o w i n g m a i n t e n a n c e g u i d e l i n e s a r e u s u a l l y f o l l o w e d :

(1) F r o m t h e a p p l i c a b l e m a n u f a c t u r e r ’ si n s t r uc t io n s , o b ta i n t h e b l a de - an g l e s e t t i n ga nd t he s ta t i o n a t w h i c h t h e b l ad e a ng le i s

c he c ke d . D o n o t u se m e ta l s c r i be s o r o th e rs h a r p - p o i n t e d i n s t r u m e nt s t o m a r k t h el o c a t i o n o f b l a d e s t a t i o n s o r t o m a k er e f e r en ce l in es o n p ro pe l l e r b l a de s , s in ces u ch s u r f a ce s c ra t ch e s c a n e v en t ua l l y r e su l ti n b l a d e f a i l u r e .

(2) U se a u n i ve rs a l p ro pe l l e r p ro t r ac to r t o c h ec kt h e b l a d e a n g l e s w h i l e t h e p r o p e l l e r i s o n t h ee n g i n e .

U s e o f t h e U n i v e r s a l P r o p e l l e r P r o t r a c t o r

T h e u n i v e r s a l p r o p e l l e r p r o t r a c t o r c a n b e u s e d t o c h e c kp ro p e l le r b la de a ng l es w he n t he p ro pe l l er i s o n a



b a la nc i ng s ta nd o r i n s ta l le d o n t he a i rc ra f t e n gi ne .F ig ur e 7 -2 8 s h ow s t h e p ar ts a nd a d j us t me nt s o f au n i v e r s a l p r o p e l l e r p r o t r a c t o r . T h e f o l l o w i n gi n s t r u c t i o n s f o r u s i n g t h e p r o t r a c t o r a p p l y t o ap r op e l l e r i n s ta l le d o n t he e ng in e . T u r n t he p ro p el l e ru n t i l t he f i r s t b l ad e t o b e c he c ke d i s h o r i zo n ta l w i tht he l ea d i ng e dg e u p. P la ce t he c or ne r s p i r i t l ev e l( f i g u r e 7 - 2 8 ) a t r i g h t a n g l e s t o t h e f a c e o f t h ep r o t r a ct o r . A l i g n d e g r e e a n d v e r n i e r s c a l e s b y t u r n i n gt h e d i s k a d j u s t e r b e f o r e t h e d i s k i s l o c k e d t o t h e r i n g .

T h e l o c k i n g d e v i c e i s a p i n t h a t i s h e l d i n t h e e n g a g e dp o s i t i o n b y a s p r i n g . T h e p i n c a n b e r e l e a s e d b y p u l l i n gi t o u t - w a r d a n d t u r n i n g i t 9 0 º .

R e l e a s e t h e r i n g - t o - f r a m e l o c k ( a r i g h t - ha n d s c r e w w i t ht h um b n u t ) a n d t u rn t h e r i n g u n t i l b o t h r i n g a n d d i skz e r o s a r e a t t h e t o p o f t h e p r o t r a c t o r .

C he c k t he b l ad e a ng le b y d e t e rm in i ng h ow m uc h t hef l a t s i d e o f t h e b l o c k s l a n t s f r o m t h e p l a n e o f r o t a t i o n .F i r s t , l o c a t e a p o i n t t o r e p r e s e nt t h e p l a n e o f r o t a t i o nb y p l a c i n g t h e p r o t r a ct o r v e r t i c a l l y a g a i n s t t h e e n d o f t h e h u b n u t o r a n y c o nv e n i e n t s u r fa c e k n o w n t o l i e i nt he p l an e o f p r op e l l e r r o ta t i on . K ee p t he p r ot ra c t o rv e rt i ca l b y t he c or n er s p i r i t l ev e l , a n d t u r n t he r i n ga d j u s te r u n t i l t h e c e n t e r s p i r i t l e v e l i s h o r i z o n t a l . T h i ss e t s t h e z e r o o f t h e v e r n i e r s c a l e a t a p o i n tr e p r e s e nt i n g t h e p l a n e o f p r o p e l l e r r o t a t i on . T h e n l o c kt h e r i n g t o t h e f r a m e .

H o l d i n g t h e p r o tr a c to r b y t h e h a nd l e w i th t h e c u r v e de dg e u p , r e le a se t h e d i sk - t o - r i ng l oc k . P l ac e t h ef o r wa r d v e r t i ca l e d ge ( t he e d ge o p p os i te t h e o n e f i r s tu s ed ) a g a in s t t h e b l ad e a t t h e s t a t io n s p e c i f i ed i n t h em a n u f a c t u r e r ’ s i n s t r u c t i o n s . K e e p t h e p r o - t r a c t o rv e r t i c a l b y t h e c o r n e r s p i r i t l e v e l , a n d t u r n t h ed i s k a d j u s t e r u n t i l t h e c e n t e r s p i r i t l e v e l i sh o r i z o n t a l . T h e n u m b e r o f d e g r e e s a n d t e n t h s o f ad e g r e e b e t w e e n t h e t w o z e r o s i n d i c a t e s t h e b l a d ea n g l e .

I n d e t e r m i n i n g t h e b l a d e a n g l e , r e m e m b e r t h a tt e n p o i n t s o n t h e v e r n i e r s c a l e a r e e q u a l t o n i n ep o i n t s o n t h e d e g r e e s c a l e . T h e g r a d u a t i o n s o nt h e v e r n i e r s c a l e r e p r e s e n t t e n t h s o f a d e g r e e ,b u t t h o s e o f t h e d e g r e e s c a l e r e p r e s e n t w h o l ed e g r e e s . T h e n u m b e r o f t e n t h s o f a d e g r e e i n t h eb l a d e a n g l e i s g i v e n b y t h e n u m b e r o f v e r n i e r -s c a l e s p a c e s b e t w e e n t h e z e r o o f t h e v e r n i e rs c a l e a n d t h e v e r n i e r - s c a l e g r a d u a t i o n l i n en e a r e s t t o p e r f e c t a l i g n m e n t w i t h a d e g r e e - s c a l eg r a d u a t i o n l i n e . T h i s r e a d i n g s h o u l d a l w a y s b e

m a d e o n t h e v e r n i e r s c a l e . T h e v e r n i e r s c a l ei n c r e a s e s i n t h e s a m e d i r e c t i o n t h a t t h e p r o -



t r a c t o r s c a l e i n c r e a s e s . T h i s i s o p p o s i t e t o t h ed i r e c t i o n o f r o t a t i o n o f t h e m o v i n g e l e m e n t o f t h ep r o t r a c t o r .

A f t e r m a k i n g a n y n e c e s s a r y a d j u s t m e n t o f t h eb l a d e , l o c k i t i n p o s i t i o n a n d r e p e a t t h e s a m eo p e r a t i o n s f o r t h e r e m a i n i n g b l a d e s o f t h ep r o p e l l e r .

P R O P E L L E R B A L A N C I N G

P r op e l l er u n ba l a nc e , w h i c h i s a s o ur c e o f v i b r a t i o n i na n a i r c r a f t , m a y b e e i t h e r s t a t i c o r d y n a m i c . P r o p e l l e rs t at i c u n ba l a nc e o c cu r s w h en t h e c e n t e r o f g r a v i t y o f t h e p r op e l l e r d oe s n o t c o i nc i de w i t h t h e a x i s o f r o t a t i o n .

D y na m i c u n b a l an c e r e su l t s w h e n t h e c e n te r o f g r av i tyo f s i m i l a r p ro p e l l er e l em e n ts , s u c h a s b l ad es o rc o un t e rw e i gh t s , d o es n o t f o l l o w i n t h e s a m e p l an e o f r o ta t i o n. S in ce t he l en g th o f t he p r op e l l e r a s s em b lya l o ng t h e e n g i n e c r a n k sh a f t i s s h or t i n c o mp a r i s o n t oi t s d i a m e te r , a n d s i nc e t h e b l a de s a r e s e cu r e d t o t h eh u b s o t h e y l i e i n t h e s a m e p l a n e p e r p e n d ic u l a r t o t h er u nn in g a x i s , t he d y n am i c u n - b al a nc e r e su l t i n g f r omi m p r o p e r m a s s d i s t r i b u t i o n i s n e g l i g i b l e , p r o v i d e d t h et r a c k t o l e r a n c e r e q u i r e m e n t s a r e m e t .

A no th e r t yp e o f p ro pe l l e r u nb a l an ce , a er od yn am icu nb a l a nc e , r e su l t s w he n t he t h r u st , ( o r p u l l ) o f t heb la de s i s u n eq ua l . T h i s t y pe o f u n ba la n ce c an b el a r g e l y e l i m i n a t e d b y c h e c k i n g b l a d e c o n t o u r a n d b l a d ea n g l e s e t t i n g .

S t a t i c B a l a n c i n g

S t a t i c b a l a n c i n g c a n b e d o n e b y t h e s u s p e n s i o n m e t h o do r b y t h e k n i f e - e d g e m e t h o d . I n t h e s u s p e ns i o n m e t h o dt h e p r o p e l l e r o r p a r t i s h u n g b y a c o r d , a n d a n y

u nb a l an ce i s d et e r mi ne d b y n ot in g t he e cc en t r i c i t yb e tw e e n a d i s k f i rm ly a t t a c h e d t o t h e c o r d a n d ac y l i n d e r a t t a c h e d t o t h e a s s e m b l y o r p a r t b e i n g t e s t e d .

T h e s u s p e n s i o n m e t h o d i s u s e d l e s s f r e q u e n t l y t h a n t h es i m p l e r a n d m o r e a c c u r a t e k n i f e - e d g e m e t h o d .

T h e k n i f e - e d g e t e s t s t a n d ( f i g u r e 7 - 2 9 ) h a s t w oh a rd en e d s t e e l e d g e s m o u nt ed t o a l lo w t h e f re er o t a t i on o f a n a s s e m b l e d p r o p e l l e r b e t w e e n t h e m . T h ek n i f e - e d g e t e s t s t a n d m u s t b e l o c a t e d i n a r o o m o r a r e at h a t i s f re e f ro m a ny a i r m o t i on , a n d p r ef er - a b l yr e m o v e d f r o m a n y s o u r c e o f h e a v y v i b r a t i o n .



T h e s t a n d a r d m e t h o d o f c h e c k i n g p r o p e l l e r a s s e m b l yb a l a n c e i n v o l v e s t h e f o l l o w i n g s e q u e n c e o f o p e r a t i o n s :

( 1 ) I n s e r t a b u s h i n g i n t h e e n g i n e s h a f t h o l e o f t h ep r o p e l l e r .( 2 ) I n s e r t a m a n d r e l o r a r b o r t h r o u g h t h e b u s h i n g .( 3 ) P l a c e t h e p r o pe l l e r a s s e mb l y s o t h at t h e e n d so f t h e a r b o r a r e s u p p o r t e d u p o n t h e b a l a n c e s t a n dk n i f e - e d g e s . T h e p r o p e l l e r m u s t b e f r e e t o r o t a t e .

I f t h e p r o p e l l e r i s p r o p e r l y b a l a n c e d , s t at i c a l l y , i t w i l lr e m a i n a t a n y p o s i t i o n i n w h i c h i t i s p l a c e d . C h e c k t w o -b l a d e d p r o p e l l e r a s s e m bl i e s f o r b a l a n c e , f i r s t w i t h t h eb l a de s i n a v e r t i ca l p o s i t i on a n d t h e n w i t h t h e b l ad e si n a h o r i zo n t a l p o s i t i on ( f i g ur e 7- 29 ) . R e pe a t t h ev e rt ic a l p o s i t i on c h ec k w i th t h e b l ad e p o s i t i on sr e v e r s e d; t h a t i s , w i t h t h e b l a d e w h i c h w a s c h e c k e d i nt h e d o w n w a r d p o s i t i o n p l a c e d i n t h e u p w a r d p o s i t i o n .

C he ck a t h r ee - b la de d p ro pe l l e r a ss em b l y w i t h e ac hb l a d e p l a c e d i n a d o w n w a r d v e r t i ca l p o s i t i o n , a s s h o w ni n f i g u r e 7 - 3 0 .

D ur i n g a p ro pe l l e r s ta t i c b a l an ce c he ck , a l l b l a de sm u st b e a t t he s am e b la de a ng le . B e fo r e c on d uc t i n gt h e b a l a n ce c h ec k , i n s p ec t t o s e e t h a t e a c h b l ad e h a sb e e n s e t a t t h e s a m e b l a d e a n g l e .

U n l e ss o th e rw i se s pe c i f i ed b y t he m an u fa c t u r e r , a na c ce p t ab l e b a la n c e c h ec k r e q ui r e s t h at t h e p r op e l le r

a ss em bl y h av e n o t en de nc y t o r o t a t e i n a ny o f t hep o si t i on s p re v i ou s l y d e sc r i be d. I f t h e p ro p e l le rb a l a n c e s p e r f e c t l y i n a l l d e s c r i b e d p o s i t i o n s , i t s h o u l da l so b a l a nc e p e rf e ct l y i n a l l i n te r me d ia te p o s i t i o ns .W he n n ec es sa ry , c he ck f o r b a l an ce i n i n t er me d i a t ep o s i t i o n s t o v e r i f y t h e c h e c k i n t h e o r i g i n a l l y d e s c r i b e dp o s i t i o n s .

W h e n a p r op e l l e r a s s e mb ly i s c h e ek e d f or s t a t i cb a l a n c e a n d t h e r e i s a d e f i n i t e t e n d e n c y o f t h ea s se m b ly t o r o ta t e , c e r ta i n c o r r e c t i o ns t o r e m ov e t h e

u n b a l a n c e a r e a l l o w e d .

( 1 ) T he a dd i t i o n o f p er ma ne n t f i x ed w e i gh ts a ta c c e p ta b l e l o c a t i o n s w h e n t h e t o t a l w e i g h t o f t h ep r o p e l l e r a s se m b l y o r p a r t s i s u n d e r t h e a l l o w a b lel i m i t .( 2 ) T h e r e m o v a l o f w e i g h t a t a c c e p t a b l e l o c a t i o nsw h e n t h e t o t a l w e i g h t o f t h e p r o p e l l e r a s s e m bl y o rp a r t s i s e q u a l t o t h e a l l o w a b l e l i m i t .

T h e l o c a t i o n f o r r e m o v a l o r a d d i t i o n o f w e i g h t f o rp r o p e l l e r u n b a l a n ce c o r r e c t i o n h a s b e e n d e t e r m i n e d b y

t h e p r o pe l l e r m a n u f ac t ur e r . T h e m e t ho d a n d p o i n t o f



a p p l i c a t i on o f u n ba l a nc e c o rr e c t i o n s m u s t b e c h e ck e dt o s e e t h a t t h e y a r e a c c o r d i n g t o a p p l i c a b l e d r a w i n g s .

S E R V I C I N G P R O P E L L E R S

P r o p e l l e r s e r v i c i n g i n c l u d e s c l e a n i n g , l u b r i c at i n g , a n dr e p l e n i s h i n g o p e r a t i n g o i l s u p p l i e s .

C l e a n i n g P r o p e l l e r B l a d e s

A l u mi n u m a n d s t e el p r op e l le r b l a de s a n d h u b s u s u a l l ya re c le an ed b y w as h in g t he b la de s w i t h a s u i t a b l ec l ea n i ng s o l ve nt , u s i ng a b r u sh o r c lo t h . A c i d o rc a us t i c m a te r i a l s s h ou l d n o t b e u s e d. P o we r b u f fe r s ,s t e e l w o o l , s t e e l b r u s h e s , o r a n y o t h e r t o o l o rs u b s ta n c e t h a t m a y s c r a t c h o r m a r t h e b l a d e s h o u l d b e

a v o i d e d .

I f a h i g h p o l i s h i s d e s i r e d , a n u m b e r o f g o o d g r a d e s o f c o m m e r c i a l m e t a l p o l i s h a r e a v a i l a b l e . A f t e rc o m p l e t i n g t h e p o l i s h i n g o p e r a t i o n , a l l t r a c e s o f p o l i s hs h ou l d b e i m m ed i a te l y r e m ov e d . W h en t h e b l a d e s a r ec le an , t he y s ho ul d b e c oa te d w i t h a c le an f i l m o f e n g i n e o i l o r s u i t a b l e e q u i v a l e n t .

T o c l e a n w o o d e n p r o p e l l e r s , w a r m w a t e r a n d a m i l ds o a p c a n b e u s e d , t o g e t h e r w i t h b r u s h e s o r c l o t h .

I f a p ro p e l le r h as b ee n s u bj ec t ed t o s a l t w at er , i ts h ou l d b e f l us h e d w i t h f r e s h w a t e r u n t i l a l l t r a c e s o f s a l t h a ve b e e n r e m o v e d. T h is s h ou l d b e a c co m pl i s he da s s o o n a s p o s s i b l e a f t er t h e s a l t w a t e r h a s s p la s he do n t h e p r op e l le r , r e g ar d l es s o f w h e th e r t h e p r o pe l l e rp a r t s a r e a l u m i n u m - a l l o y , s t e e l , o r w o o d . A f t e rf l u sh in g , a l l p ar t s s ho u l d b e d r i ed t ho ro ug h l y , a ndm e t a l p a r t s s h o u l d b e c o a t ed w i t h c l e a n e n g i n e o i l o r as u i t a b l e e q u i v a l e n t .

P r o p e l l e r l u b r i c a t i o n

H y d r o ma t i c p r o p e l l e r s o p e r a t e d w i t h e n g i n e o i l d o n o tr e q u i r e l u b r i c a t i on . E l e c t r i c p r o p e l l e r s w i l l r e q u i r e o i l sa n d g r e a s e s f o r h u b l u b r i c a n ts a n d p i t c h c h a n g e d r i v em e c h a n i s m s .

P r op e r p r op e l le r l u br i c at i o n p r oc e d ur e s , w i th o i l a n dg re as e s pe c i f i ca t i on s , a re u su a l l y p ub l i s h ed i n t hem a n u f a ct u r e r ’ s i n s t r uc t i o n s . E x p e r i e nc e i n d i c a te s t h a tw a t e r s o m e t i m e s g e t s i n t o t h e p r o p e l l e r b l a d e b e a r i n ga s s e m b l y o n s o m e m o d e l s o f p r o p e l l e r s . F o r t h i s r e a s o nt h e p r o pe l l e r m a n uf a c tu r e r ’ s g r e as i ng s c he d u le m u st

b e f o l l o we d t o e ns ur e p ro pe r l ub r i ca t i on o f m ov in gp a r t s . C r e as e r e p l a ce m e n t t h ro u gh a t ta c he d p r e ss u re



f i t t i n gs ( ze r ks ) m u st b e d on e i n a cc o r d an ce w i th t hem a n u f a c t u r e r ’ s i n s t r u c t i o n s .

T h e r e s e r v o i r o i l l e v e l m u s t b e c h e c k e d a t s p e c i f i e di nt e rv a l s o n p ro p e l l e rs t h a t h a v e s e l f - c o n t a i ne dh yd r au l i c u n i t s . U su a l l y t h i s t yp e o f p r op e l l e r m u sth a v e o n e o f t h e b l a d e s ( g e n e r a l l y N o . 1 ) p o s i t i o n e d s ot h a t t h e o i l i s v i s i b l e i n a s i g h t g l a s s o n t h e s i d e o f t h er e se r v o i r . E x t r e m e c a r e m u st b e u s ed w h en s e r v i c i ngt h e r e s e r v o i r t o a v o i d o v e r f i l l i n g a n d s e r v i c i n g w i t h t h ew r o n g s p e c i f i c a t i o n o i l .

T U R B O P R O P P R O P E L L E R

T h e t u r b o p r o p p r o p e l l e r i s o p e r a t e d b y a g a s t u r b i n ee ng i ne t hr ou gh a r ed u ct io n- ge ar a ss e mb ly . I t h as

p r o v e d t o b e a n e x t r e m e l y e f f i c i e n t p o w e r s o u r c e . T h ec o m b i n at i o n o f p r o p e l l e r , r e d u c t io n - g e a r a s s e m b l y , a n dt u r b i n e e n g i n e i s r e f e r r e d t o a s a t u r b o p r o pp o w e r p l a n t .

T u r b o p r o p e n g i n e s a r e u s e d o n a i r c r a f t r a n g i n g i n s i z ef ro m l a r ge f ou r - en gi ne t r an sp or ts t o m ed iu m- s i zee x e c u t i v e a n d r e l a t i v e l y s m a l l t w i n - e n g i n e a i r c r a f t . T h ef ol lo w i ng d i sc us s i on i s d i re ct e d t o w a rd a t u rb o -p r op e l le r t h a t c o ns i s t s o f c o m po n e nt s a n d a s se m b l ie st y p i c a l o f m a n y t u r b o p r o p a i r c r a f t .

U n l i k e t he t u rb o j e t e ng in e , w hi ch p ro du ce s t h ru std i r e c t l y , t h e t u r b o p r o p e n g i n e p r o d u c e s t h r u s ti n d i r e c t l y , s i n c e t h e c o m p r e s s o r a n d t u r b i n e a s s e m b l yf u r n i s h e s t o r q u e t o a p r o p e l l e r , w h i c h , i n t u r n ,p ro du ce s t he m aj o r p or t i on o f t he p ro pu ls iv e f o r cew h i ch d r i ve s t h e a i rc r a f t . T h e t u rb o p ro p f u e l c o n tr o la n d t h e p r o p e l l e r g o v e r n o r a r e c o n n e c te d a n d o p e r a t ei n c o o r d i na t i on w i th e ac h o t he r . T h e p ow e r l ev e rd i r e c t s a s i g n a l f r o m t h e c o c k p i t t o t h e f u e l c o n t r o l f o ra s p e ci f i c a m o u nt o f p o w e r f r o m t h e e n g i ne . T h e f u e lc o nt r o l a n d t h e p r op e l le r g o ve r n or t o ge t h er e s ta b l i s h

t h e c o rr e ct c o m b i na t i on o f r . p . m . , f ue l f lo w , a n dp ro pe l l e r b la de a ng le t o c re a t e s uf f i c i en t p ro pe l l e rt h r u s t t o p r o v i d e t h e d e s i r e d p o w e r .

T h e p r o p e l l e r c o n t r o l s y s t e m i s d i v i d e d i n t o t w o t y p e so f c o n t r o l : O n e f o r f l i g h t a n d o n e f o r g r o u n d o p e r a t i on .F o r f l i g h t , t h e p r o p e l l e r b l a d e a n g l e a n d f u e l f l o w f o ra n y g i v e n p o w e r l e v e r s e t t i n g a r e g o v e r n e da u to m a ti c a l l y a c co r d in g t o a p r e de t e rm i n ed s c he d u le .B e lo w t he “ f l i g h t i d l e ” p o w e r l e ve r p os i t i on t h ec oo rd in at ed r .p .m . b la de a n g l e s c he du le b ec o me si n c ap a b le o f h a nd l i ng t h e e n g i n e e f f i c i e nt l y . H e r e t h e

g r ou n d h a nd l i ng r a n ge , r e f er r e d t o a s t h e b e t a r a ng e ,i s e n co u n te re d. I n t h e b e ta r a ng e o f t he t h ro t t l e



q u a d r a nt , t h e p r o p e l le r b l a d e a n g l e i s n o t g o v e r ne d b yt h e p r o p e l l e r g o v e r n o r , b u t i s c o n - t r o l l e d b y t h e p o w e rl e ve r p o s i t i on . W h en t h e p o w e r l e ve r i s m o ve d b e lo wt he s ta r t p os i t i o n , t he p r op e l l e r p i t ch i s r e ve r se d t op ro v i de r ev er se t h r us t o r r ap id d ec e l e r a t i o n o f t hea i r c r a f t a f t e r l a n d i n g .

A c ha ra c t e r i s t i c o f t he t u r b op ro p i s t ha t c ha ng e s i np o w er a r e n o t r e l at e d t o e n g i n e s p e e d , b u t t o t u rb i n ei n l e t t e m p e r a t u r e . D u r i n g f l i g h t t h e p r o p e l l e r m a i n t a i n sa c on s t an t e ng i ne s pe e d. T h i s s pe e d i s k no w n a s t he1 0 0 % r a t ed s p ee d o f t h e e n g i ne , a n d i t i s t h e d e s ig ns p e e d a t w h i c h m o s t p o w e r a n d b e s t o v e r a l l e f f i c i e n c yc a n b e o b t a i ne d. P o w er c h an ge s a r e e f f ec t e d b yc h a n g i ng t h e f u e l f l o w . A n i n c r e a s e i n f u e l f l o w c a u s e sa n i n c r e a s e i n t u r b i n e i n l e t t e m p e r a t u r e a n d ac or re sp on d i ng i n - c r ea se i n e ne rg y a va i l ab le a t t he

t u r b i n e . T h e t u r b i n e a b s o r b s m o r e e n e r g y a n d t r a n s m i t si t t o t h e p r o p e l l er i n t h e f o r m o f t o r q u e . T h e p r o p e l l e r ,i n o rd e r t o a bs or b t he i nc re as ed t o r qu e , i n c re as esb l a d e a n g l e , t h u s m a i n t a i n i n g c o n s t a n t e n g i n e r . p . m .

T h e N T S ( n e g a t i v e t o r q u e s i g n a l ) c o n t r o l s y s t e m ( f i g u r e7 - 3 1 ) p r o v i d e s a s i g n a l w h i c h i n c r e a se s p r o p e l l e r b l a d ea n g l e t o l i m i t n e g a t i v e s h a f t t o r q u e . W h e n ap r ed e te r mi ne d n e g a t i ve t o rq u e i s a p pl ie d t o t h er ed uc t i on g ea rb ox , t he s ta t i on ar y r i n g g ea r m ov esf or w ar d a ga i n st t h e s p r i ng f o rc e d u e t o a t o r q uer e ac t i on g e ne ra te d b y h e l i ca l s p l in e s. I n m o vi ng

f or wa r d , t h e r in g g ea r p u sh es t w o o pe ra t in g r od st h r o ug h t he r e du c t i o n g e ar n os e . O ne o r b o th o f t her o d s m a y b e u s e d t o s i g n a l t h e p r o p e l l e r a n d i n i t i a t e a ni n c r e a se i n p r o p e l l e r b l a d e a n g l e . T h i s a c t i o n ( t o w a r d sh i g h b l a d e a n g l e ) c o n t i n u e s u n t i l t h e n e g a t i v e t o r q u e i sr e l i e v e d , r e s u l t i n g i n t h e p r o p e l l e r r e t u r n i n g t o n o r m a lo p e r a t i o n .

T h e N T S s y s t e m f u n c t i o n s w h e n t h e f o l l o w i n g e n g i n eo p e ra t in g c o nd i t i o n s a r e e n co u n te r e d : t e mp o r ar y f u e li n te r r up t i on s , a i r g u s t l o ad s o n t h e p r o pe l l e r , n o r ma l

d e s c e n t s w i t h l e a n f u e l s c h e d u l i n g , h i g h c o m p r e s s o r a i rb l e ed c on d i t i on s a t l ow p ow er s et t i ng s , a nd n or ma ls h u t d o w n s .

T h e T S S ( t h r u s t s e n s i t i v e s i g n a l ) i s a s a f e t y f e a t u r ew h i ch a c tu a t es t h e p r o p e l l e r f e a th e r l e v er . I f a p o w erl o s s o c c u r s d u r i n g t a k e o f f , p r o p e l l e r d r a g i s l i m i t e d t ot h at o f a f e a th e r ed p r op e l le r , r e d uc i n g t h e h a za r d s o f y a w i n g i n m u l t i - e n g i n e a i r c r a f t . T h i s d e v i c ea u to ma t i c a l l y i n c re a se s b l ad e a n gl e a nd c au s e s t hep r o p e l l e r t o f e a t h e r .

T h e T S S s y s t e m c o n s i s t s o f a n e x t e r n a l l y m o u n t e ds wi t c h a ss em b l y o n t he r i g h t s id e o f t he r ed uc t i on



g e ar bo x . A p lu ng e r e x t e nd s i n to t he s w i t c h f r om t hei ns i de o f t he g ea rb ox . A s p r i ng l oa ds t he p lu ng era g ai n st t he t h r u st s i gn a l l e ve r m ou n te d i n - s i de t heg e a rb o x a n d c o n ta c ts t h e o u t e r r i n g o f t h e p r o p s h af tt h r u s t b e a r i n g . W h e n p r o p e l l e r p o s i t i v e t h r u s t e x c e e d sa p r e d e t e r m i n e d v a l u e , t h e p r o p s h a f t a n d b a l l b e a r i n gm o v e f o r w a r d c o m p r e s s i n g t w o s p r i n g s l o c a t e d b e t w e e nt h e t h r us t - a n d r o l le r - be a r in g a s se m b l ie s . T h e t h r us ts i g n a l l e v e r f o l l o w s t h e o u t e r r i n g , a n d t h e T S S p l u n g e rm o ve s i n to t h e f r o n t g e a r b ox . T h e T S S s y st e m i s t h e na rm ed f o r t ak eo f f a nd a ut om at i c o pe ra t i on . A t a nys u b s e q u e n t t i m e w h e n p r o p e l l e r t h r u s t d e c r e a s e s b e l o wt h e p r e de t e rm i n ed v a lu e , s p r i n g f o r ce m o ve s t h e p r o ps ha f t r ea rw ar d . W he n t h i s o cc ur s , t he T SS p lu ng erm o v e s o u t w a r d e n e r g i z i n g t h e a u t o f e at h e r s y s t e m . T h i ss i g n a l s t h e p r o p e l l e r t o i n c r e a s e b l a d e a n g l e .

A s a f e t y c o u p l i n g ( f i g u r e 7 - 3 2 ) d i s e n g a g e s t h er e d u c t i on g e a r f r o m t h e p o w e r u n i t i f t h e p o w e r u n i t i so p er at i ng a b ov e a p r e se t n e g at i v e t o r q u e v a l u ec o n s i d er a b l y g r e a t e r t h a n t h a t r e q u i r e d t o a c t u a t e t h eN TS . T he c ou p l i n g c on s i s t s e ss en t i a l l y o f a n i nn e rm e m be r s p l i n e d t o t h e p i n i o n s h a f t , a n o u t er m e m be rb o l te d t o t he e x t en s i on s ha f t , a nd a n i n t er me d i a t em e m b e r c o n n e c t e d t o t h e i n n e r m e m b e r t h r o u g h h e l i c a lt e e t h a n d t o t h e o u t e r m e m b e r t h r o u g h s t r a i g h t t e e t h .

T h e r e a c t i o n o f t h e h e l i c a l t e e t h m o v e s t h e i n t e r -m e d ia t e m e m b e r f o rw a r d a n d i n t o m e s h w h e n p o s i t i v e

t o rq u e i s a p p l i e d , a n d r e a r wa r d a n d o u t o f m e s h w h e nn e g a t i v e t o r q u e i s a p p l i e d . T h u s , w h e n a p r e d e t e r m i n e dn e ga t i ve t o r q ue i s e x ce ed e d, t he c ou p l i n g m e mb e rsd i se ng a g e a u t om at i c a l l y . R e- en g a g e me nt i s a l s oa u to m a ti c d u r in g f e a th e r in g o r p o w er u n i t s h ut d ow n .

T h e s a f e t y c o u p l i n g w i l l o p e r a t e o n l y w h e n n e g a t i v et o r q u e i s e x c e s s i v e .

R e d u c t i o n G e a r A s s e m b l y

A r e du ct i on g ea r a ss e mb l y i s s ho wn i n f i g u re 7 - 33 . I t

i n c or po ra te s a s i n g l e p ro pe l l e r d r i ve s ha f t , a n N TSs y st e m , a T S S s y s t em , a s a fe t y c o up l i ng , a p r o pe l l e rb r ak e , a n i n de p e nd e n t d r y s u m p o i l s y s- t e m, a n d t h en e ce s s ar y g e ar i ng a r r an g em e nt . T he p r op e l l e r b r ak e( f i g u r e 7 - 3 3 ) i s d e s i g n e d t o p r e v e n t t h e p r o p e l l e r f r o mw in dm i l l i ng w he n i t i s f ea t he re d i n f l i gh t , a n d t od e cr e as e t h e t i me f or t h e p ro p e l le r t o c o m e t o ac om p le te s to p a f te r e n gi n e s hu td ow n . T he p ro pe l le rb r a k e i s a f r i c t i o n - c o n e t y p e , c o n s i s t i n g o f a s t a t i o n a r yi n n e r m e m b e r a n d a r o t a t i n g o u t e r m e m b e r w h i c h , w h e nl o c k e d , a c t s u p o n t h e p r i m a r y s t a g e r e d u c t i o n g e a r i n g .D ur i n g n or ma l e ng in e o pe ra t i on , r ed uc t i on g ea r o i l

p r e s s u re h o l d s t h e b r a k e i n t h e r e l e a s e d p o s i t i o n . T h i si s a c co m p l i s he d b y o i l p r e s s ur e w h i ch h o ld s t h e o u t e r



m e m b e r a w a y f r o m t h e i n n e r m e m b e r . W h e n t h ep r op el le r i s f e at h e re d o r a t e ng i ne s h u t d o w n, a sr e du c t i on g ea r o i l p re s su re d ro ps o f f , t he e f f e ct i veh yd r au l i c f o rc e d e cr e as es , a n d a s p r i n g f o rc e m ov e st h e o u t e r m e m b e r i n t o c o n t a c t w i t h t h e i n n e r m e m b e r .

T h e p o w e r u n i t d r i v e s t h e r e d u c t i o n g e a r a s s e m b l yt h r o u g h a n e x t e n s i o n s h a f t a n d t o r q u e me t e r a s s e m b l y .

T h e r e d u c t i o n g e a r a s s e m b l y i s s e c u r e d t o t h e p o w e ru n i t b y t h e t o r q u em e t er h o u si n g w h i ch s e r ve s a s t h eb o tt om s up po r t a nd p a i r o f t he s t r u ts s e r v i n g a s t het o p s u p p o r t .

T h e t i e s t r u t s a s s i s t i n c a r r y i n g t h e l a r g e o v e r - h a n g i n gm om en ts a nd f o r ce s p ro du ce d b y t he p ro pe l l e r a ndr ed uc t i on g ea r . T he f ro nt e nd s o f t he s tr u t s h av ee c c e n t r i c p i n s w h i c h a r e s p l i n e d f o r l o c k i n g . T h e s e p i n s

a d ju s t t he l e ng th o f t he s t r u t t o c om p en s a te f o r t hem a nu fa c t u r i ng t o l e ra nc e s o n t he d r i v e s ha f t h ou s i nga n d i n t e r c o n n e c t i n g p a r t s .

T u r b o - P r o p e l l e r A s s e m b l y

T h e t u r b o - p r o p e l l e r p r o v i d e s a n e f f i c i e n t a n d f l e x i b l em ea ns o f u s i ng t he p ow er p ro du ce d b y t he t u r b i nee n g i n e . T h e p r o p e l l er a s s e m bl y ( f i g u re 7 - 3 4 ) , t o g e t h e rw i t h t h e c o n t r o l a s s e m bl y , m a i n t a i n s a c o n s t an t r . p . m .o f t he e ng in e a t a ny c on d i t i on i n f l i gh t i d l e ( a l ph ar a ng e) . F o r g ro u n d h a n d l i ng a n d r e ve r s i ng ( b et a

r a n g e ) , t h e p r o p e l l e r c a n b e o p e r a t e d t o p r o v i d e e i t h e rz e r o o r n e g a t i v e t h r u s t .

T h e m a j o r s u b a s s e m b l i e s o f t h e p r o p e l l e r a s s e m b l y a r et h e b a r r e l , d o m e, l o w -p i t ch s t op a s se m b ly , p i t c h l o ckr eg ul a t o r a ss em bl y , b l ad e a ss e mb ly , a nd d ei c i ngc o n t a c t r i n g h o l d e r a s s e m b l y .

T h e c o n t r o l a s s e m b l y ( f i g u r e 7 - 3 4 ) i s a n o n - r o t a t i n g

a s s e m b l y m o u n t e d o n t h e a f t e x t e n s i o n o f t h e p r o p e l l e ra s se m b ly b a r r e l . I t c o nt a i ns t h e o i l r e s er v o i r , p u m ps ,v a l v e s , a nd c on t r o l d ev i c e s w h i c h s up p l y t he p i t ch -c ha ng i ng m e ch an i sm w i th h yd r au l i c p ow e r o f p ro p erm a g n i t u de a n d d i r e c t i on t o v a r y p i t c h f o r t h e s e l e c t e do p e r a t i n g c o n d i t i o n s . I t a l s o c o n t a i n s t h e b r u s h h o u s i n gf o r t h e e l e c t r i c p o w e r f o r t h e d e i c e r r i n g s .

T h e s p i n n e r a s s e m b l y i s a c o n e - s h a p e d c o n f i g u r a t i o nw h i ch m o un t s o n t h e p r o p e l l e r a n d e n c l o se s t h e d o m ea n d b a r r e l t o r e d u c e d r a g . I t a l s o p r o v i d e s f o r r a m a i rt o e n t e r a n d c o o l t h e o i l u s e d i n t h e p r o p e l l e r c o n t r o l .



T h e a f t e r b o d y a s s e m b l y i s a n o n r o t a t i n g c o m p o n e n tm o u n t e d o n t h e e n g i n e g e a r b o x t o e n c l o s e t h e c o n t r o la ss em bl y . T og e t he r w i t h t he s p i nn er , i t p ro v i de s as t r e a m l i n e d f l o w o v e r t h e e n g i n e n a c e l l e . T h es y nc hr op ha si ng s y s te m i s d es i gn ed t o m ai n t a in ap r es e t a ng u l a r r e la t i o ns h i p b e tw e en t he d es ig n at edm a st e r p ro p el l e r a nd t he s l a v e p r op e l l e rs . T he t h r eem a i n u n i t s o f t h i s s y s t em a r e t h e p u l s e g e n e r a t o r , t h ee l ec t r on i c s yn ch ro p ha se r , a nd t he s pe e d b i as s e r v oa s s e m b l y .

T h e m a n u a l p h a s e c o n t r o l p r o v i d e s f o r p r e - s e l e c t i o n o f d e s i r e d p h as e a n g l e r e l at i o ns h ip b e tw e e n t h e m a s te ra n d s l a v e p r o p e l l e r s a n d f o r v e r n i e r a d j u s t m e n t o f t h es pe e d o f t he e n gi n e s e l e ct ed a s m as te r . T h i s m as te rt r i m p r o v i d e s f o r a m a s t er e n g i n e s p e e d a d j u s t m en t o f a p p r o x i m a t e l y + / - 1 % r . p . m .

P ro p e l l e r o pe ra t i on i s c on tr o l l e d b y a m ec ha ni ca ll i n k a g e f r o m t h e c o c k p i t - m o u n t e d p o w e r l e v e r a n d t h ee m e rg e n cy e n g in e s h ut d ow n h a n dl e ( i f t h e a i r - c r a f t i sp r ov i d ed w i t h o n e ) t o t h e c o o r d in a t or , w h i ch , i n t u rn ,i s l i n k e d t o t h e p r o p e l l e r c o n t r o l i n p u t l e v e r .

T h e n o n g o v e r n i n g o r t a x i r a n g e f r o m t h e r e v e r s ep o s i t i on t o t h e “ f l i g h t i d l e ” p o s i t i o n ( 0 º t o 3 4 º i n d e x e so n t h e c o o r d i n a t o r i n c l u d i n g t h e “ g r o u n d i d l e ” p o s i t i o n )i s r e f er re d t o a s t he b et a r an ge . T he g ov er n i ng o rf l i gh t r an ge f ro m t he “ f l ig h t i d l e” p os i t i on t o t he“ t a k e o f f ” p o s i t i o n ( 3 4 º ’ t o 9 0 º i n d e x e s o n t h e

c oo rd in at or ) i s r e f e r re d t o a s t he a lp ha r an ge . T her em a i n i ng p or t i on o f t he c oo rd in at or s eg me nt ( 90 ºi n d e x e s t o t h e “ f e a t h e r” p o s i t i on ) c o n c e r n s f e a t h e r i n go n l y .

T h e b e t a r a n g e c o n t r o l f o r g r o u n d h a n d l i n g i s e n t i r e l yh y d r o me c h a n i c al a n d i s o b t a i n e d b y i n t r o du c i n g a c a ma n d l e v e r s y st e m w h i ch o p e ra t e s t h e p i l ot v a lv e . O n ec am sh af t ( a l ph a s ha f t ) m ov es i n r es po ns e t o p ow erl e ve r m o t i o n a n d e s ta b l i s h es t h e d e s i r e d b l a de a n g l es c h e d ul e ( b e t a r a n g e ) . T h e o t h e r c a m s h af t ( b e t a s h a f t )

i s o p e ra t e d f r om t h e b l ad e f e e db ac k g e a r i ng . I t sp o s i t i on p r o vi de s a s i gn a l o f a c t u a l b l a d e a n g l ep os i t io n i n t he b e t a r an ge . A l s o , t he p i l o t v a l ve i sm o v e d b y i n t e r a c t i o n o f t h e s e c a m s a n d l e v e r s t o m e t e ro i l t o e i t h e r h i g h o r l o w p i t c h s o t h a t t h e a c t u a l b l a d ea n g l e a g r e e s w i t h t h e s c h e d u l e d a n g l e .

I n t h e b et a r an ge ( b el ow f l i gh t i d l e) t he p ro pe l l e rg o ve r n i n g a c t i o n i s b l oc k ed o u t , s i n ce a n o ve r sp e edw o ul d r e su l t i n b l a d e a n gl e m ot io n i n t he w ro n gd i r ec t i on o f t he p ro pe l l e r i f i t w er e i n t he r ev er ser a n g e .



W he n t h e p ow er l ev e r i s m ov ed t o c a l l f o r a b la dea ng l e b el ow f l i gh t i d l e , t he s p ee d s et c am ( on t hea lp ha s ha f t ) p ut s a dd i t i on al f or ce o n t he s pe ed ers pr i n g . T h i s h o l ds t he p i l o t v a l ve i n a n u nd er sp ee dc on di t i on a ga i ns t t he b et a l ev e r s y st em u nt i l t h es c h e d u l e d b l a d e a n g l e i s r e a c h e d .

C on st a nt -s p ee d g ov e rn in g ( a l ph a r an g e c on t r o l ) i sa cc om pl i s h ed b y a f l y b al l - ac tu at ed g ov e rn or . T hef l y w e i g ht a n d p i l o t v a l v e a r e d r i v e n t h r o u g h g e a r i n g b yp r op e l le r r o ta t io n . I n t h e a l p h a r a ng e t h e g o v e r no r i ss e t a t i t s n o r - m a l 1 0 0 % r . p . m . s e t t i n g b y t h e s p e e d s e tc a m ( o n t h e a l p h a s h a f t ) , a n d t h e p i l o t v a l v e i s f r e e t om o v e i n r e s p o n s e t o o f f - s p e e d c o n d i t i o n s .

F e a th e r in g i s i n i t i a te d b y t h e f e a th e r b u t t o n , e n g in ee me rg e nc y s h ut d o w n h a n d l e , o r t h e a u to - fe a t h e r

s y s te m . F e a t h e r i n g i s a c c o m pl i s h e d h y d r a u l i c a l l y b y af e a t h e r i n g v a l v e w h i c h b y p a s s e s o t h e r c o n t r o lf u nc t i on s a nd r ou te s p i tc h c ha ng e o i l d i re c t l y t o t hep r o p e l l e r .

T h e f e a t h e r i n g o p e r a t i o n i s s e p a r a t e f r o m a l l n o r m a lc o nt r o l f u nc t i on s . P r e ss u r e f r o m t h e p u m p m a n i f o ld i sr o ut e d t h r ou g h t h e c o nt r o l f e a th e r v a l ve b e f or e g o in gt o t h e p i l o t v a l v e a n d t h e m a i n a n d s t a n d b y r e g u l a t i n gv a l v e s . S i m i l a r l y , t h e o u t p u t o f t h e p i l o t v a l v e t o e i t h e rl o w o r h i gh p i t c h i s r o ut e d t h r o u gh t h e f e a t h er v a lv e .W h e n t h e v a l v e i s p o s i t i o n e d f o r f e a t h e r i n g , t h e p u m p

m a n i f o l d i s c o n ne c te d d i r ec t ly t o t h e h i gh - p i t c h l i ne . T h i s i s o l a t e s t h e p r o p e l l e r l i n e s f r o m t h e r e s t o f t h ec o n t r o l s y s t e m a n d c l os e s o f f t h e s t a n d b y p u mpb y p a s s .

N o rm a l f e at h e r i n g i s i n i t i a te d b y d e pr e ss i n g t h ef e a t h e r b u t t o n . T h i s a c t i o n s e n d s c u r r e n t t o t h e h o l d i n gc o i l o f t h e f e a t h e r i n g s w i t c h , a u x i l i a r y p u mp , a n d t h ef e at he r s o l e no id , w h i c h p os i t i on s t he f e at he r v a l v e,f e a t h e r i ng t h e p r o p e l l er . W h e n t h e p r o p e l l e r h a s b e e nf u l l y f ea th e r ed , o i l p re ss ur e b u i l d up w i l l o pe ra te a

p r e ss u re c u t ou t s w i tc h w h i ch w i l l c a us e t h e a u x i l i a r yp um p a nd f ea th e r s o l en o i d t o b ec om e d e- en er g i ze dt h r o u g h a r e l a y s y s t e m .

F e at he r in g m ay a l s o b e a cc om p l i s h e d b y p u l l in g t hee n gi n e e m er ge n cy s hu t do w n h an d l e o r s w i t ch t o t he“ s h u t d o w n ” p o s i t i o n . T h i s a c t i o n m e c h a n i c a l l y p o s i t i o n st h e f ea th er v a l ve a nd e l ec t r ic a l l y e ne rg i z e s t h ef e a t h e r i n g b u t t o n , s e n d i n g t h e p r o p e l l e r t o f u l l f e a t h e r .

T h e a u t o f e a t h e r s y s t e m a u t o m a t i c a l l y e n e r g i z e s t h eh o l d i n g c o i l ( p u l l i n g i n t h e f e a t h e r b u t t o n ) w h e n e n g i n e

p o w e r l o s s r e s u l t s i n a p r o p e l l e r t h r u s t d r o p t o a p r e s e tv a lu e . T h i s s ys te m i s s w i t ch -a rm ed f or u se d ur in g



t a ke o f f a n d c a n f u n c t i o n o n l y w h e n t h e p o w e r l e v e r i sn e a r o r i n t h e “ t a k e o f f ” p o s i t i o n .

T h e N T S d e v i c e m e c h a n i c a l l y m o v e s t h e N T S p l u n g e r ,w h i c h a c t u a te s a l i n k a g e i n t h e p r o p e l l e r c o n t r o l w h e na p r e d e t e r m i n e d n e g a t i v e t o r q u e v a l u e i s s e n s e d ( w h e nt h e p r o p e l l e r d r i v e s t h e e n g i n e ) . T h i s p l u n g e r , w o r k i n gt hr ou gh c o nt ro l l in ka ge , s h i f t s t he f ea th er v a lv ep l u n g e r , s e n d i n g t h e b l a d e s t o w a r d f e a t h e r .

A s t h e b l a d e a n g l e i n c r e a s e s , n e g a t i v e t o r q u ed e c r e a se s u n t i l t h e N T S s i g n a l i s r e m o v e d , c l o s i n g t h ef e at he r v a l v e . I f t h e p r ed e te r mi n ed n e ga t i v e t o r qu ev a l u e i s a g a i n e x c e e d ed , t h e N T S p l u n g e r a g a i n c a u s e st h e f e a t h e r v a l v e p l u n g e r t o s h i f t .

T h e n o r m a l e f f e c t o f t h e N T S i s a c y c l i n g o f r . p . m .

s l i g h t ly b e l o w t h e r . p . m . a t w h i c h t h e n e g a t i v e t o r q u ew a s s e n s e d .

U n f e a t h er i n g i s i n i t i at e d b y p u l l i n g t h e f e a t h e r b u t t o nt o t he “ un fe at he r” p os i t io n . T h i s a ct io n s up pl i e sv o l t a g e t o t he a ux i l i ar y m ot o r t o d r iv e t he a ux i l i ar yp u m p . B e c a u s e t h e p r o p e l l e r g o v e r n o r i s i n a nu n de r s pe e d p o s i t i on w i th t h e p r op e l le r f e a th e r ed , t h eb l a de s w i l l m o v e i n a d e cr e a se d p i t ch d i r ec t i on u n de ra u x i l i a r y p u m p p r e s s u r e .

T h e p i t c h l o c k o p e r a t e s i n t h e e v e n t o f a l o s s o f

p r o p e l l e r o i l p r e s s u r e o r a n o v e r s p e e d . T h e r a t c h e t s o f t h e a s se m b ly b e c om e e n g ag e d w h e n t h e o i l p r e s- s ur ew h i c h k e e p s t h e m a p a r t i s d i s s i p a t e d t h r o u g h af l y we i g ht - ac t ua t ed v a lv e w h i ch o p e ra t e s a t a n r . p . m .s l i gh t l y h ig he r t ha n t he 1 OO % r .p .m . T he r a t ch e t sb ec om e d i s en ga ge d w he n h ig h p re s s ur e a nd r .p .m .s e t t i n g s a r e r e s t o r e d .

A t t he “ f l i gh t i d le ” p ow er l e ve r p os i t i on , t he c on t r o lb e t a f o l l ow u p l o w - p i tc h s t o p o n t h e b e t a s e t c a m ( o nt he a lp h a s h a f t ) i s s e t a b ou t 2 ’ b e l o w t h e f l ig h t l o w -

p i t ch s to p s et t i ng , a c t in g a s a s ec on da ry l ow -p i t chs t op . A t t h e “ ta k e of f” p o we r l e ve r p o s i t i on , t h i ss e c o n d a r y l o w - p i t c h s t o p s e t s a h i g h e r b l a d e a n g l e s t o pt h a n t h e m e c h a n i c a l f l i g h t l o w - p i t c h s t o p . T h i s p r o v i d e sf or c o n tr o l o f o v e r sp e ed a f te r r a p i d p ow er l e ve ra d v a n c e , a s w e l l a s a s e c - o n d a r y l o w - p i t c h s t o p .

B L A D E C U F F S

A b la de c u f f i s a m et a l , w oo d , o r p la s t i c s t r uc tu red e s i g ne d f o r a t t a ch m e n t t o t h e s h a n k e n d o f t h e b l a d e ,

w i t h a n o ut er s ur fa ce t ha t w i l l t ra ns fo rm t he r ou nds h an k i n t o a n a i r fo i l s ec t i on . T h e c uf f i s d es i gn ed



p r i ma r i l y t o i nc re as e t he f lo w o f c oo l i ng a i r t o t hee n g i n e n a c e l l e .

T h e c u f f s a r e a t t a c h e d t o t h e b l a d e s b y m e c h a n i c a lc l am pi ng d e v i ce s o r b y u s i n g b o n d i ng m at e r i a l s .R u b b e r - ba s e a d h e s i v e s a n d e p o x y a d h e s i v e s g e n e r a l l ya r e u se d a s b on d i n g a g en t s . O rg a ni c a dh e s i ve s m a yc a u s e c o r r o s i o n , w h i c h r e s u l t s f r o m m o i s t u r ee n t ra pm en t b et we en t he i nn e r c u f f s u r fa ce a nd t heo u t e r s h a n k s u r f a c e .

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Chapter 7 Propeller