the aeroplane speaks-第19部分

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roduce　less　lift　than　on　the　other　sidethe　result　being　that；　in　either　case；　the　aeroplane　will　try　to　fly　one　wing　down。

2。　Distorted　Surfaces。If　some　part　of　the　surface　is　distorted；　then　its　camber　is　spoiled；　and　the　lift　will　not　be　the　same　on　both　sides　of　the　aeroplane；　and　that；　of　course；　will　cause　it　to　fly　one　wing　down。


LONGITUDINAL　INSTABILITY　may　be　due　to　the　following　reasons：

1。　The　stagger　may　be　wrong。　The　top　surface　may　have　drifted　back　a　little　owing　to　some　of　the　wires；　probably　the　incidence　wires；　having　elongated　their　loops　or　having　pulled　the　fittings　into　the　wood。　If　the　top　surface　is　not　staggered　forward　to　the　correct　degree；　then　consequently　the　whole　of　its　lift　is　too　far　back；　and　it　will　then　have　a　tendency　to　lift　up　the　tail　of　the　machine　too　much。　The　aeroplane　would　then　be　said　to　be　‘‘nose…heavy。''

A　1/4…inch　area　in　the　stagger　will　make　a　very　considerable　difference　to　the　longitudinal　stability。

2。　If　the　angle　of　incidence　of　the　main　surface　is　not　right；　it　will　have　a　bad　effect；　especially　in　the　case　of　an　aeroplane　with　a　lifting　tail…plane。

If　the　angle　is　too　great；　it　will　produce　an　excess　of　lift；　and　that　may　lift　up　the　nose　of　the　aeroplane　and　result　in　a　tendency　to　fly　‘‘tail…down。''　If　the　angle　is　too　small；　it　will　produce　a　decreased　lift；　and　the　aeroplane　may　have　a　tendency　to　fly　‘‘nose…down。''

3。　The　fuselage　may　have　become　warped　upward　or　downward；　thus　giving　the　tail…plane　an　incorrect　angle　of　incidence。　If　it　has　too　much　angle；　it　will　lift　too　much；　and　the　aeroplane　will　be　‘‘nose…heavy。''　If　it　has　too　little　angle；　then　it　will　not　lift　enough；　and　the　aeroplane　will　be　‘‘tail…heavy。''

4。　（The　least　likely　reason。）　The　tail…plane　may　be　mounted　upon　the　fuselage　at　a　wrong　angle　of　incidence；　in　which　case　it　must　be　corrected。　If　nose…heavy；　it　should　be　given　a　smaller　angle　of　incidence。　If　tail…heavy；　it　should　be　given　a　larger　angle；　but　care　should　be　taken　not　to　give　it　too　great　an　angle；　because　the　longitudinal　stability　entirely　depends　upon　the　tail…plane　being　set　at　a　much　smaller　angle　of　incidence　than　is　the　main　surface；　and　if　that　difference　is　decreased　too　much；　the　aeroplane　will　become　uncontrollable　longitudinally。　Sometimes　the　tail…　plane　is　mounted　on　the　aeroplane　at　the　same　angle　as　the　main　surface；　but　it　actually　engages　the　air　at　a　lesser　angle；　owing　to　the　air　being　deflected　downwards　by　the　main　surface。　There　is　then；　in　effect；　a　longitudinal　dihedral　as　explained　and　illustrated　in　Chapter　I。


CLIMBS　BADLY。Such　a　condition　is；　apart　from　engine　or　propeller　trouble；　probably　due　to　（1）　distorted　surfaces；　or　（2）　too　small　an　angle　of　incidence。


FLIGHT　SPEED　POOR。Such　a　condition　is；　apart　from　engine　or　propeller　trouble；　probably　due　to　（1）　distorted　surfaces；　（2）　too　great　an　angle　of　incidence；　or　（3）　dirt　or　mud；　and　consequently　excessive　skin…friction。


INEFFICIENT　CONTROL　is　probably　due　to　（1）　wrong　setting　of　control　surfaces；　（2）　distortion　of　control　surfaces；　or　（3）　control　cables　being　badly　tensioned。


WILL　NOT　TAXI　STRAIGHT。If　the　aeroplane　is　uncontrollable　on　the　ground；　it　is　probably　due　to　（1）　alignment　of　undercarriage　being　wrong；　or　（2）　unequal　tension　of　shock　absorbers。



CHAPTER　IV

THE　PROPELLER；　OR　‘‘AIR…SCREW''

The　sole　object　of　the　propeller　is　to　translate　the　power　of　the　engine　into　thrust。

The　propeller　screws　through　the　air；　and　its　blades；　being　set　at　an　angle　inclined　to　the　direction　of　motion；　secure　a　reaction；　as　in　the　case　of　the　aeroplane's　lifting　surface。

This　reaction　may　be　conveniently　divided　into　two　component　parts　or　values；　namely；　Thrust　and　Drift。

The　Thrust　is　opposed　to　the　Drift　of　the　aeroplane；　and　must　be　equal　and　opposite　to　it　at　flying　speed。　If　it　falls　off　in　power；　then　the　flying　speed　must　decrease　to　a　velocity；　at　which　the　aeroplane　drift　equals　the　decreased　thrust。

The　Drift　of　the　propeller　may　be　conveniently　divided　into　the　following　component　values：


Active　Drift；　produced　by　the　useful　thrusting　part　of　the　propeller。


Passive　Drift；　produced　by　all　the　rest　of　the　propeller；　i。e。；　by　its　detrimental　surface。


Skin　Friction；　produced　by　the　friction　of　the　air　with　roughnesses　of　surface。


Eddies　attending　the　movement　of　the　air　caused　by　the　action　of　the　propeller。


Cavitation　（very　marked　at　excessive　speed　of　revolution）。　A　tendency　of　the　propeller　to　produce　a　cavity　or　semi…vacuum　in　which　it　revolves；　the　thrust　decreasing　with　increase　of　speed　and　cavitation。


THRUST…DRIFT　RATIO。The　proportion　of　thrust　to　drift　is　of　paramount　importance；　for　it　expresses　the　efficiency　of　the　propeller。　It　is　affected　by　the　following　factors：　Speed　of　Revolution。The　greater　the　speed；　the　greater　the　proportion　of　drift　to　thrust。　This　is　due　to　the　increase　with　speed　of　the　passive　drift；　which　carries　with　it　no　increase　in　thrust。　For　this　reason　propellers　are　often　geared　down　to　revolve　at　a　lower　speed　than　that　of　the　engine。


Angle　of　Incidence。The　same　reasons　as　in　the　case　of　the　aeroplane　surface。

Surface　Area。Ditto。

Aspect　Ratio。Ditto。

Camber。Ditto。

In　addition　to　the　above　factors　there　are；　when　it　comes　to　actually　designing　a　propeller；　mechanical　difficulties　to　consider。　For　instance；　the　blades　must　be　of　a　certain　strength　and　consequent　thickness。　That；　in　itself；　limits　the　aspect　ratio；　for　it　will　necessitate　a　chord　long　enough　in　proportion　to　the　thickness　to　make　a　good　camber　possible。　Again；　the　diameter　of　the　propeller　must　be　limited；　having　regard　to　the　fact　that　greater　diameters　than　those　used　to…day　would　not　only　result　in　excessive　weight　of　construction；　but　would　also　necessitate　a　very　high　undercarriage　to　keep　the　propeller　off　the　ground；　and　such　undercarriage　would　not　only　produce　excessive　drift；　but　would　also　tend　to　make　the　aeroplane　stand　on　its　nose　when　alighting。　The　latter　difficulty　cannot　be　overcome　by　mounting　the　propeller　higher；　as　the　centre　of　its　thrust　must　be　approximately　coincident　with　the　centre　of　aeroplane　drift。


MAINTENANCE　OF　EFFICIENCY。


The　following　conditions　must　be　observed：


1。　PITCH　ANGLE。The　angle；　at　any　given　point　on　the　propeller；　at　which　the　blade　is　set　is　known　as　the　pitch　angle；　and　it　must　be　correct　to　half　a　degree　if　reasonable　efficiency　is　to　be　maintained。

This　angle　secures　the　‘‘pitch；''　which　is　the　distance　the　propeller　advances　during　one　revolution；　supposing　the　air　to　be　solid。　The　air；　as　a　matter　of　fact；　gives　back　to　the　thrust　of　the　blades　just　as　the　pebbles　slip　back　as　one　ascends　a　shingle　beach。　Such　‘‘give…back''　is　known　as　Slip。　If　a　propeller　has　a　pitch　of；　say；　10　feet；　but　actually　advances；　say；　only　8　feet　owing　to　slip；　then　it　will　be　said　to　possess　20　per　cent。　slip。

Thus；　the　pitch　must　equal　the　flying　speed　of　the　aeroplane　plus　the　slip　of　the　propeller。　For　example；　let　us　find　the　pitch　of　a　propeller；　given　the　following　conditions：　　　　　　　　　　　Flying　speed　。。。。。。。。。。。。。。　70　miles　per　hour。　　　　　　　　　　　Propeller　revolutions　。。。。。　1；200　per　minute。　　　　　　　　　　　Slip　。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。　15　per　cent。

First　find　the　distance　in　feet　the　aeroplane　will　travel　forward　in　one　minute。　That　is

　　　369；600　feet　（70　miles）　　　　　=　6；160　feet　per　minute。　　　　　　　60　　　　　‘‘　（minutes）


Now　divide　the　feet　per　minute　by　the　propeller　revolutions　per　minute；　add　15　per　cent。　for　the　slip；　and　the　result　will　be　the　propeller　pitch：

　　　　　6；160　　　　　　　…　＋　15　per　cent。　=　5　feet　1　3/5　inches。　　　　　　1；200


In　order　to　secure　a　constant　pitch　from　root　to　tip　of　blade；　the　pitch　angle　decreases　towards　the　tip。　This　is　necessary；　since　the　end　of　the　blade　travels　faster　than　its　root；　and　yet　must　advance　forward　at　the　same　speed　as　the　rest　of　the　propeller。　For　example；　two　men　ascending　a　hill。　One　prefers　to　walk　fast　and　the　other　slowly；　but　they　wish　to　arrive　at　the　top　of　the　hill　simultaneously。　Then　the　fast　walker　must　travel　a　farther　distance　than　the　slow　one；　and　his　angle　of　path　（pitch　angle）　must　be　smaller　than　the　angle　of　path　taken　by　the　slow　walker。　Their　pitch　angles　are　different；　but　their　pitch　（in　this　case　altitude　reached　in　a　given　time）　is　the　same。

In　order　to　test　the　pitch　angle；　the　propeller　must　be　mounted　upon　a　shaft　at　right　angles　to　a　beam　the　face　of　which　must　be　perfectly　level；　thus：

First　select　a　point　on　the　blade　at　some　distance　（say　about　2　feet）　from　the　centre　of　the　propeller。　At　that　point　find；　by　means　of　a　protractor；　the　angle　a　projection　of　the　chord　makes　with　the　face　of　the　beam。　That　angle　is　the　pitch　angle　of　the　blade　at　that　point。

Now　lay　out　the　angle　on　paper；　thus：

The　line　above　and　parallel　to　the　circumference　line　must　be　placed　in　a　position　making　the　distance　between　the　two　lines　equal　to　the　specified　pitch；　which　is；　or　should　be；　marked　upon　the　boss　of　the　propeller。

Now　find　the　circumference　of　the　propeller　where　the　pitch　angle　is　being　tested。　For　example；　if　that　place　is　2　feet　radius　from　the　centre；　then　the　circumference　will　be　2　feet　X　2　=　4　feet　diameter；　which；　if　multiplied　by　3。1416　=　15。56　feet　circumference。

Now　mark　off　the　circumference　distance；　which　is　represented　above　by　A…B；　and　reduce　it　in　scale　for　convenience。

The　distance　a　vertical　line　makes　between　B　and　the　chord　dine　is　the　pitch　at　the　point　where　the　angle　is　being　tested；　and　it　should　coincide　with　the　specified　pitch。　You　will　note；　from　the　above　illustration；　that　the　actual　pitch　line　should　meet　the　junction　of　the　chord　line　and　top　line。

The　propeller　should　be　tested　at　several　points；　about　a　foot　apart；　on　each　blade；　and　the　diagram；　provided　the　propeller　is　not　faulty；　will　then　look　like　this：

At　each　point　tested　the　actual　pitch　coincides　with　the　specified　pitch：　a　satisfactory　condition。

A　faulty　propeller　will　produce　a　diagram　something　like　this：


At　every　point　tested　the　pitch　angle　is　wrong；　for　nowhere　does　the　actual　pitch　coincide　with　the　specified　pitch。　Angles　A；　C；　and　D；　are　too　large；　and　B　is　too　small。　The　angle　should　be　c