下の質問についてですが、これはトルクが太いからプロペラのピッチを高く維持したまま上昇出来るという事ですか？

フッフール

この場合のトルクはプロペラ回転数で馬力を割った値を基準にすべきで、
エンジン側のトルクの大小は無視してください。
高回転小排気量エンジンであろうが、低回転大排気量エンジンであろうが、
ギヤボックスで変換するので同一出力かつ同一プロペラ回転数なら
プロペラトルクは同一です。


えーと、どこかでこの件を論じていたと思いますが……。
「装備」のＡｎｓ．Ｑだったかな？

たかつかさ

↑この件の理解は以下のようでいいでしょうか。
例えば自動車なら、同じトルクで同じ車重、同じタイヤの場合でも、ギア比（最終減速比）の低い方が出足が良くなります。たかつかささんの言われてることはこれと同じ事だと思います。
ただ、高速からの加速となるとまた別のそれに見合ったギア比が必要だと思います。
また、飛行機の場合は高度差による出力の違いも影響します。たとえば上の例のFw190A(3)とスピットファイア９型の上昇力で言うと、手元の資料では高度23,000ftまではほぼ同等かややスピットファイアが勝るが、それより高くなるとスピットファイウの方が圧倒的に良くなる、とあります。ただ、高速巡航から引き起こした場合はFw190A3の方が「加速性がよい」ので、常に上回るとあります。
つまり、上昇性能と加速性能は同じではないということですね。

胃袋３分の１

加速性能の差の理由を「トルク」とするのは少々疑問です。
ＢＭＷ８０１とマーリンのトルクの差は約１０％と考えられます。
その日のエンジンの調子程度の差ではないでしょうか。

車やバイクで低速云々と言うのは使用する回転数の巾が広いので
（１０％〜１００％の間）その間のエンジン特性（＝トルク変動）
が重要になるのが理由です。
定速ペラの飛行機の場合は使用する回転数は９０％〜１００％と狭い
のでエンジン特性はあまり意味が無いと思います。

もう一つ、Ｍｅ１０９、Ｋｉ６１よりもＫｉ４４の方が加速では
圧倒的に早かった、という事例があります。
「水冷は加速が弱い」と言うのが、本質ではないかと考えます。

で、自分の説ですが、加速の差の原因は気筒数の差、と思います。
（１２気筒よりも１４気筒の方が点火間隔が短い）

林檎

素晴らしい御回答ありがとうございます。

＞定速ペラの飛行機の場合は使用する回転数は９０％〜１００％と狭い
のでエンジン特性はあまり意味が無いと思います。

巡航時はペラのピッチを上げて、その代わり回転数をかなり落とすと思
っていました。飛行機のエンジン回転数の間隔はそんなに狭かったので
しょうか？

＞で、自分の説ですが、加速の差の原因は気筒数の差、と思います。
（１２気筒よりも１４気筒の方が点火間隔が短い）

これは僕も前から考えていました。星形エンジンは点火間隔（トルクの発
生間隔）が、Ｖ型エンジンよりも均一なのがいいのかもしれません。
しかしこれはエンジンの回転の立ち上がりが速いだけであって、それがす
ぐに加速性能に結びつくかは疑問です。
エンジン出力や機体、ペラの枚数が同じ場合、加速は低速域では重量が軽
い事もあって空冷有利、高速域では空気抵抗の少ない水冷が有利になるの
ではないかと思います。

＞高速巡航から引き起こした場合はFw190A3の方が「加速性がよい」ので、
常に上回るとあります。

Ｆｗ１９０Ａの３枚ペラは、高回転時ではスピットの４枚ペラよりもブレ
ード間の干渉が少なくなって効率が良くなるためでしょうか？

うーん、またまだ修行不足なのでグランド１００周してきまする（笑）。
フッフール

１０％は狭すぎました。１０％じゃジェットエンジン並ですね（汗
ＦＷ１９０だと２０００〜２７００ｒｐｍ（７４〜１００％）の様です。

>しかしこれはエンジンの回転の立ち上がりが速いだけであって、
>それがすぐに加速性能に結びつくかは疑問です。

定速ペラは回転数の変化でピッチを変えるので回転の上昇が
早ければそれだけビッチの変化も早いはず。
となると、エンジン特性も関係してくるのかなぁ。（フラットなトルクが有利）
（回転数と馬力の表でも見つかればエンジン特性が判るのですが）

むろん、エンジン回転が上がりきってしまえば、後は同じ馬力
ならば同じ加速、ここからはフッフールさんの言う通り空力効率の
勝負でしょうね。

車／バイクレースの話しですが、ヘアピンではぴったり車間が詰まって
いるのにストレートに出ると一気に車間が広がります。
アクセルを開けるタイミングのわずかな差がストレートに出ると
あれだけ広がる訳です。
加速度自体はＢＭＷ８０１とマーリンの差は無いのかもしれません。
加速の差、は実は出足の差の事かもしれませんね。

林檎

＞車／バイクレースの話しですが、ヘアピンではぴったり車間が詰まって
＞いるのにストレートに出ると一気に車間が広がります。
これは今回の件とは関係が無いと思います。
というよりも、そのような事実は大抵のレースにはありません。
（たいていのレース解説者は勘違いしているのですが）
たとえば時速６０ｋｍでの０．５秒差と、時速２４０ｋｍでの０．３秒差の
どちらが車間距離が大きいかを算出してみてください。

飛行機の加速性能について言えば、エンジンに原因を求める前に
空力性能を考えてみるべきではないでしょうか。


たかつかさ

例がまずかったですね。
出足で差がつくとその先、殆ど差が詰まらない。
（出足＝エンジンが最大回転数に達する時間？、ここは疑問在り）
それを見て、ＦＷ１９０の方が加速が良い、という
評価になるのでは、と言うのが自分の仮説です。
出足の後は空力効率の差しか無いですから、いかに
Ｐ５１でも「じわじわ」としか差が詰まらない。
（最高速まで続ければ、いずれ追いつく筈です）


>空力性能を考えてみるべきではないでしょうか。

そもそも「空力に優るＰ５１の方が加速も良かった」
のなら誰も疑問に思わないのでは？

両機の重量や馬力に極端な差は無いので、やはり
エンジンを疑いたくなります（ｗ

あとはプロペラも疑いたくなりますが
もし、そうならばＭｅ１０９にも「加速性能」を自慢して
もらわないと困ります。

林檎

ＢＭＷ８０１とマーリンのトルクの差は約１０％と考えられます＞
　何を基準にこんな判断をされたのでしょうか？
　トルクにはエンジン回転数が密接に関わっており、同じ馬力なら、回転数が低い方がトルクが大きくなります。また、ただ「ＢＭＷ８０１とマーリン」とくくるのもかなり危険です。型によって性能差がかなりあります。特にマーリンは顕著です。まあ、とりあえずこの両エンジンを平均的に見ても、「ＢＭＷ８０１」は「マーリン」に比べて馬力が大きく回転数が低いですから、トルクの差はかなり大きくなるはずです。
　で、ちょっと試算してみました。最初にお断りしておきますが、最大トルクを算出するには、そのエンジンの回転数ごとの馬力を全て調べて最もトルクが大きい部分を求める必要があり、かなり手間ですので、とりあえず離昇馬力で比較しました。試算対象は、それぞれ代表的な型である「ＢＭＷ８０１Ｄ」と「マーリン61」にしました。
BMW801D　　:457.936kgm
マーリン61:312.743kgm
上記の通り、マーリン61のトルクはBMW801Dの６８％しかありません。ただ、マーリン61は離昇馬力より一速の高度馬力の方がかなり大きいのでそちらも試算してみました。
BMW801D(1速)　　:454.569kgm
マーリン61(1速):379.413kgm
それでも８３％ほどに過ぎません。

　ただ、たかつかささんが言われる通り、これはトルク値のみですから、加速性能にはこの他にギヤ比や、プロペラが発生している推進力の違いと、飛行機が持っている空気抵抗の違いも影響します。

１２気筒よりも１４気筒の方が点火間隔が短い＞
　こういう記述も誤解を与えて危険です。エンジンの回転数のことを記述していないからです。回転数２５００rpmの１４気筒エンジンと回転数３０００rpmの１２気筒エンジンでは、どちらが点火間隔が短いでしょうか？
　で、「加速の差の原因は気筒数の差」と考えた根拠は何でしょう？よければお聞かせください。

　確かにこの話は以前にここでしたのですが、どうも前にログが飛んだときに消えてしまったようです。

胃袋３分の１

>何を基準にこんな判断をされたのでしょうか？
馬力が同じならば回転数の差がそのままトルク差と判断しました。
あと、使用する回転範囲が狭いのでトルク変動も少なかろう、と（汗
馬力＝トルクｘ回転数／７１６から
1700ps/2700rpm＝451kg・ｍ/s（BMW801D、離昇）
1500ps/2700rpm＝398kg・ｍ/s（BMW801D、1890m、参考）
1720ps/3000rpm＝410kg・m/s（V-1650-7、1890m）
（ＢＭＷ８０１の方は２１００馬力で計算すべきかな？）

巡航時の回転数が不明なので判りませんが、巡航時には
もっと差がつくかもしれません。
一番重知りたいのはエンジン特性なんですが。


>こういう記述も誤解を与えて危険です
確かに舌たらずでした。

点火回数は
2700rpmから18900回/分（BMW801D）
3000rpmから18000回/分（V-1650-7）

とわずかの差にしかなりませんが、自分は
「クランクが２回転する間に何回点火するか」
の方が問題と考えています。
クランク２回転あたりの回転の加速が問題で、時間当りの
点火間隔を問題にしたのではありません、失礼しました。
クランクが２回転する間に１２回と１４回、なら１４回の方が
有利だろう、と単純に考えました。（トルクの谷間が少ない）

>加速性能にはこの他にギヤ比や、プロペラが発生している
>推進力の違いと、飛行機が持っている空気抵抗の違いも影響します。

空力に関してはＰ５１の優位は動かないと思いますが。
あと、白状するとＭｅ１０９vsＫｉ４４の方も無理なく解決したい
ので、より一般的な答えが欲しい、という願望もあります。

今の所は
「エンジンの吹けの良さが加速性能の差の主たる原因」
と思っています。

林檎

＞（ＢＭＷ８０１の方は２１００馬力で計算すべきかな？）
緊急も1700hpだったはず。

V1650-7 の1890ｍでの戦闘出力は1510psだったと思います。
傍観者

ここのエンジン一覧にもあるとおり、V-1650-7の1700馬力内外の出力は「緊急出力」ですから、BMW801が型によって発揮したMW-50を使用したときの2100馬力と同列に論じるべきでしょう。また、マーリンとV-1650は、基は同じエンジンですが、性能は同じではありませんよ。
しかし、そんな些末な問題はさておき、要するにおっしゃりたいことは「スロットル操作に対するエンジン回転数増加レスポンスの早さの違いが主たる原因」ということでしょうか？
だとしたら、回転バランスの善し悪しが全然違うＶ型エンジンと星型エンジンを同列に論じていることに問題がありますよ。また、１気筒あたりのボア×ストローク
が違うと、同じ気筒数でもそれだけですでに回転数増加のレスポンスが大きく違うのですが(^^;;;;;
胃袋３分の１

もともと、レスポンスという言葉は明確な定義が難しいものです。
無理に定義すれば「圧力レスポンス」と「機械的レスポンス」に大別されます。
前者はスロットル操作に対するトルク（平均有効圧力）の追随性を、
後者はいわゆる「吹け上がり」回転数の上昇の早さを指します。
しかし飛行機の場合、プロペラのピッチ変更機構のレスポンスによって
どちらを重視すべきか変わってきます。

もし仮に、自動車で言う「理想的ＣＶＴ」に当たる「レスポンスタイム無限小の
可変ピッチ機構」が存在するならば「吹け上がり」は論じる意味が無く、
圧力レスポンスのみ論じれば良いことになります（回転数一定だから）。
しかし実際にはピッチ応答にはある程度の時間を（プロペラに依って異なりますが）
要しますから、プロペラ回転数を増すことによる風量増大で推力を稼ぎつつ
ピッチ応答を待つ時間があります。

その一方、自動車用語ですが「ヘジテーション」や「スタンブル」と呼ばれる
エンジン側の特性、いわゆる「息つき」も考慮せねばなりません。
これは主に圧力レスポンスの現象ですが、機械レスポンスにも影響を与えます。
つまりスロットル開度を縦軸、時間を横軸に取った時に滑らかな曲線を描いて
立ちあがらずにいったん落ち込むような現象です。

学研の「紫電改」にはスロットル操作にピッチを強制追随させる機構があったことが
示されていますが、これを効かせた状態でエンジンがヘジテーションを生じるとピッチ
過大な状態になって著しく回転上昇が阻害されると（ＣＶＴ装備車の実験で類似の
現象が
しばしば起きます）思われます。

これに加えて、巡航状態から加速するときにはパイロットが機体に与える操作
−主に巡航仰角を取っていた機体の機首を下げる−も影響を与えますし、
また機体の姿勢変更応答性、仰角変化による抵抗変化特性も影響を及ぼすのは
容易に推測されます。

ヘジテーションはスロットル操作によって回避できる場合が多く、機体操作と
あわせて考えれば一番影響が大きいのはパイロットの技量（それを補う装置があれば
その性能も）だろうと思います。

そして、（これは全くの私見ですが）口径１００ミリを越える大口径キャブレターを
備える当時のレシプロエンジンを今日の自動車のように「全閉または巡航状態から
１秒足らずで全開に」することが出来るとは思えません。
スロットルを開けて行く操作と同時に行われる機体の姿勢変更と、それに対する
機体の応答特性が一番影響が大きいのではないでしょうか。

以上、憶測ばかりの回答でした。

たかつかさ

> MW-50を使用したときの2100馬力と同列に論じるべきでしょう

ＢＭＷ８０１Ｄは２５００ｍ〜５７００ｍ迄１４４０馬力を
維持します。ＭＷ５０で２３％稼いだとして１７７０馬力。
ただし、馬力と空気流量が単純に比例すると仮定すれば
（難しそうなのでこれで御勘弁）ＭＷ５０を使った場合
全開高度は３６００ｍまで下がります。
（密度だけで計算しました、求むフォロー）

＋２３％のブーストを維持できるのは３６００ｍ迄。
その先はＭＷ５０の効果が薄くなっていって５７００ｍ手前で
完全に効果が無くなります。

一方、Ｖ−１６５０−７は１８９０ｍで１７００馬力。
２速では１８９０ｍ〜５９００ｍ迄１５００馬力を維持します。
２５００ｍ以上〜３６００ｍ以下＋ＭＷ５０の条件ならば
１８％の馬力差があるので、これが答えになってしまいます。
瞬発力は空力よりも馬力が効く。

でも、２５００ｍ以上〜３６００ｍ以下という条件は不自然です。
４０００ｍ〜６０００ｍ位での勝負が自然と考えれば、ＭＷ５０の
効果は殆ど無いと考えて１４４０＋ちょっと馬力vs１５００馬力
ほぼ同馬力での勝負、と考えても妥当と思います。

林檎

自己フォローです。

>ＭＷ５０を使った場合全開高度は３６００ｍまで下がります。
水噴射時の全開高度が下がる事は間違いありません。
だた、「高度が３６００ｍ」までは下がらないと思われます。
失礼しました。

火星２３型の性能曲線を見ると
２速で５５００ｍ−＞４２００ｍ（密度は+15.2％）
１速で２６００ｍ−＞１３００ｍ（密度は+13.8％）
です。公称２速の場合を考察すると
全開高度は水噴射で１３００ｍ降りています。
馬力は水噴射により１８％稼いでいます。（約１２８０馬力−＞１５１０馬力）
ブーストは１５０ｍｍＨｇ−＞３００ｍｍＨｇ、＋１７弱％稼いでいます。
問題は全開高度ですが、単純に密度を＋１８％で計算してしまうと
４０００ｍを割ってしまいます。

「おおざっぱな計算だから」では済まされない程の誤差が出ます。
（水噴射による密度向上分かな）

林檎