การออกแบบใบพัดเครื่องบินนั้น ประสิทธิภาพ การใช้สำหรับการบิน สูงสุด ในทุกสภาพการ ใช้งาน ตั้งแต่ เริ่มบิน ( takeoff ) ไต่ระดับ ( climb ) บินระดับ ( cruising ) และความเร็วสูงสุด ใบพัดอาจจะแบ่งออกเป็น 8แบบทั่วๆไปดังนี้ :
1. Fixed pitch: ใบพัดแบบ มุมคงที่ ซึ่งสร้างขึ้นเป็นชิ้นๆเดียว ที่มี มุม หรือ Pitch คงที่ และทั่วไปจะเป็นใบพัดที่มี สองกลีบ หรือสองใบ และทำด้วยไม้ หรือ โลหะ
1. Fixed pitch: ใบพัดแบบ มุมคงที่ ซึ่งสร้างขึ้นเป็นชิ้นๆเดียว ที่มี มุม หรือ Pitch คงที่ และทั่วไปจะเป็นใบพัดที่มี สองกลีบ หรือสองใบ และทำด้วยไม้ หรือ โลหะ
Wooden Propellers : ใบพัดไม้ หรือใบพัดที่ทำจากไม้ โดยทั่วไปจะใช้กับเครื่องบินส่วนตัว หรือเครื่องธุรกิจ ก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง ใบพัดไม้ไม่ได้ตัดมาจากไม้ท่อนเดียว เป็นแท่ง แต่สร้างขึ้นมาจากการ ประกอบกันขึ้น จากชิ้นไม้หลายๆชั้น ที่ได้คัดเลือกแล้ว ไม้ที่ยอมรับ และใช้ในการทำใบพัด ได้แก่ yellow birch, sugar mable, black cherry, และ black walnut การใช้ไม้มาทำเป็นชั้นๆ ( Laminated ) ก็เพื่อลด โอกาศที่ไม้ หรือ ใบพัดจะโก่ง งอ สำหรับมาตรฐาน ทั่วๆไป ใบพัดหนึ่งใบ จะประกอบด้วย ไม้เป็นชั้นๆ ประมาณ 5 ถึง 9 ชั้น สำหรับความหนา 3/4 นิ้ว
Metal Propellers : ระหว่างปี 1940 , ใบพัดที่ทำจากเหล็ก มีใช้แล้วสำหรับทหาร แต่ใบพัดที่ทันสมัย ในปัจจุบัน ใช้ ทำมาจาก อลูมินัมอัลลอยล์ ที่มีความเหนียว ผ่านกระบวนการชุบแข็ง และอัดขึ้นรูป จากอลูมินัมท่อนเดียว ตามรูปแบบที่ต้องการ ปัจจุบันใบพัดที่ทำจากโลหะ ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย กับอากาศยานทุกแบบ จากสายตาใบพัดที่ทำด้วยโลหะ ก็คล้ายกับใบพัดที่ทำด้วยไม้ นอกจากว่า ใบพัดที่ทำด้วยโลหะจะบางกว่า
2. Ground adjustable pitch: การตั้งค่า pitch หรือมุมของใบพัด สามารถกระทำได้ด้วยเครื่องมือ ขณะที่เครื่องจอดอยู่บนพื้น ก่อนที่จะติดเครื่องยนต์ ใบพัดชนิดนี้ โดยทั่วไปแล้วที่ HUB จะสามารถแยกออกจากกันได้ มุมของใบพัดจะตั้งค่าเท่าไรนั้น บริษัทผู้สร้าง เครื่องบินจะเป็นผู้กำหนด การตั้งค่า Pitch หรือ มุมของใบพัด ก็เพื่อชดเชย ค่าความสูงของสนามบินแต่ละแห่ง หรือเพื่อ คุณลักษณะ ของเครื่องบินต่างชนิดกัน แต่ใช้เครื่องยนต์ แบบเดียวกัน การตั้งมุม ของใบพัด ก็โดย หลวมแหวนรัด ที่ HUB แล้วก็หมุนใบพัดไปตามมุมที่ต้องการ แล้วก็ขัน แหวนรัดให้แน่นดังเดิม
3. Two-position : ได้แก่ใบพัดที่สามารถเปลี่ยน pitch จากตำแหน่งหนึ่ง ไป อีกตำแหน่งหนึ่ง โดยนักบิน ขณะที่กำลังทำการบินอยู่
4. Controllable pitch: นักบินสามารถที่จะเปลี่ยน pitch ของใบพัด ได้ ในขณะที่กำลังทำการบินอยู่ ด้วยระบบ การเปลี่ยน pitch ซึ่งอาจจะเป็นระบบ Hydraulic ก็ได้ และเปลี่ยนมุมได้มากกว่าสอง ตำแหน่ง
5. Constant speed : ใบพัดที่หมุนด้วยรอบคงที่ จะใช้ระบบ hydraulically หรือ electrically ในการเปลี่ยน pitch ของใบพัด และระบบนี้จะถูกควบคุมโดย อุปกรณ์ที่เรียกว่า governor การตั้งค่าของ governor กระทำโดยนักบิน ผ่านคันบังคับรอบ rpm ในห้องนักบิน ระหว่างการทำงาน ใบพัดจะรักษาให้ รอบเครื่องยนต์ หรือรอบของใบพัด คงที่ อัตโนมัติ โดยการเปลี่ยนมุมของใบพัด ให้มากขึ้น หรือ น้อยลง เพื่อรักษารอบของ เครื่องยนต์เอาไว้ ถ้ากำลังเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น ( เช่นขึ้นที่สูง อากาศเบาบาง ) มุมของใบพัดก็จะเพิ่มขึ้น เพื่อให้ใบพัดรับกับแรงของเครื่องยนต์ ที่เพิ่มขึ้น rpm ก็จะรักษาให้คงที่ได้ ในทางตรงกันข้าม ถ้า กำลังเครื่องยนต์ตกลงไป มุมของใบพัดก็จะลดลง เพื่อทำให้ กินอากาศน้อยลง เพื่อ รักษารอบ เครื่องยนต์ ให้คงที่ นักบินจะเป็นผู้เลือก ความเร็วรอบเครื่องยนต์ ตามที่ต้องการเพื่อให้เป็นไปตามที่กำหนด แต่ละเงื่อนไข ที่ต้องการ
6. Full Feathering : ก็คือ ใบพัดชนิดความเร็วรอบคงที่ แต่สามารถที่จะหันสันของใบพัด (edge) เข้าหาลม เพื่อไม่ให้เกิดแรงต้าน หรือเกิดการหมุนของใบพัดขึ้น ขณะที่ เครื่องยนต์มีปัญหา หรือ เครื่องยนต์ดับขณะทำการบิน คำว่า Feathering หมายถึง การดำเนินการหมุนกลีบใบพัดเข้าหาลม เพื่อจุดประสงค์ หยุดการหมุนของใบพัด เพื่อลดแรงต้าน ดังนั้น Feathered blade กลีบใบพัดจะประมาณ อยู่ในแนวทิศทางของการบิน หรือปรับ ใบพัดให้อยู่ในตำแหน่งมุมสูงสุด (turned the blades to a very high pitch) Feathering มีความจำเป็น เมื่อเครื่องยนต์เสียขณะทำการบิน หรือต้องการดับเครื่องยนต์ ขณะทำการบิน
7. Reversing : ก็คือ ใบพัดชนิดความเร็วรอบคงที่ แต่สามารถที่จะบังคับให้มุมของใบพัด อยู่ในตำแหน่ง negative เพื่อทำให้เกิดแรงถอยหลัง เมื่อมุมของ ใบพัด อยู่ในตำแหน่ง reversed กลีบใบพัดก็จะหมุนไปต่ำกว่า มุมที่เป็นบวก จนกระทั่งเป็นมุมลบ เพื่อให้ได้มาซึ่ง Negative Thrust นั่นเอง Reverse Thrust โดยปกติจะใช้กับเครื่องบินขนาดใหญ่ในขณะที่ลงจอด เพื่อลดระยะทางในการวิ่ง ขณะลงจอด
8. Beta Control :คือใบพัด ที่อนุญาตให้นักบิน สามารถ ปรับตำแหน่งมุมของใบพัด ได้มากกว่าตำแหน่ง limit ปกติ ( Normal Low Pitch Stop ) ซึ่งโดยปกติจะใช้ เวลา taxiing ในเครื่องที่ Thrust สามารถ ควบคุมด้วยการ ปรับมุมของใบพัด ที่คันบังคับ power
Metal Propellers : ระหว่างปี 1940 , ใบพัดที่ทำจากเหล็ก มีใช้แล้วสำหรับทหาร แต่ใบพัดที่ทันสมัย ในปัจจุบัน ใช้ ทำมาจาก อลูมินัมอัลลอยล์ ที่มีความเหนียว ผ่านกระบวนการชุบแข็ง และอัดขึ้นรูป จากอลูมินัมท่อนเดียว ตามรูปแบบที่ต้องการ ปัจจุบันใบพัดที่ทำจากโลหะ ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย กับอากาศยานทุกแบบ จากสายตาใบพัดที่ทำด้วยโลหะ ก็คล้ายกับใบพัดที่ทำด้วยไม้ นอกจากว่า ใบพัดที่ทำด้วยโลหะจะบางกว่า
2. Ground adjustable pitch: การตั้งค่า pitch หรือมุมของใบพัด สามารถกระทำได้ด้วยเครื่องมือ ขณะที่เครื่องจอดอยู่บนพื้น ก่อนที่จะติดเครื่องยนต์ ใบพัดชนิดนี้ โดยทั่วไปแล้วที่ HUB จะสามารถแยกออกจากกันได้ มุมของใบพัดจะตั้งค่าเท่าไรนั้น บริษัทผู้สร้าง เครื่องบินจะเป็นผู้กำหนด การตั้งค่า Pitch หรือ มุมของใบพัด ก็เพื่อชดเชย ค่าความสูงของสนามบินแต่ละแห่ง หรือเพื่อ คุณลักษณะ ของเครื่องบินต่างชนิดกัน แต่ใช้เครื่องยนต์ แบบเดียวกัน การตั้งมุม ของใบพัด ก็โดย หลวมแหวนรัด ที่ HUB แล้วก็หมุนใบพัดไปตามมุมที่ต้องการ แล้วก็ขัน แหวนรัดให้แน่นดังเดิม
3. Two-position : ได้แก่ใบพัดที่สามารถเปลี่ยน pitch จากตำแหน่งหนึ่ง ไป อีกตำแหน่งหนึ่ง โดยนักบิน ขณะที่กำลังทำการบินอยู่
4. Controllable pitch: นักบินสามารถที่จะเปลี่ยน pitch ของใบพัด ได้ ในขณะที่กำลังทำการบินอยู่ ด้วยระบบ การเปลี่ยน pitch ซึ่งอาจจะเป็นระบบ Hydraulic ก็ได้ และเปลี่ยนมุมได้มากกว่าสอง ตำแหน่ง
5. Constant speed : ใบพัดที่หมุนด้วยรอบคงที่ จะใช้ระบบ hydraulically หรือ electrically ในการเปลี่ยน pitch ของใบพัด และระบบนี้จะถูกควบคุมโดย อุปกรณ์ที่เรียกว่า governor การตั้งค่าของ governor กระทำโดยนักบิน ผ่านคันบังคับรอบ rpm ในห้องนักบิน ระหว่างการทำงาน ใบพัดจะรักษาให้ รอบเครื่องยนต์ หรือรอบของใบพัด คงที่ อัตโนมัติ โดยการเปลี่ยนมุมของใบพัด ให้มากขึ้น หรือ น้อยลง เพื่อรักษารอบของ เครื่องยนต์เอาไว้ ถ้ากำลังเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น ( เช่นขึ้นที่สูง อากาศเบาบาง ) มุมของใบพัดก็จะเพิ่มขึ้น เพื่อให้ใบพัดรับกับแรงของเครื่องยนต์ ที่เพิ่มขึ้น rpm ก็จะรักษาให้คงที่ได้ ในทางตรงกันข้าม ถ้า กำลังเครื่องยนต์ตกลงไป มุมของใบพัดก็จะลดลง เพื่อทำให้ กินอากาศน้อยลง เพื่อ รักษารอบ เครื่องยนต์ ให้คงที่ นักบินจะเป็นผู้เลือก ความเร็วรอบเครื่องยนต์ ตามที่ต้องการเพื่อให้เป็นไปตามที่กำหนด แต่ละเงื่อนไข ที่ต้องการ
6. Full Feathering : ก็คือ ใบพัดชนิดความเร็วรอบคงที่ แต่สามารถที่จะหันสันของใบพัด (edge) เข้าหาลม เพื่อไม่ให้เกิดแรงต้าน หรือเกิดการหมุนของใบพัดขึ้น ขณะที่ เครื่องยนต์มีปัญหา หรือ เครื่องยนต์ดับขณะทำการบิน คำว่า Feathering หมายถึง การดำเนินการหมุนกลีบใบพัดเข้าหาลม เพื่อจุดประสงค์ หยุดการหมุนของใบพัด เพื่อลดแรงต้าน ดังนั้น Feathered blade กลีบใบพัดจะประมาณ อยู่ในแนวทิศทางของการบิน หรือปรับ ใบพัดให้อยู่ในตำแหน่งมุมสูงสุด (turned the blades to a very high pitch) Feathering มีความจำเป็น เมื่อเครื่องยนต์เสียขณะทำการบิน หรือต้องการดับเครื่องยนต์ ขณะทำการบิน
7. Reversing : ก็คือ ใบพัดชนิดความเร็วรอบคงที่ แต่สามารถที่จะบังคับให้มุมของใบพัด อยู่ในตำแหน่ง negative เพื่อทำให้เกิดแรงถอยหลัง เมื่อมุมของ ใบพัด อยู่ในตำแหน่ง reversed กลีบใบพัดก็จะหมุนไปต่ำกว่า มุมที่เป็นบวก จนกระทั่งเป็นมุมลบ เพื่อให้ได้มาซึ่ง Negative Thrust นั่นเอง Reverse Thrust โดยปกติจะใช้กับเครื่องบินขนาดใหญ่ในขณะที่ลงจอด เพื่อลดระยะทางในการวิ่ง ขณะลงจอด
8. Beta Control :คือใบพัด ที่อนุญาตให้นักบิน สามารถ ปรับตำแหน่งมุมของใบพัด ได้มากกว่าตำแหน่ง limit ปกติ ( Normal Low Pitch Stop ) ซึ่งโดยปกติจะใช้ เวลา taxiing ในเครื่องที่ Thrust สามารถ ควบคุมด้วยการ ปรับมุมของใบพัด ที่คันบังคับ power
ที่มา :
