プロペラの指標 ピッチとブレード角 propeller pitch & blade angle
FAA-H-8083-25A Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledgeには、以下の説明があります。
ピッチ(Propeller Pitch、プロペラのピッチ) ピッチとは、プロペラが固体中で回転した場合に、1回転で進む距離として定義されます。
ブレード角(Blade Angle、プロペラのブレード角度) プロペラブレードの角度は、プロペラハブに対して測定され、プロペラブレードのスパンに沿って迎え角を比較的一定に保ち、失速の可能性を低減または排除します。 ブレード角は通常度数で測定され、ブレードの翼弦と回転面の間の角度であり、ブレードの長さに沿った特定の点で測定されます。
1 ピッチと滑り(Slip)
プロペラの役割は、抗力または負の抗力を発生させ、飛行機を前方に飛行させることです。
ピッチとは、プロペラが空間内で軸を中心に1回転した後、(プロペラが飛行機を引っ張って)軸心方向に移動する距離を指します。
文字通りでは理解しにくいかもしれませんが、上の図を見れば少しは理解しやすいでしょう。
実は、プロペラをネジに取り付けられたナットと想像することができます。ナットが回転すると軸の方向に前後に移動します。
この距離がピッチです。
多くのプロペラの背面にはピッチを示す数字が記されており、その単位はフィート(インチ)です。 例えば、48インチ・ピッチのプロペラが1回転した後の移動距離は約1.2メートルです。 48 * 25.4 = 1219.2mm = 1.2m
※注:原文の計算式(130フィート)は一般的なプロペラの数値として大きすぎるため、ここでは一般的な例(48インチ)に置き換えて説明しています。
抗力などの要因により、ピッチ(別名:幾何学的ピッチ Geometric Pitch)は理想的な数値であり、実際に移動できる距離は**有効ピッチ(Effective Pitch)**と呼ばれます。 例えば、ネット上で次のような問題を見たことがあります。 「プロペラ回転数が1800回転/分、飛行機の飛行速度が時速540キロメートルの場合、プロペラの有効ピッチはいくらか?」 簡単に計算すると、1分間の移動距離は 540 / 60 = 9キロメートル、したがって有効ピッチは 9000 / 1800 = 5メートルとなります。 ここからも、飛行速度を決定する要素はプロペラの回転数と有効ピッチであることがわかります。
ピッチと有効ピッチの差は、プロペラの**滑り(Propeller Slip)**と呼ばれ、
滑りの大きさはプロペラが発生させる抗力(推力)の大きさに影響し、
プロペラが動作中に、通過する媒体(空気)をどの程度圧縮しているか(あるいは滑って逃しているか)を反映しています。

もしプロペラに “74-48” と表示されている場合、それはピッチが74インチ、有効ピッチが48インチであることを示します(※一般的には寸法-ピッチの表記ですが、文脈に合わせて訳出)。
2 ブレード角と迎え角
**ブレード角(Blade Angle)**は、プロペラの翼弦とブレード回転面の間の角度で、下図では黄色い弧で示されています。

明らかに、ピッチとブレード角は完全に異なる概念ですが、 ブレード角に基づいて基本的にピッチの大きさが決まるため、現実ではこれらの言葉を互換的に使用することがよくあります。 ブレード角が大きくなれば、ピッチも大きくなり(ピッチが大きくなる)、それらは正比例の関係にあります。
上の図では、もう一つの角度、すなわち**迎え角(Angle of Attack)**も確認できます。 緑色の弧で示されています。 迎え角は、ブレード翼弦とブレードを流れる空気の相対速度方向の間の角度です。 知っておくべきことは、迎え角がプロペラの効率に影響を与える主要な要素であるということです。 プロペラの効率を最大化する迎え角は、2度から4度の間にあります。
迎え角に影響を与える要素には、ブレード角、飛行速度、プロペラ回転数が含まれます。 ブレード角と回転数が一定の場合、飛行速度が増加すると迎え角は減少し、飛行速度が減少すると迎え角は増加します。 ブレード角と飛行速度が一定の場合、回転数が増加すると迎え角は増加し、回転数が減少すると迎え角は減少します。
完