프로펠러 이론 전진거리 계산기

프로펠러 이론 전진거리 계산기 사용법

보트, 선박, 무선조종(RC) 보트 및 항공기 등에서 사용하는 프로펠러의 사양(피치)과 회전수(RPM)를 입력하여, 유체 저항이나 헛돎이 전혀 없을 때 이동 가능한 이론상의 전진거리와 속도를 산출하는 도구입니다.

• 프로펠러 피치 (Pitch): 프로펠러 날개의 비틀림 각도로 결정되는 이론 전진거리(인치 단위)를 입력합니다.
• 프로펠러 회전수 (RPM): 프로펠러 축이 1분 동안 회전하는 횟수를 입력합니다. 감속 기어가 장착된 경우 엔진 RPM이 아닌 감속된 프로펠러 축 RPM을 기준으로 입력해야 합니다.

계산 방법

피치 $P$인 프로펠러가 1회전할 때의 이동 거리는 피치 길이와 동일합니다. 1인치는 $0.0254\text{m}$이므로 다음과 같이 단계별 수식이 적용됩니다.

계산 예시

• 레저용 모터보트 (21인치 피치, 3,000 RPM)
  • 1회전 전진거리: $21 \times 2.54 = 53.34\text{cm}$ ($0.533\text{m}$)
  • 분당 전진거리: $0.5334 \times 3,000 = 1,600.2\text{m/min}$
  • 이론 속도: 약 $96.0\text{km/h}$ (약 $51.8\text{노트}$)
• 고속 드론/RC 기체 (10인치 피치, 6,000 RPM)
  • 1회전 전진거리: $10 \times 2.54 = 25.4\text{cm}$ ($0.254\text{m}$)
  • 분당 전진거리: $0.254 \times 6,000 = 1,524\text{m/min}$
  • 이론 속도: 약 $91.4\text{km/h}$ (약 $49.4\text{노트}$)

사용 시 주의사항 및 활용 팁

• 프로펠러 슬립(Slip) 고려: 물이나 공기는 점성을 가진 유체이므로 프로펠러가 회전할 때 필연적으로 헛도는 슬립 현상이 발생합니다. 일반적인 선박의 슬립률은 10%~25%, 고속선은 8%~15% 수준입니다. 실제 주행 속도는 이론 속도에 $(1 - \text{슬립률})$을 곱하여 추정할 수 있습니다.
• 감속 기어비(Gear Ratio) 확인: 아웃보드 모터나 선내기 엔진의 계기판 RPM은 엔진 크랭크축 회전수인 경우가 많습니다. 로워 유닛(하부 유닛)에 감속비(예: 2.0:1)가 적용되어 있다면, 프로펠러 RPM은 계기판 RPM의 절반으로 계산해야 합니다.
• 적정 피치 선택: 피치를 높이면 1회전당 전진거리가 늘어나 고속 주행에 유리하지만 엔진에 걸리는 토크 부하가 커집니다. 반대로 피치를 낮추면 가속력과 견인력이 좋아지나 최고 속도가 제한됩니다.