<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD>
<META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=iso-8859-1">
<META content="MSHTML 6.00.2800.1458" name=GENERATOR>
<STYLE></STYLE>
</HEAD>
<BODY id=role_body style="FONT-SIZE: 10pt; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: Arial" 
bottomMargin=7 bgColor=#ffffff leftMargin=7 topMargin=7 rightMargin=7>
<DIV>
<P align=left>Some of you may have already seen this safety warning on the APC 
web site, but I thought it was worth posting given the recent discussion on prop 
failure. Many of the references are to racing applications, but I feel it's 
still important information in our application.</P>
<P align=center>PROPELLER SAFETY CONCERNS</P>
<P align=left>All propellers are inherently dangerous. Model airplane propellers 
are especially dangerous. Model airplane propellers used in high performance 
racing are extremely dangerous. Model airplane engines designed and modified to 
achieve maximum operating capabilities create unpredictable and potentially 
severe loads, leading to various forms of potential propeller failure. Ignoring 
reasonable safeguards may likely be catastrophic. This concern is the motivation 
for the following discussion.</P>
<P align=left>Warnings included with propellers are intended to protect 
consumers. They also protect manufactures against claims resulting from misuse 
of the product. Most products with potential for&nbsp; causing injury contain 
ample warnings about misuse. Some advertisements for products now contain 
warnings, even before the product is sold! There is a strong proliferation of 
warnings in most products having potential for creating injury or damage. This 
inundation of warnings may cause consumers to become inured to product 
warnings.</P>
<P align=left>The warnings about propeller use must be taken seriously, 
especially for racing applications. It is very risky to assume that a racing 
propeller blade will not fail, especially when used with state-of-the-art racing 
engines. Yet, nevertheless, occasionally model aircraft operators are observed 
standing in the plane of propeller rotation of high performance racing engines 
running at full power. This is very frightening. The following information 
reinforces the assertion that dangers of misuse are very real.</P>
<P align=left>Ideally, a product can be designed with credible knowledge of the 
environment (loads acting on the product) and capabilities of the product to 
withstand that environment (not fail). There&nbsp; is nothing ideal about 
designing a model airplane propeller because some major components of propeller 
loads are very uncertain. The principle load components acting on a propeller 
are:</P>
<UL>
  <LI style="COLOR: #ffffff"><FONT color=#000000>Centrifugal (from circular 
  motion causing radial load) </FONT>
  <LI style="COLOR: #ffffff"><FONT color=#000000>Thrust/drag (from lift and drag 
  acting on blade sections) </FONT>
  <LI style="COLOR: #ffffff"><FONT color=#000000>Torsional acceleration ( from 
  engine combustion and/or pre-ignition) </FONT>
  <LI style="COLOR: #ffffff"><FONT color=#000000>Vibration (from resonant 
  frequencies or forced excitation) </FONT></LI></UL>
<P align=left>Another potential source of loading is aero elastic tip flutter. 
This may be caused by self exciting aerodynamic loads at a resonant 
frequency.</P>
<P align=left>These loads are discussed next in order.</P>
<P align=left>Centrifugal loads are very predictable, given rotational speed and 
mass density distribution of a blade. Their contribution to total stress is 
relatively small. </P>
<P align=left>Thrust/drag loads are somewhat uncertain due to complexities of 
aerodynamic environments. The relative axial speed at the prop (at any radial 
station) is aircraft speed plus the amount the&nbsp; air in front of the blade 
is accelerated by the mechanics creating thrust. The latter may be approximated 
using first order classical theory. Much empirical lift/drag data (from wind 
tunnel tests) exists to quantify lift/drag loads, once relative velocity and 
angle of attack distributions are established. </P>
<P align=left>Torsional acceleration loads are generally not known. Analytical 
estimating technique used by Landing Products to quantify torsional acceleration 
loads suggests that they can become dominant when pre-ignition or detonation 
occurs. These analytical observations are supported by test experience with very 
high performance engines running at elevated temperatures. The latter causes a 
high torsional&nbsp; load (about the engine shaft) which creates high bending 
stresses, adding to those from centrifugal force and lift/drag effects. These 
torsional acceleration loads depend on unique conditions for specific 
engines.&nbsp; Engines "hopped up" for racing appear to be especially prone to 
create high torsional loads when lean mixtures lead to high cylinder 
temperatures and pre-ignition/detonation.</P>
<P align=left>Vibration causes additional loads from cyclic motions. These 
motions occur when resonant frequencies are excited or when cyclic load 
variations exist on the blade. The magnitude of these variations depends on how 
close the driving frequency is to the resonant frequency and the level of 
damping in the propeller material. Engine combustion frequency is an obvious 
excitation. Obstructions in front of or behind the blade can cause cyclic 
variations in thrust load. Once a blade starts to flutter, those motions alter 
the flow, causing variations in loading. High performance engines have caused 
propeller tips to&nbsp; break, presumably due to fatigue failure from vibration. 
</P>
<P align=left>Aero-elastic flutter is speculated to be a dominant mechanism 
causing rapid fatigue failure near a tip when insufficient or destabilizing tip 
stiffness exists. The interaction between&nbsp; variable loading and deflection 
induces a high frequency vibration with unpredictable magnitude. </P>
<P align=left>Efficient propeller design practice utilizes 
analytical/computational models to predict propeller performance and stresses. 
However, the uncertainty in impressed and inertial loading from&nbsp; complex 
phenomena requires testing to assure safe performance. Unfortunately, it is not 
possible to assure testing that convincingly replicates worst case conditions. 
The large combinations of engines, fuels,&nbsp; temperature, humidity, propeller 
selection, aircraft performance and pilot practices creates an endless variety 
of conditions. If the origins of severe loads were well understood, quantified, 
and measurable,&nbsp; structured testing might be feasible that focuses on worst 
case stack up of adverse conditions. However, since the origins of severe loads 
are really not well understood, it is essential to provide sufficient&nbsp; 
margins in material properties and design to assure safe performance. Propellers 
that are used in fairly routine and widespread applications (sport and pattern) 
lend themselves reasonably well to test procedures that provide reasonable 
confidence. In time, a sufficient data base develops that can be used to 
empirically quantify performance and "anchor" or "tune" assumptions used in 
analytical models.</P>
<P align=left>However, propellers that are used for increasingly extreme 
performance applications do not benefit from the large empirical data base sport 
and pattern propellers enjoy. Assumptions and design practices developed for 
current generations of engines may not be valid for emerging engines whose 
technologies continue to push engine performance to greater extremes. 
Consequently, propellers that are used in applications where performance is 
already relatively high (and expanding) must be used with great caution.</P>
<P align=left>An adverse cascading effect occurs when propellers are permitted 
to absorb moisture in high humidity environments. Composite strength, stiffness 
and fatigue endurance all reduce with&nbsp; increased moisture content. 
Reduction in stiffness typically causes resonant frequencies to move toward the 
driving frequency (increasing torsional loads) and, the reduction in strength 
reduces fatigue endurance. Composite propellers should be kept dry.</P>
<P align=left>In summary, please abide by the safety practices recommended by 
propeller manufactures. This is especially important for high performance 
propellers. Assume that propellers can fail at any time, especially during full 
power adjustments on the ground. Never stand in or expose others to the plane of 
the propeller arc. </P></DIV>
<BLOCKQUOTE dir=ltr 
style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: #000000 2px solid; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><FONT id=role_document 
color=#000000>&nbsp;</DIV></BLOCKQUOTE></FONT></BODY></HTML>