航空燃气涡轮发动机构造-第12章-螺旋桨

1、Gas Turbine Aero-engine第 12 章 螺 旋 桨第12章 螺旋桨(Propeller)12.5 螺旋桨的检查、维护与安装12.4 螺旋桨辅助系统12.3 涡桨发动机螺旋桨12.2 螺旋桨分类与结构12.1 螺旋桨原理12.1 螺旋桨原理螺旋桨螺旋桨是一种旋转的翼型(aerofoil), 它由两至四片桨叶固定在中心桨毂(hub)上, 桨毂直接或通过减速器安装在发动机轴上。桨叶中心桨毂(减速器)发动机轴 螺旋桨的功用螺旋桨的功用是产生拉力或负拉力。将发动机传给的功率转变为拉动飞机前进的拉力。当飞机落地后还可以利用桨叶产生较大的负拉力, 起到制动的作用, 以缩短飞机着陆后的滑跑

2、距离。12.1 螺旋桨原理名词术语螺旋桨理论作用在螺旋桨上的力桨距和滑流12.1.1 名词术语螺旋桨的桨叶(blade)前缘桨叶的前部边缘；后缘桨叶的后部边缘；叶尖桨叶距桨觳最远的部分，通常规定为叶片最后6英寸；叶柄桨叶靠近螺旋桨中心较厚的部分；12.1.1 名词术语螺旋桨的桨叶(blade)叶根又名桨叶轴，安装于桨觳内，桨叶的终端叶背(blade back)桨叶型面向上凸起的曲面部分，类似翼型上表面。叶面(blade face)又叫叶盆，桨叶平直的一面，类似于翼型下表面。12.1.1 名词术语螺旋桨的桨叶(blade)12.1.1 名词术语螺旋桨的桨叶(blade)桨叶站位的规定螺旋桨旋转时

3、，桨叶各部分运动的切向速度是不相同的。叶根部速度低，叶尖处速度最高。从桨叶轮毂中心起，将桨叶分段，以英寸为单位定出站号。12.1.1 名词术语桨叶站位的规定12.1.1 名词术语轴功率和当量轴功率：轴功率（SHP）是指输送到螺旋桨的功率；当量轴功率(ESHP)是在计算总功率输出时，轴功率加上喷气推力的影响静态条件下，假如输送到螺旋桨上1轴马力假定产生2.5lb推力，则：ESHP静态 = SHP静态 + Fn（喷气）/ 2.512.1.1 名词术语12.1.2 螺旋桨理论桨叶角和桨叶迎角弦线(chord line)螺旋桨前缘点和后缘点的连线；桨叶角f (blade angle)螺旋桨的弦线与桨叶

4、旋转平面间的夹角称为桨叶角，以符号f表示，桨叶角大，则螺旋桨旋转一周排出的空气量也多。桨叶迎角a (attack angle、incidence angle )桨叶弦线和空气流过桨叶的相对速度方向间的夹角。12.1.2 螺旋桨理论桨叶角和桨叶迎角螺旋桨在工作过程中，既有旋转，又有向前的运动。飞行速度为v，螺旋桨转速为n时, 某一截面处桨叶旋转切速度u， 螺旋桨运动的速度三角形是12.1.2 螺旋桨理论桨叶的空气动力（Aerodynamic Force）气动拉力当空气以相对速度流过桨叶时, 将空气压缩, 使螺旋桨桨叶位于发动机一侧产生的气动压力大于大气压力, 因而产生拉力, 称该拉力为气动拉力。

5、叶形拉力桨叶的形状也产生拉力：空气流过叶背时, 流速增大, 压力降低; 空气流过桨面时, 流速降低,压力升高。空气流近前缘时, 气流受阻, 流速减慢, 压力提高;空气流近后缘时,气流分离,形成涡流, 压力下降。这样在桨叶的前后桨面和前后缘均形成压力差。12.1.2 螺旋桨理论桨叶的空气动力空气动力R这种压力差和气流作用于桨叶上的摩擦力综合在一起, 就构成了桨叶的空气动力R。拉力F 作用于螺旋桨桨叶上的空气动力R在发动机轴线方向的分力就是拉力。各桨叶上的拉力之和就是整个螺旋桨的拉力。12.1.2 螺旋桨理论桨叶的空气动力阻力空气动力R在发动机垂直于轴线方向的分力。阻力的方向与桨叶切向速度的方向相

6、反。阻力力矩阻力与到桨轴中心距离的乘积就是阻力力矩，它由发动机轴的旋转力矩来克服。只有发动机输出力矩与其平衡，螺旋桨才能保持等速旋转。12.1.3 作用在螺旋桨上的力离心力和离心力矩离心力矩会使桨叶角减小配重离心力矩有的变距螺旋桨，桨叶根部靠近桨叶后缘的地方装有配重，并固定于螺旋桨旋转前面；配重离心力矩使桨叶角增加。12.1.3 作用在螺旋桨上的力气体力和气体力矩当气体力R不通过桨叶转轴时：气体力作用在转轴前端，使桨叶角增加；气体力作用在转轴后端，使桨叶角减小。12.1.3 作用在螺旋桨上的力弯曲力和弯曲力矩拉力产生的弯曲力矩；桨叶旋转阻力产生的弯曲力矩；12.1.4 螺旋桨参数桨距和滑流桨距

7、（pitch）螺旋桨桨距分为几何桨距和有效桨距两种。几何桨距是指在不可压缩介质中，螺旋桨旋转一周飞机向前移动的距离，用符号H表示；有效桨距是指螺旋桨旋转一周，飞机向前移动的实际距离，用符号Heq表示。飞行速度和有效桨距的关系：12.1.4 螺旋桨参数桨距和滑流滑流 L（slipstream ）几何桨距和有效桨距之差：它反映了螺旋桨对流过的空气的压缩程度。12.1.4 螺旋桨参数桨叶角和桨叶迎角桨叶角螺旋桨的弦线与桨叶旋转平面间的夹角称为桨叶角桨距分布:桨叶角沿半径逐渐减小, 即靠近桨毂处桨叶角最大,叶尖处最小。这种从桨毂到叶尖逐渐减小的桨叶角称为桨距分布。桨距分布和翼形变化都是沿叶长而变化的,

8、这是因为每个部位在空气中运动的相对速度是不同的,毂部为低速,尖部为高速。但各处的飞行速度和转速都是一样的这里所说的桨叶角是基于在75的桨叶标记位置的桨叶角。12.1.4 螺旋桨参数桨叶角和桨叶迎角桨叶角桨叶角的大小将影响螺旋桨旋转一周所排出的空气量的多少：桨叶角大, 排出空气量多, 使螺旋桨的负荷变大;桨叶角小, 排出空气量少, 使螺旋桨的负荷变小。桨距与桨叶角的关系:H = 2Rtg 变距螺旋桨中, 增大桨叶角叫变大距, 而减小桨叶角叫变小距。12.1.4 螺旋桨参数桨叶角和桨叶迎角桨叶迎角空气流过桨叶的相对速度方向与桨叶弦线之间的夹角。影响因素有: 桨叶角, 飞机的飞行速度v飞和螺旋桨转速

9、n 。12.1.4 螺旋桨参数桨叶角和桨叶迎角桨叶迎角当v飞和n保持不变时, 随着的增大, 也增大。12.1.4 螺旋桨参数桨叶角和桨叶迎角桨叶迎角当和n保持不变时, 随着v飞的增大, 减小。 12.1.4 螺旋桨参数桨叶角和桨叶迎角桨叶迎角当和v飞保持不变, 随着n 增大, 则u变大,也变大。小结：当 v飞和 n 不变时, ，当 和 n 不变时, v飞，当 v飞和 不变时, n ，当 v飞= 0 时, =12.1.4 螺旋桨参数螺旋桨的拉力、推进功率和效率拉力流过螺旋桨的介质对螺旋桨的反作用力在发动机轴线方向的分力称为螺旋桨的拉力。影响拉力的因素滑流、飞行速度、单位时间排气质量。12.1.4

10、 螺旋桨参数螺旋桨的拉力、推进功率和效率影响拉力的因素如滑流和飞行速度保持不变：若螺旋桨转速不变，随着桨叶角增加，则单位时间排气质量增加，拉力增大；若桨叶角不变，随着螺旋桨转速上升，则单位时间排气质量增加，拉力增大。如单位时间排气质量及飞行速度不变，随着滑流增加，则螺旋桨拉力增大；如单位时间排气质量及滑流不变，则随着飞行速度增加，则拉力减小；12.1.4 螺旋桨参数螺旋桨的拉力、推进功率和效率推进功率（thrust power）和效率螺旋桨的推进功率为：它由发动机的有效功率（轴功率）转变而来，但是由于涡流、摩擦等因素的存在，必然要损失部分功率。12.1.4 螺旋桨参数螺旋桨的拉力、推进功率和效

11、率推进功率和效率螺旋桨效率是指推进功率与发动机供给螺旋桨的轴功率(有效功率)之比，目前螺旋桨效率可达0.850.87。当发动机在原地工作时, 由于此时飞机的飞行速度等于零, 故螺旋桨的推进功率等于零, 所于螺旋桨的效率等于零。使螺旋桨效率最高的迎角称为有利迎角。12.1.4 螺旋桨参数螺旋桨的拉力、推进功率和效率推进功率和效率使螺旋桨效率最高的迎角称为有利迎角。有利迎角在24 。12.1.5 螺旋桨工作定距螺旋桨是为某一转速和飞行速度下具有最高效率而设计的；飞行状态的任何变化，都会使其效率降低。恒速螺旋桨飞行状态变化，通过调节桨叶角来保持最高效率；起飞时，小桨叶角或者小距，高转速；负荷小，转速

12、高，能产生最大拉力。巡航时，大桨叶角或者大距，低转速；负荷大，转速低，能产生较大拉力。12.2 螺旋桨分类与结构12.2.1 螺旋桨的分类按照安装位置分牵引式装于发动机头部，拉动飞机前进；推进式装于发动机后端，推动飞机前进；按照桨距确定的方法分类固定桨距螺旋桨可调桨距螺旋桨恒速螺旋桨可反桨螺旋桨可顺桨的螺旋桨定距螺旋桨和变距螺旋桨定距螺旋桨（fixed pitch propeller ）所谓定距螺旋桨就是在工作中螺旋桨的桨叶角不能变的螺旋桨。变距螺旋桨（variable pitch propeller）螺旋桨的桨叶角或者桨距，在飞行中随着飞行条件与发动机工作状态的变化而发生改变。12.2.1

13、螺旋桨的分类定距螺旋桨固定桨距的螺旋桨固定桨距螺旋桨具有重量轻和结构简单等特点。常应用于低功率、低速度、短航程或低空的飞机上。地面可调桨距的螺旋桨地面可调的定距螺旋桨的桨叶角或桨距, 根据飞行的要求, 可以在地面进行调节。当螺旋桨不转动时, 靠松开夹紧装置, 将桨叶角调节在需要的位置, 在桨叶被夹紧装置固定以后, 桨叶角在飞行中不能变动。12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨变距螺旋桨的优点通过改变桨叶角来保持最佳桨叶迎角，得到高的螺旋桨效率以及发挥发动机的经济性；通过变距可以获得所要求的发动机转速。变距螺旋桨可以是2个限定的位置，也可以是在给定的最小桨桨距和最大桨距之间，调节到任何角度；螺旋桨

14、的变距一般由螺旋桨调速器完成，该机构一般依靠滑油压力操纵，因此称为液压式调速器。12.2.1 螺旋桨的分类12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨变距螺旋桨从调速器的类型和功能可分为三种：正向变距螺旋桨反向变距螺旋桨双向变距螺旋桨在每种型式的变距螺旋桨中又分为:有变距杆的可调转速的恒速螺旋桨无变距杆的全恒速螺旋桨12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨变距螺旋桨还具有反桨和顺桨的操纵功能。反桨反桨操纵螺旋桨是桨叶角变动到负值, 使螺旋桨产生的拉力改变方向, 成为负拉力。反桨通常用在飞机落地后提供刹车, 以缩短飞机的滑跑距离或地面操纵飞机倒退。12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨反桨12.2.1 螺旋桨

15、的分类变距螺旋桨顺桨（feathering）顺桨操纵就是把螺旋桨置于顺着飞行气流方向的位置。在飞行中, 如果一台发动机发生故障而失效时,处于风车状态的螺旋桨不但不产生拉力, 反而会产生较大的负拉力, 即飞行阻力, 并对飞机的可操纵性产生严重不利的影响。为了防止上述现象的发生, 在多发飞机上的大多数恒速螺旋桨都设置有顺桨。顺桨位置是螺旋桨产生最小阻力的位置, 同时还使发动机的转速降为最低。12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨顺桨正桨12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨顺桨顺桨12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨顺桨顺桨过程12.2.1 螺旋桨的分类变距螺旋桨回桨顺桨后还可以回桨。所谓回桨就是将螺

16、旋桨退出顺桨位置, 在地面回桨至起动角, 也就是最小桨叶角； 在空中回桨至起动所需的转速。其功用是使失效的发动机在排除故障后能进行重新起动。12.2.2 螺旋桨的结构木质螺旋桨木质螺旋桨是由具有相同厚度, 同样形式的若干层(一般为59层)桦木木料用防水树脂粘合在一起, 经粗加工、精细加工成为具有精确翼形, 桨距尺寸的桨叶。木质螺旋桨当达到所要求的湿度后, 将用编织布做成的保护层, 粘合到桨叶12或15英寸处, 并且为了防止螺旋桨在着陆、滑行或起飞期间被空气中的微粒损坏, 将金属包梢固定到每个桨叶的前缘和尖端。金属包梢可以是镀铅锡钢板、锰钛合金或黄铜。金属靠埋头螺钉或铆钉, 固定到桨叶的前缘。螺

17、钉的头部被焊固到包梢, 以防止松动, 并且, 焊点被锉平到平滑的翼面形。12.2.2 螺旋桨的结构木质螺旋桨由于水分会凝聚在包梢上的金属和木料之间, 故在桨叶端部附近备有一些小孔, 让它的水分从排水孔流掉, 或靠离心力甩出, 这些排水孔在所有的时间内, 要保持通畅。为了防止木质螺旋桨膨胀、收缩和翘曲, 在桨叶的外面应涂有保护漆层。12.2.2 螺旋桨的结构12.2.2 螺旋桨的结构木质螺旋桨铝合金螺旋桨铝合金螺旋桨在航空螺旋桨发动机中得到广泛应用。铝合金螺旋桨的特点是, 结构强度高, 桨叶薄而轻, 可以引导更多的空气流过发动机使发动机得到更好的冷却, 维修工作少, 使用和维修的成本低等。铝合金

18、螺旋桨是用整块的硬铝锻造而成的。再通过机加工和人工打磨来获得满意的翼型, 通过轻微扭转桨叶, 获得满意的桨叶角。这种螺旋桨的表面要进行阳极化处理。在螺旋桨的桨毂上打印上型号、序号、型别执照号、生产合格证号, 以及螺旋桨已经翻修的次数等。12.2.2 螺旋桨的结构12.3 涡桨发动机螺旋桨航空螺旋桨转速的调节是指根据飞行情况的需要，保持或者改变发动机的转速；转速调节的目的发动机以一定功率工作时,可以用不同的进气压力和转速来配合,一般要选定燃油消耗率最低的配合.油门位置一定时,飞行速度和高度变化时,保持所需要的转速;油门改变时,需要调节转速,使之达到所需要的工作状态.航空螺旋桨转速的调节发动机转速

19、变化的情况, 是由螺旋桨轴的旋转力矩和螺旋桨的阻力力矩的大小来确定的。如果螺旋桨的旋转力矩小于螺旋桨的阻力力矩, 发动机的转速将下降；如果螺旋桨的旋转力矩大于螺旋桨的阻力力矩, 发动机的转速将上升；只有螺旋桨的旋转力矩等于螺旋桨的阻力力矩时, 发动机的转速才保持不变。旋转力矩等于阻力力矩时发动机的工作状态叫做发动机的稳定工作状态。12.3.1 调节转速的必要性调节转速的必要性在飞行速度、飞行高度变化时, 旋转力矩和阻力力矩都会发生变化, 从而就会破坏发动机的平衡状态, 因此, 发动机的转速也会发生变化。12.3.1 调节转速的必要性调节转速的必要性飞行速度对转速的影响。飞机在螺旋桨桨叶角()保

20、持不变的情况下, 飞机用某一速度飞行, 其桨叶迎角为, 这时阻力力矩正好等于旋转力矩, 发动机的转速稳定不变。如果飞行速度增大, 由于桨叶迎角()减小, 使螺旋桨的负荷减小, 即所谓螺旋桨变“轻”, 阻力力矩小于旋转力矩, 发动机转速将增大;如果飞行速度减小，由于桨叶迎角()增大, 使螺旋桨的负荷增大, 即所谓螺旋桨变“重”, 阻力力矩大于旋转力矩, 发动机转速将减小。12.3.1 调节转速的必要性12.3.1 调节转速的必要性调节转速的必要性飞行速度对转速的影响调节转速的必要性飞行高度对转速的影响：对于吸气式发动机, 当飞行高度增高时, 阻力力矩和旋转力矩都要减小, 由于旋转力矩减小的快,

21、阻力力矩减小得慢, 因此, 随着飞行高度的增高, 旋转力矩逐渐小于阻力力矩, 发动机转速越来越小。对于增压式发动机, 临界高度以上的情况与吸气式发动机相同, 在临界高度以下,高度升高时, 一方面阻力力矩因大气密度的减小而减小; 另一方面, 旋转力矩却因充填量的增加而变大。因此, 发动机的转速随着飞行高度的升高而逐渐增大。12.3.1 调节转速的必要性调节转速的必要性工作状态对转速的影响在飞行中, 如果要改变发动机的工作状态, 增大或减小发动机的功率, 便需要改变发动机转速。装有变距螺旋桨的发动机, 不改变转速只改变进气压力也可以达到增大或减小发动机功率的目的, 但是, 为了使发动机能够工作在接

22、近有利的状态下, 在改变进气压力以增大或减小发动机功率的同时, 还必须改变转速, 使转速和进气压力有利地配合起来。12.3.1 调节转速的必要性调节发动机转速的方法大多数航空螺旋桨发动机，用改变桨叶角的方法改变螺旋桨的阻力力矩，实现转速调节的目的。将改变桨叶角称为变距，增大桨叶角叫变大距，减小桨叶角叫变小距。在飞行速度、飞行高度变化时, 引起发动机转速变化, 如果适当地改变桨叶角, 使阻力力矩始终等于旋转力矩, 发动机的转速就可以保持不变。12.3.2 调节发动机转速的方法12.3.2 调节发动机转速的方法桨叶角与转速：利用改变桨叶角的办法, 可以改变发动机转速。增大桨叶角(即变大距)，螺旋桨

23、的阻力力矩增大, 当阻力力矩大于旋转力矩, 发动机转速将减小。减小桨叶角(即变小距), 螺旋桨的阻力力矩减小, 当阻力力矩小于旋转力矩, 发动机转速将增大。桨叶角的变化是有一定范围的, 只能在这个范围内利用变距来调节发动机的转速。如果螺旋桨已变至最大距或最小距, 就不能再用变距的方法来改变或保持发动机的转速了。12.3.2 调节发动机转速的方法功用转速调节器又称为螺旋桨调速器（Governor）, 简称调速器。功用是改变螺旋桨的桨叶角, 使螺旋桨变距, 以调节发动机的转速。分类以转速调节器改变螺旋桨桨叶角的动力分：液压式的调速器以液体压力为变距动力的称为液压式的调速器电动式的调速器以电力为变距

24、动力的称为电动式的调速器12.3.3 转速调节器的工作原理液压式的调速器液压式螺旋桨调速器变距可分为正向变距、反向变距和双向变距三种型式。双向液压式调速器：变大距和变小距都靠液体压力来进行的调速器。反向液压式调速器： 利用液体压力变大距, 用螺旋桨桨叶旋转时产生的离心力变小距。 正向液压式调速器：利用螺旋桨上安装的配重旋转时产生的离心力变大距, 用液体压力变小距。12.3.3 转速调节器的工作原理液压式的调速器上述各种螺旋桨还可分为带变距杆可调转速恒速螺旋桨无变距杆的恒速螺旋桨12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器螺旋桨变大距和变小距都靠液体压力来进行的调速器叫做双向液压式螺

25、旋桨调速器。组成离心飞重、给定弹簧、分油活门、调节齿轮、滑油泵、调压活门等部件12.3.3 转速调节器的工作原理12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器双向液压式螺旋桨调速器离心飞重功用：感受螺旋桨的实际转速。组成：由两块L形钢块组成。两个钢块借助于销子连接到钢杯上, 钢块可以绕销子转动, 钢杯由曲轴经传动齿轮带动旋转。钢杯旋转时, 在惯性离心力的作用下, 离心飞重向外张开, 它与分油活门接触的一端就会将分油活门抬起。发动机的转速越大, 钢杯的转速也越大, 离心飞重的惯性离心力也就越大, 将分油活门抬起的力也就越大。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器给定弹

26、簧功用：感受螺旋桨的给定转速或变距的要求。它将分油活门向下压, 向下压力的大小, 取决于弹簧被压紧的程度。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器分油活门功用：用来控制油路。移动：它在离心飞重和弹簧力的作用下, 可以上下移动。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器调节齿轮经钢索或拉杆与驾驶舱内的变距杆相连。前推变距杆, 调节齿轮按逆时针转动, 齿筒下移, 弹簧被压紧, 弹簧下压分油活门的力增大。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器滑油泵用来增大变距滑油的油压。调速器的滑油泵一般都是齿轮式的油泵。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺

27、旋桨调速器调压活门调节滑油泵出口的滑油压力。调压活门的一端与滑油泵进口相连, 另一端与滑油泵出口相连, 当滑油泵出口的滑油压力大于调压活门内弹簧的压力时, 调压活门打开, 一部分滑油经调压活门流回油泵的进口, 保证出口滑油压力不致过高。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器工作稳态当驾驶舱内的变距杆固定在某一位置, 即调速器的给定弹簧被压到某一紧度时, 调速器就能自动保持某一相应的发动机转速。发动机用这一转速工作时, 离心飞重抬起分油活门的力与给定弹簧向下分油活门的力相平衡, 分油活门恰好处于中立位置。这时, 分油活门堵住变距油路, 滑油泵供来的滑油不能进入变距油路去变距,

28、只能通过调压活门作循环流动, 螺旋桨桨叶角不发生变化。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器工作变大距如果由于某种原因(如飞行速度增大)引起发动机转速增大, 则螺旋桨变大距；使发动机转速减小到原来转速。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器工作变大距12.3.3 转速调节器的工作原理变大距双向液压式螺旋桨调速器工作变小距如果由于某种原因(如飞行速度减小)引起发动机转速减小, 则螺旋桨变小距;使发动机转速增大到原来转速。12.3.3 转速调节器的工作原理双向液压式螺旋桨调速器工作变小距12.3.3 转速调节器的工作原理变小距双向液压式螺旋桨调速器工作改变转速需

29、要改变发动机的转速时, 可以操纵驾驶舱内的变距杆, 改变调速器弹簧的压紧程度。向前推变距杆, 使螺旋桨变小距, 发动机转速增大。向后拉变距杆, 使螺旋桨变大距, 发动机转速减小。12.3.3 转速调节器的工作原理反向液压式螺旋桨调速器利用液体压力变大距, 用螺旋桨桨叶旋转时产生的离心力变小距的叫反向液压式螺旋桨调速器。12.3.3 转速调节器的工作原理反向液压式螺旋桨调速器反向变距螺旋桨的特点是: 灵敏度高, 保证工作转速稳定, 当油压失效时, 螺旋桨会自动变小距, 造成螺旋桨飞转, 为此必须设有定距装置。 12.3.3 转速调节器的工作原理反向液压式螺旋桨调速器工作当发动机转速由于某种原因超

30、过调速器所保持的转速时, 大距油路接通高压油，液体压力使螺旋桨变大距, 从而使转速减小至原来的转速。当发动机转速减小, 低于调速器所保持的转速时, 大距油路回油至机匣, 因此, 桨叶离心力造成的旋转力矩使螺旋桨变小距, 从而使转速增大到原来的数值。 12.3.3 转速调节器的工作原理12.3.3 转速调节器的工作原理反向液压式螺旋桨调速器工作正向液压式螺旋桨调速器利用液体压力变小距, 用螺旋桨上装置的配重旋转时产生的离心力变大距的叫正向液压式螺旋桨调速器。工作原理与反向调速器基本相同, 有下述两点不同:正向液压式螺旋桨调速器由于只在变小距时利用油压, 所以这种调速器没有大距油路。小距油路通A室

31、, 变距活塞右移时, 使螺旋桨变小距。12.3.3 转速调节器的工作原理电动式的调速器组成离心飞重、给定弹簧、双向电动机、接触装置、继电器等组成。12.3.3 转速调节器的工作原理电动式的调速器工作稳态当驾驶舱内的变距杆固定在某一位置时, 调速器给定弹簧的压紧程度保持不变, 调速器就能自动保持发动机在某一转速工作。发动机用这一转速工作时, 离心飞重向上抬起接触装置的中间接触点的力与弹簧向下压的力相平衡, 使接触装置的中间接触点恰好停留在中间位置, 而与上、下接触点均不接触。此时, 电路不通, 电动机不转动, 螺旋桨桨叶角不发生变化。12.3.3 转速调节器的工作原理电动式的调速器工作保持转速如

32、果由于某种原因引起发动机转速增大, 则离心飞重抬起中间接触点，与上面的接触点接触, 于是, 上面的继电器的电路接通, 而将电动机的上励磁线圈和电枢线圈的电路接通, 电动机转动, 使螺旋桨变大距, 发动机转速减小,直到转速减小到原来的数值为止。如果由于某种原因引起发动机转速减小, 则调速器的工作情形与上面所述的情形完全相反。结果是桨叶角减小, 发动机的转速保持不变。12.3.3 转速调节器的工作原理电动式的调速器工作改变转速如果需要改变发动机的转速, 则同液压式调速器的道理一样, 应通过操纵变距杆来实现。向前推变距杆, 调速器弹簧压力增大, 转速增大; 向后收变距杆, 转速变小。 12.3.3

33、转速调节器的工作原理顺桨和回桨顺桨对航空活塞式发动机, 顺桨的实现, 是靠将调速器变距手柄拉回到它的行程的极限位置, 打开调速器内的通道, 使滑油从螺旋桨排出, 流回到发动机内, 从而放泄了调速器的滑油压力, 使配重和顺桨弹簧能给桨叶顺桨。顺桨所需的时间, 取决于从螺旋桨到发动机滑油通道的大小和弹簧与配重的作用力。调速器通道越大, 弹簧越粗, 顺桨动作越快。在航空涡桨发动机上, 设置有专门的顺桨装置。由顺桨手柄操纵电动顺桨泵工作, 提供油压, 使螺旋桨顺桨或回桨。12.3.3 转速调节器的工作原理顺桨和回桨回桨回桨的实现, 是靠将调速器变距手柄收回到正常的位置和重新起动发动机。发动机一起动,桨

34、叶便开始回桨, 同时, 螺旋桨马上开始自转, 随着转速的上升, 逐渐地回桨。12.3.3 转速调节器的工作原理12.4 螺旋桨的辅助系统12.4.1 螺旋桨的同步系统大多数四发动机和许多双发动机的飞机, 都装有螺旋桨的同步系统。功用控制和调整所有螺旋桨具有相同的转速。同步可以消除过大的噪音和振动。结冰危害螺旋桨上结冰会引起桨叶翼形剖面变形, 导致螺旋桨效率下降；又由于在螺旋桨桨叶上结冰的不均匀, 还会使螺旋桨产生不平衡而引起破坏性的振动。 12.4.2 螺旋桨的防冰系统结冰位置螺旋桨结冰通常首先发生在螺旋桨桨毂, 并逐渐向外漫延, 直至覆盖叶片内侧三分之二的叶长和桨叶前缘四分之三弦长处。防冰位

35、置桨毂上的结冰对飞机的飞行性能并无太大的损害,因此往往在此不设置除冰系统。而桨叶上的结冰严重地影响性能, 尤其是在桨叶前缘的三分之一弦长处的结冰, 因此, 在这些区域必须设有防冰和除冰系统。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法1液体防冰系统组成：防冰液箱，泵，甩液环，喷嘴等。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法1液体防冰系统防冰液箱：装防冰液，防冰液异丙基酒精。泵：给防冰液加压。甩液环和固定喷嘴：将防冰液在离心力的作用下喷射到每个螺旋桨桨叶上。防冰液在槽内液体靠离心力, 从桨叶叶根向叶尖方向流动。防冰液在槽内横向流动, 覆盖桨叶的前缘。在桨叶上输送槽带压制成几个平行的开槽。

36、通过改变泵的转速来控制喷射到桨叶上的防冰液的量, 当结冰严重时, 泵的转速高, 喷射的防冰液多。防冰的有效性和价格低廉, 所以被很多防冰系统用来作为。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法2电加温防冰系统12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法2电加温防冰系统组成电源、电阻加热元件、系统控制和必需的线路。电源从飞机系统来的电源, 经导线传送到螺旋桨桨毂, 导线的终端接到滑动环和电刷上, 弹性的接线器, 用来将电从桨毂传送到加温元件。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法2电加温防冰系统组成加热元件安装在螺旋桨桨帽和桨叶的内部或表面。加温元件将电能转变为热能来控制结冰。为了

37、避免过大的振动, 必须尽可能地除去所有桨叶上结的冰, 使螺旋桨接近平衡。控制桨叶加温元件中的电流变化, 这样在相对的一对桨叶就可以得到同样的加热作用。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法2电加温防冰系统组成系统控制螺旋桨电加温除冰系统的控制, 包括有双位开关、安培表和保护装置, 如电流限制器或电路断电器。安培表用来监控个各电路中的电流和计时器的工作。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法2电加温防冰系统工作防止融化的水重新结冰电加温防冰系统通常是在桨叶结冰后, 严重结冰前, 间歇向加温元件供电去除冰, 由于加热元件将电能转变的热能刚好使桨叶表面结的冰融化为水, 所以, 适当地

38、控制间歇加热的时间间隔, 可以防止融化的水重新结冰。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法2电加温防冰系统工作防止无加温元件的区域结冰如果提供给结冰表面的热量大于融化冰所需的热量, 而又不足以蒸发这些水所需的热量时, 水会流到不设加温元件的区域而结冰, 合适的间隔加温可以防止这种回流现象的发生。12.4.2 螺旋桨的防冰系统防冰和除冰的方法2电加温防冰系统工作循环计时器用来激活加热元件电路, 在2分钟的一次循环中, 在第15到30秒时通电工作。循环计时器是一个由电动马达传动的接触器, 接触器控制电路中独立的电源接触点。12.4.2 螺旋桨的防冰系统12.5 螺旋桨的检查、维护和安装12

39、.5.1 目视检查螺旋桨必须定期地检查。通常是按照螺旋桨生产厂的技术要求, 定期对螺旋桨桨叶、桨毂、操纵装置和附件进行目视检查和例行测试。12.5.1 目视检查目视检查包括: 1、桨叶、整流罩和其它部件的外表面有无堆积过多的滑油或油脂。2、桨叶和桨毂的焊接处有无故障的痕迹。3、桨叶、整流罩和桨毂有无裂纹、划痕或其它缺陷。如果需要可用放大镜察看。4、整流罩和圆帽盖外壳连接螺钉的紧固情况。5、润滑油的油位面。12.5.1 目视检查如果螺旋桨与一次事故有关, 则应将螺旋桨进行分解和检查。每当螺旋桨从轴上拆卸下来时, 就要检查桨毂的锥形座、锥形圈和其它与之接触的部分, 以发现有无过分的磨损擦伤或锈蚀等

40、。在大修期间, 要分解螺旋桨, 并对所有的部件进行检查和测量尺寸、配合间隙及磨损的情况。通常用磁力探伤或其它无损检查的方法进行检查, 以确定这些零部件上有无疲劳裂纹的存在。螺旋桨的不平衡螺旋桨的静不平衡或动不平衡是导致飞机振动的重要原因之一。静不平衡是由于螺旋桨重心与旋转中心不重合。动不平衡由于螺旋桨部件不在同一平面或者各个桨叶拉力不相等所导致。12.5.2 螺旋桨的平衡检查办法动平衡螺旋桨、整流锥装在飞机上，发动机运转实验。静平衡悬挂法，刃型支撑法。12.5.2 螺旋桨的平衡刃形支撑法刃形支撑法试验台有两个固定的钢制刀刃。使装配好螺旋桨在它们之件能够自由转动。如果螺旋桨是完全平衡的, 则将它

41、安放在任何位置上均能够保持不变。 12.5.2 螺旋桨的平衡刃形支撑法检查两叶螺旋桨组合件的平衡：先使桨叶在垂直位置内, 然后使桨叶在水平位置内。将桨叶掉换位置, 重复垂直位置的检查。12.5.2 螺旋桨的平衡刃形支撑法检查三叶螺旋桨组合件的平衡, 使每片桨叶被安放在向下的位置内。12.5.2 螺旋桨的平衡刃形支撑法在螺旋桨静平衡时, 所有桨叶必须有相同的桨叶角。所以在进行螺旋桨的平衡检查前首先检查每片桨叶的桨叶角, 看它们是否达到此项要求。 一个合格的平衡检查, 要求螺旋桨组合件在上述的任何位置内没有转动的趋势。如果在上述的所有位置内, 螺旋桨完全平衡, 它在所有的中间位置内也应完全平衡。1

42、2.5.2 螺旋桨的平衡螺旋桨的平衡螺旋桨组合件作静平衡检查时, 组合件有明显转动趋势时, 可以用一定的修正量消除不平衡。当螺旋桨组合件或部件的总重量在允许的限度以下时, 可以在允许的部位上增加固定不变的重量；当螺旋桨组合件或部件的总重量等于所允许的限度时, 可以在允许的部位去掉一些重量。为了修正螺旋桨的不平衡, 供增加或去掉重量的部位已由螺旋桨制造厂规定。12.5.2 螺旋桨的平衡12.5.3 螺旋桨桨叶角的检查与调整螺旋桨桨叶角的检查当螺旋桨在平衡架上或安装在飞机发动机上时, 可使用通用的螺旋桨分度仪来检查螺旋桨桨叶角。12.5.3 螺旋桨桨叶角的检查与调整螺旋桨桨叶角的检查分度仪的使用转

43、动螺旋桨, 直到要检查的第一片桨叶, 使桨叶的前缘处于水平位置, 找出桨叶叶面的基准标记位置, 将分度仪的边放在桨叶面的基准位置上, 转动圆盘调整钮, 使中心酒精水平仪水平。以圆上的零线为标志, 从游标尺上零刻度所对应的数值便是桨叶角的度数。12.5.3 螺旋桨桨叶角的检查与调整螺旋桨桨叶角的检查12.5.4 螺旋桨轨迹的检查螺旋桨轨迹的检查桨叶轨迹(Blade Track)的定义为:飞机在停放位置螺旋桨旋转时,桨叶叶尖所经过的路线。桨叶的轨迹是测定桨叶叶尖相对于每一个其它桨叶叶尖位置的过程。轨迹仅仅指出桨叶的相对位置, 而不是它们的实际路线。所有桨叶的轨迹, 应尽可能地接近。12.5.4 螺

44、旋桨轨迹的检查螺旋桨轨迹的检查检查轨迹的常用方法1、将飞机用轮挡挡好,不能移动;2、在飞机机翼的前缘上安装一根粗的金属丝或是较细的杆子, 直到它稍微接触到螺旋桨桨叶尖部。3、用手转动螺旋桨, 观察下一片桨叶, 也到同样的位置, 同时测量出杆子和桨叶之间的距离, 再继续这一过程, 直到将所有桨叶都检查完。螺旋桨轨迹的检查12.5.4 螺旋桨轨迹的检查螺旋桨轨迹的检查轨迹的最大差值不应超过规定的限度,对于轻型飞机,当螺旋桨直径为6英尺时,金属螺旋桨轨迹差不能超过1/16英寸;木质螺旋桨轨迹差不能超过1/8英寸。轨迹的差值若超过规定的限度,可以用垫片来修正,垫片调整好后,重新装好螺旋桨和桨榖组件,再

45、同曲轴上的固定螺帽拧到规定的扭矩,再进行轨迹检查。满足要求后,做好安全措施。12.5.4 螺旋桨轨迹的检查12.5.5 螺旋桨的维护螺旋桨的清洗铝制螺旋桨的桨叶和桨毂, 通常用一种适当的清洗剂, 用刷子或布清洗桨叶, 不准使用酸性的或腐蚀性的物质进行清洗, 还应避免使用动力摩擦器、钢棉、钢刷以及任何有可能划伤或擦伤桨叶的工具和材料。若要高度磨光, 可用一些质量最好的金属抛光磨料, 在完成抛光工作后, 所有抛光痕迹都要立刻除掉。桨叶清洗干净后, 用清洁的发动机滑油或合适的同等油在桨叶表面涂上一层油膜。12.5.5 螺旋桨的维护螺旋桨的清洗木质螺旋桨可用温水和稀释的肥皂水, 用刷子或布进行清洗。如

46、果螺旋桨沾上过盐水, 则应用干净的水进行清洗, 直到所有的含盐痕迹完全清除为止。无论螺旋桨部件是铝合金的、钢的或是木质的, 当盐水溅到螺旋桨上后, 应尽快进行冲洗, 冲洗后, 所有的部件应彻底地抹干, 同时, 金属部分还应涂上一层清洁的发动机滑油或合适的同等油类。 12.5.5 螺旋桨的维护螺旋桨的润滑用发动机滑油操纵的液压自动变距螺旋桨不需要润滑。电动变距螺旋桨, 为了桨毂内的润滑和变距传动机构工作, 需要润滑油和润滑脂。所需的润滑油和润滑脂及对螺旋桨进行润滑的步骤应按厂家的规定进行。在有自容式液压装置的螺旋桨上, 储油箱的油面必须在规定的范围内, 通常这种类型的螺旋桨, 在一号桨叶, 储油

47、箱的外侧的玻璃管看到滑油的油面。在维修时, 要特别注意滑油不要加的过满, 不要加错润滑油。 12.5.5 螺旋桨的维护螺旋桨故障的查找和排除方法1.如果螺旋桨不能响应座舱螺旋桨操纵杆, 但仍能顺桨和回桨, 这可能是调速器有故障, 或调速器控制系统有故障。2.如果螺旋桨不能顺桨, 应检查系统的电器系统是否有故障, 或是电路是否有断路。3.如果螺旋桨能正常顺桨, 顺桨后不能解除顺桨, 这是因为分配活门不能移动的结果。12.5.5 螺旋桨的维护螺旋桨故障的查找和排除方法4.如果螺旋桨顺桨后马上回桨, 这可能是保持线圈到压力切断开关之间有短路或压力切断开关有故障。如果顺桨按钮短路, 也会发生同样的现象

48、。5.螺旋桨运动迟缓, 这可能是螺旋桨圆顶内积有油泥的结果, 或是圆顶内部活塞到圆顶密封垫有损坏。6.螺旋桨的运动不平稳或跳动, 这是螺旋桨圆顶与桨筒组合件之间的垫片预加负荷有问题, 必须拆下圆顶, 重新正确安装垫片。 螺旋桨的要求螺旋桨旋转面与飞机机体间的距离不得少于1英寸12.5.5 螺旋桨的安装和存放螺旋桨的要求螺旋桨到飞机结构的纵向距离不得少于1/2英寸。12.5.5 螺旋桨的安装和存放螺旋桨的要求对后三点式起落架的飞机，起飞状态时，螺旋桨离地面的最小距离（地面到螺旋桨边缘的最小距离）为9英寸。 12.5.5 螺旋桨的安装和存放螺旋桨的要求对于前三点式起落架的飞机,处于最低状态,轮胎压

49、力正常,支柱在膨胀状态时,螺旋桨离地面的最小距离, 为7英寸。如果轮胎和支柱都处在压缩状态时,螺旋桨离地面只要有一点间隙,使螺旋桨旋转面不接地即可。12.5.5 螺旋桨的安装和存放螺旋桨的安装常用的螺旋桨轴有：法兰盘式轴、锥形轴和套齿型轴。 法兰盘轴 12.5.5 螺旋桨的安装和存放法兰盘轴 安装：安装螺旋桨前, 先要检查凸缘有无锈蚀、缺口、毛刺和其它表面缺陷, 带螺栓的孔和带螺纹的圈必须清洁并出于良好的状态。 将螺旋桨安装到已准备好的发动机曲轴上, 定位销应准确地落入定位孔内。安装螺栓、垫圈和螺帽, 先轻轻地上紧所有的螺帽, 用工具按规定的的交错次序 扭转螺帽到所要求的扭矩值。螺旋桨必须装成

50、,当发动机停车时,桨叶处于10点钟和4点钟位置。安装整流罩。进行轨迹调整, 加上保险装置。12.5.5 螺旋桨的安装和存放锥形轴锥形轴就是曲轴的端部是锥形的。这种形式的曲轴, 必须要一个轴套作为连接器, 才能将螺旋桨安装到曲轴上。12.5.5 螺旋桨的安装和存放锥形轴准备工作在安装螺旋桨之前, 注意检查锥形轴上有无锈蚀、裂纹和磨损等缺陷。要特别注意对键槽的检查, 因为裂纹可以从键槽的拐角处发展开来, 结果会造成轴的破坏, 可以用染色渗透法检查键槽部位有无缺陷。检查桨毂部件和安装部件有无磨损、裂纹、锈蚀和翘曲, 用染色渗透法或磁粉法检查桨毂和螺栓, 并纠正所发现的缺陷。 12.5.5 螺旋桨的安装和存放锥形轴轴的配合检查将带有染色的液体, 如普鲁士兰的液体涂到锥形轴上, 装上键, 再装上桨毂并