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文档简介

螺旋桨

螺旋桨6.1

航空螺旋桨结构

航空螺旋桨结构

通过桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力或升力的装置,称为螺旋桨(propeller)。螺旋桨通常由两个、三个或者多个桨叶连接到中心桨毂上。最接近桨毂的桨叶称为叶柄,而离桨毂最远的部分称为叶尖(如图所示)。通过桨毂组件的毂孔将螺旋桨安装在发动机曲轴或者减速器组件上。航空螺旋桨结构

螺旋桨叶的剖面形状与翼剖面相似(如图),具有前缘、后缘和弦线。桨叶上凸起的一面称为叶背,平坦的一面称为叶面(如图)。桨叶角(bladeangle)为螺旋桨旋转平面和桨叶弦线构成的夹角。6.2

螺旋桨的运动特性

螺旋桨的运动特性

当飞机停在原地不动,或者把发动机固定在试车台上工作时,安装在上面的螺旋桨就只能在原地旋转。这时,桨叶的每个剖面的运动轨迹都是圆弧,圆心都在旋转轴上,圆的半径就是桨叶剖面到旋转轴的距离,如图所示。螺旋桨的运动特性

在飞行中,桨叶随着飞机以同样的飞行速度V前进着,此时对于桨叶的来说,是一面旋转一面前进的,如图所示。它的运动轨迹在圆柱面上就是一条螺纹线,这个圆柱的半径就是桨叶剖面到旋转轴的距离。桨叶旋转一整圈在圆柱轴向上所前进的距离称为螺旋桨的螺距(pitch)。桨距和桨叶角密切相关。6.3

螺旋桨的拉力和效率

螺旋桨的拉力和效率

截取一小段桨叶来看,其剖面与机翼的剖面相似。相对风以某一迎角吹向这一小段桨叶时,作用在它上面总的空气动力与作用在机翼上的力是一样的,是与相对风成一定角度的。我们将总的空气动力R分解为与旋转轴平行的P和垂直的Q两个方向,如图所示。螺旋桨滑距

螺旋桨滑距是螺旋桨的几何桨距和有效桨距之间的差值。如图,几何桨距是螺旋桨旋转一周应该前进的理论距离;有效桨距是螺旋桨旋转一周的实际前进距离。因此,几何的或者理论的桨距是基于没有滑动的,但是实际的或者有效的桨距包含了螺旋桨在空气中的滑动。6.4

变距螺旋桨

变距螺旋桨

桨距与螺桨叶片叶型与发动机轴向线的夹角直接相关。桨距可以直观地表示为图中螺旋桨的安装角度Φ,螺旋桨采用该调节形式保持螺旋桨转动不变,称为恒速变距螺旋桨。变距螺旋桨

变距螺旋桨桨叶角可以自动或人工改变(如图),一般由油门杆和变距杆控制,油门控制发动机功率输出,由进气压力表指示;变距杆调整螺旋桨的旋转速度,由转速表指示。飞行员可在发动机工作的范围和限制条件下操纵油门杆和变距杆,以此来设置发动机的工作状态。6.5

螺旋桨的效率与陀螺力矩螺旋桨的效率螺旋桨的陀螺力矩和反作用力矩螺旋桨的效率

螺旋桨的效率η可表达为螺旋桨有效功率P桨与发动机功率P发之比。设无人飞机速度V(m/s),发动机产生的实际拉力为T(kgf,千克力),发动机发出的功率为P(马力,hP),则有:螺旋桨的陀螺力矩和反作用力矩陀螺力矩规律是:右转螺旋桨(顺时针方向),当无人飞机抬头时陀螺力矩使无人飞机右偏转;无人飞机右偏转时,陀螺力矩使无人飞机低头;当无人飞机低头时,陀螺力矩使无人飞机左偏转;无人飞机左偏转时,陀螺力矩使无人飞机抬头。如果是左转螺旋桨(逆时针方向)则结果相反。反作用力矩螺旋桨转动时,不断地“拍打”空气,迫使空气沿着螺旋桨转动的方向旋转,根据作用和反作用定律,空气也就会给螺旋桨一个大小相等、方向相反的反作用力矩,力图阻止螺旋桨转动。本章思考题1.什么是螺旋桨的螺距、桨叶角,螺旋桨的桨叶为什么要沿着径向的位置扭转?2.什

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