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关于螺旋桨的一些知识(转) 螺旋桨 3d3v$\,f5W$h F3o 一、工作原理 :@,HX3D,J7hP!E;C可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气 流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 +h)q4ga {1Q9|8D空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后 总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉 力和阻止螺旋桨转动的力矩。 4A2_9?6^9A8P:| k 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 A4V7P8l;j3^7G/U9^2`/Y 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和 试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式 计算： /L4pM0[9l+X#p:w2P8]-dT=Ctρn2D4 .J0].a%t)h;S(D,j0G*]6WP=Cpρn3D5 #I(lz4},R1g0f η=J·Ct/Cp #w9A7Dj2L 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其 中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺 旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功 率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 :O%_6S;S-C;E-Z#n8b从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较 低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转 速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转 速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。 4B4|B2l*G*二、几何参数 )n+X/|;Z;c:@9A7i1L8i 直径(D)：影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下，直径增大拉力随之增大， 效率随之提高。所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。此外还要考虑螺旋 桨桨尖气流速度不应过大(＜0.7音速)，否则可能出现激波，导致效率降低。 5iMX.com 我爱模型 玩家论坛0W-p W)p#Z.H 桨叶数目(B)：可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。超轻型飞 机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时，采用增加桨叶数目的方 法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。 X+H!|!W8I8T*M 实度(σ)：桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。它的影响与桨叶数目的影响相 似。随实度增加拉力系数和功率系数增大。 %o1X9^7\*`2~)w2W,b%I桨叶角(β)：桨叶角随半径变化，其变化规律是影响桨工作性能最主要的因素。习惯 上以70％直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。 3a/kGy0H 螺距：它是桨叶角的另一种表示方法。图1—1—22是各种意义的螺矩与桨叶角的关 系。 0V%M5B3urb(A;`几何螺距(H)：桨叶剖面迎角为零时，桨叶旋转一周所前进的距离。它反映了桨叶 角的大小，更直接指出螺旋桨的工作特性。桨叶各剖面的几何螺矩可能是不相等的。习 惯上以70％直径处的几何螺矩做名称值。国外可按照直径和螺距订购螺旋桨。如 64／34，表示该桨直径为60英寸，几何螺矩为34英寸。 0{)]-b#p4W3d%N([6C#a 实际螺距(Hg)：桨叶旋转一周飞机所前进的距离。可用Hg＝v/n计算螺旋桨的实际螺矩值。可按H＝1.1～1.3Hg粗略估计该机所用螺旋桨几何螺矩的数值。 9n5XO-E8`1理论螺矩(HT)：设计螺旋桨时必须考虑空气流过螺旋桨时速度增加，流过螺旋桨旋转平面的气流速度大于飞行速度。因而螺旋桨