螺旋桨的空气动力第三章课件.pptx

飞行原理/CAFUC螺旋桨的空气动力

第三章

第三章第页21903年，莱特兄弟所制飞机以一对木质螺旋桨来产生拉力。

第三章第页3螺旋桨的拉力是活塞式飞机和涡轮螺旋桨飞机前进的动力。螺旋桨运作好坏直接影响拉力大小，而拉力大小又关系到飞机的飞行性能。本章着重分析螺旋桨空气动力的产生及其变化规律，介绍螺旋桨的功率、效率及负拉力、副作用等问题。

第三章第页4本章主要内容3.1螺旋桨的拉力和旋转阻力3.2螺旋桨拉力在飞行中的变化3.3螺旋桨的有效功率和效率3.4螺旋桨的副作用飞行原理/CAFUC

飞行原理/CAFUC3.1螺旋桨的拉力和旋转阻力

第三章第页63.1.1螺旋桨简介桨叶桨毂变距机构桨尖桨根后缘前缘螺旋桨的组成

第三章第页7桨叶平面形状桨叶的平面形状很多，使用较多的有三种：

第三章第页8Rr桨叶基本参数螺旋桨直径D螺旋桨半径R剖面半径r相对半径r/R桨弦bDb

第三章第页9桨盘/旋转面桨盘就是螺旋桨旋转面，即螺旋桨旋转所划的平面。

第三章第页10桨叶角φ：桨弦和旋转面之间的夹角桨叶基本参数

第三章第页11定距螺旋桨与变距螺旋桨桨叶角增大叫变高距或变大距。桨叶角减小叫变低距或变小距。现代飞机普遍使用自动变距螺旋桨。桨叶角不能改变的螺旋桨叫定距螺旋桨。桨叶角能够改变的螺旋桨叫变距螺旋桨。

第三章第页12TB200螺旋桨外观

第三章第页13Cessna172螺旋桨外观

第三章第页14Seminole螺旋桨外观

第三章第页15夏延螺旋桨外观

第三章第页16飞行中，螺旋桨是一面旋转一面前进的。螺旋桨剖面具有两个速度：一个是前进速度v,一个是圆周速度（切向速度）u。3.1.2螺旋桨的运动右图为桨叶切面上某一点的运动轨迹。

第三章第页17αγφ桨弦相对气流旋转面桨叶角φ：桨弦和旋转面之间的夹角桨叶迎角α：桨弦和入流（即相对气流）之间的夹角入流角γ：入流和旋转面之间的夹角桨叶基本参数

第三章第页18为常数时为常数时桨叶迎角α随桨叶角φ的变化

第三章第页19桨叶迎角α随飞行速度v的变化在桨叶角和转速不变的情况下，桨叶迎角随飞行速度增大而减小，当飞行速度增大到一定程度，桨叶迎角可能减小到零，甚至变为负值。

第三章第页20桨叶迎角α随切向速度u的变化在桨叶角和飞行速度不变的情况下，桨叶迎角随转速增大而增大，随转速减小而减小。

第三章第页21螺旋桨的几何扭转螺旋桨几何扭转的目的，是为了保持螺旋桨桨叶各剖面的桨叶迎角基本相等。下图为没有进行几何扭转的螺旋桨工作时的情况。

第三章第页22螺旋桨的几何扭转示意图

第三章第页23螺旋桨的几何扭转的效果下图为进行了几何扭转的螺旋桨，可以看到从桨根到桨尖，桨叶角逐渐减小，以保证各切面迎角大致相等。桨尖桨根

第三章第页24TB200螺旋桨的几何扭转

第三章第页25旋转阻力矩螺旋桨各桨叶旋转阻力的作用点离桨轴有一段距离，其方向与桨叶的旋转方向相反，故形成阻碍螺旋桨旋转的力矩M阻。旋转阻力矩M阻通常由发动机输出的旋转力矩M扭来平衡。M阻M扭，螺旋桨转速将会降低M阻M扭，螺旋桨转速将会增加M阻=M扭，螺旋桨转速不变阻力矩

第三章第页26飞行中螺旋桨所受力分析离心力阻力矩致弯曲力拉力

第三章第页27本章主要内容3.1螺旋桨的拉力和旋转阻力3.2螺旋桨拉力在飞行中的变化3.3螺旋桨的有效功率和效率3.4螺旋桨的副作用飞行原理/CAFUC

飞行原理/CAFUC3.2螺旋桨拉力在飞行中的变化

第三章第页293.2螺旋桨拉力在飞行中的变化螺旋桨的拉力是总空气动力的一个分力，拉力的大小不仅取决于总空气动力的大小，还取决于总空气动力的方向。总空气动力大小总空气动力方向桨叶迎角α桨叶切面合速度w合速度的方向性质角θ拉力大小

第三章第页30变距机构的分类3.2.1螺旋桨的变距变距的目的人工变距，通过前推或后拉变距杆，改变桨叶角、桨叶迎角、旋转阻力的大小，从而调整转速快慢。自动变距，通过调速器自动调整桨叶角的大小，保持转速恒定不变。人工变距机构，以变距杆为代表自动变距机构，以调速器为代表

第三章第页31变距机构

第三章第页323.2.2