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直升机螺旋桨原理(飞机螺旋桨工作原理)

螺旋桨的介绍和基本分类


(相关资料图)

螺旋桨按发动机类型不同分为活塞螺旋桨飞机和涡桨飞机。人力飞机和太阳能飞机通常由螺旋桨推进，也属于螺旋桨飞机的范畴。涡桨发动机的功率重量比是活塞发动机的2~3倍，在相同重量下可以提供更大的功率。转速较高时油耗率比活塞式发动机小，可以使用价格较低的煤油[/k0/]。所以600~800 km/h速度范围内的客机和运输机，大部分都是涡桨飞机。

根据螺旋桨与发动机的相对位置，可分为拉进式螺旋桨飞机和推进式螺旋桨飞机。前者的螺旋桨安装在发动机前面，向前“拉”发动机；后一种螺旋桨安装在发动机后面，推动发动机前进。早期的飞机很多都是推进式的，但是这种类型有很多缺点，螺旋桨效率没有拉进式高，因为拉进式螺旋桨前面没有发动机短舱。此外，很难找到发动机和螺旋桨的正确位置，尤其是在机身上。相反，在拉进式螺旋桨飞机中，将发动机安装在机身机头或机翼短舱前是很方便的。装在机翼上，还可以利用螺旋桨后面的高速气流增加机翼的升力，提高飞机的起飞性能，所以拉进式飞机占据了主导地位。在少数大型飞机和水上飞机上，发动机多达8~12台，发动机串联放置在短舱上，形成拉进推进混合型。

螺旋桨的工作原理

飞机的螺旋桨由发动机带动高速旋转，产生拉力，把飞机向前拉。这是人们的常识。但也有人认为螺旋桨的拉力是因为螺旋桨旋转时，叶片把前面空的空气吸入后排，然后利用气流的反作用力把飞机往前拉，这是错误的。

那么，飞机的螺旋桨是如何产生拉力的呢？如果你仔细观察Youyou.com，你会发现飞机的螺旋桨结构很特别。单个叶片是具有扭转角的细长翼形叶片。叶片的扭转角(桨叶角)相当于飞机机翼的迎角，但桨叶角是叶尖平行于旋转平面并逐渐向叶根变化的扭转角。

叶片的横截面形状与机翼非常相似。前翼面相当于机翼的上翼面，曲率较大，后翼面相当于下翼面，曲率近乎平坦。每个叶片的前缘与发动机输出轴的旋转方向相同。因此，飞机螺旋桨相当于一对垂直安装的机翼。

当叶片高速旋转时，同时产生两个力，一个是将叶片向前拉的空气动力，另一个是叶片扭转角度将空空气向后推产生的反作用力。

从叶片的轮廓可以看出叶片的空的气动力是如何产生的。由于前叶型面和后叶型面的曲率不同，当叶片旋转时，曲率大的前叶型面上的空气压力小，而曲线近平的后叶型面上的压力大。所以形成了叶片前表面和叶片后表面的压力差，产生了空的气动力，这个力就是拉力。

拉飞机的另一个力是桨叶扭转角向后推空空气时产生的反作用力。叶片与发动机轴成直角安装，并有一个扭转角。当叶片旋转时，叶片的扭转角度吸入前面的空空气，吸入的空空气被向后推。同时气流也给桨叶一个反作用力，这也是拉动飞机前进的动力。

叶片异常曲面产生的空气动力和叶片扭转角向后推空空气产生的反作用力同时发生，这两个力的合力就是拉动飞机前进的总空气动力。

进动、滑流扭曲和螺旋桨反作用力。如果是多螺旋桨飞机，可能会出现张力不对称。

固定翼飞机在地面上的平衡主要受螺旋桨滑流扭转的影响。在飞行中，当螺旋桨的扭曲气流碰到飞机垂尾的一侧时，飞机的方向就会发生偏转。

如果螺旋桨向右旋转，上层扭转气流从左向右扭转，从左作用于垂尾，使垂尾产生向右空的气动力，对飞机重心形成向左偏转力矩，即机头向左偏转。螺旋桨转速越高，扭曲的气流对飞机的方友友资源网偏转的影响越明显。所以地面起飞时，到达右舵修正方向。在空中，由于飞机自身速度的增加，滑流效应减弱，可以使用方向舵配平。