飞机螺旋桨讲解.doc

飞机螺旋桨讲解本文由 chuyalong520 贡献 doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT ,或下载源文件到本机查看。飞机螺旋桨转自: ead-7777-1- 航空航天技术科普知识讲座之三齐寿祥: 齐寿祥:高级工程师北京航空航天学会科普与教育委员会副主任, 中国科学院科普宣教团成员。科普作家。员会副主任,中国科学院科普宣教团成员。科普作家。飞机螺旋桨在发动机驱动下高速旋转,从而产生拉力,牵拉飞机向前飞行。这是人们的常识。可是,有人认为螺旋桨的拉力是由于螺旋桨旋转时桨叶把前面的空气吸入并向后排,用气流的反作用力拉动飞机向前飞行的, 这种认识是不对的。那么, 飞机的螺旋桨是怎样产生拉力的呢?如果大家仔细观察,会看到飞机的螺旋桨结构很特殊, 如图 1 所示,单支桨叶为细长而又带有扭角的翼形叶片, 桨叶的扭角(桨叶角)相当于飞机机翼的迎角,但桨叶角为桨尖与旋转平面呈平行逐步向桨根变化的扭角。中国旋翼机网站(/) 国内最大的旋翼机论坛, 免费图纸下载。 1图1 双桨叶螺旋桨桨叶的剖面形状与机翼的剖面形状很相似,前桨面相当于机翼的上翼面,曲率较大,后桨面则相当于下翼面, 曲率近乎平直,每支桨叶的前缘与发动机输出轴旋转方向一致,所以,飞机螺旋桨相当于一对竖直安装的机翼。图2 螺旋桨的工作示意图中国旋翼机网站(/) 国内最大的旋翼机论坛, 免费图纸下载。 2 桨叶在高速旋转时,同时产生两个力,一个是牵拉桨叶向前的空气动力,一个是由桨叶扭角向后推动空气产生的反作用力。图3 桨叶剖面图从桨叶剖面图中可以看出桨叶的空气动力是如何产生的,由于前桨面与后桨面的曲率不一样,在桨叶旋转时, 气流对曲率大的前桨面压力小,而对曲线近于平直的后桨面压力大,因此形成了前后桨面的压力差,从而产生一个向前拉桨叶的空气动力,这个力就是牵拉飞机向前飞行的动力。另一个牵拉飞机的力,是由桨叶扭角向后推空气时产生的反作用力而得来的。桨叶与发动机轴呈直角安装, 并有扭角, 在桨叶旋转时靠桨叶扭角把前方的空气吸入, 并给吸入的空气加一个向后推的力。与此同时, 气流也给桨叶一个反作用力, 这个反作用力也是牵拉飞机向前飞行的动力。中国旋翼机网站(/) 国内最大的旋翼机论坛, 免费图纸下载。 3 由桨叶异型曲面产生的空气动力与桨叶扭角向后推空气产生的反作用力是同时发生的,这两个力的合力就是牵拉飞机向前飞行的总空气动力。早期飞机大多使用桨叶角固定不变的螺旋桨, 它的结构简单,但不能适应飞行速度变化。现代的螺旋桨飞机多采用桨叶角可调的变距螺旋桨, 如图 3 所示, 这种螺旋桨可根据飞行需要调整桨叶角,提高螺旋桨的工作效率。图4 变距螺旋桨由于螺旋桨在旋转时,桨根和桨尖的圆周速度不同, 为了保持桨叶各部分都处于最佳气动力状态,所以把桨根的桨叶角设计成最大, 依次递减, 桨尖的桨叶角最小。( 如图 1 所示)。工作状态的桨叶是一根悬壁梁受力态势,为了增加桨根的强度,桨根的截面积设计为最大。中国旋翼机网站(/) 国内最大的旋翼机论坛, 免费图纸下载。 4 一架飞机上桨叶数目根据发动机的功率而定,有2叶、3 叶和 4 叶的,也有 5 叶、 6 叶的。如图 4—6 是多桨叶飞机。图53 桨叶飞机图65 桨叶飞机中国旋翼机网站(/) 国内最大的旋翼机论坛, 免费图纸下载。 5图76 桨叶飞机装于飞机头部的螺旋桨为拉力式螺旋桨(如图 4 ), 装于飞机后部的螺旋桨为推力式螺旋桨(如图 6 ),还有既装有拉力式螺旋桨又装有推力式螺旋桨的飞机(如图 7 )。图8 装有推、拉式两副螺旋桨的飞机第二次世界大战以前的飞机,基本上是使用活塞式发动机作动力装置驱动螺旋桨。近代在涡轮喷气发动机的基础上研制出了涡轮螺旋桨发动机和涡轮桨扇发动机。用这两种发动机驱动螺旋桨使螺旋桨的工作效率大大提高, 同时也提高了飞机的性能。9 是装有涡轮螺旋桨发动机的运输机,图图 10 是装有涡轮螺旋桨发动机的轰炸机,该机的螺旋桨是由同轴串联的两组反向旋转的桨叶组成。图 11 是美法两国共同研制的新型涡轮桨扇发动机。中国旋翼机网站(/) 国内最大的旋翼机论坛, 免费图纸下载。 6图9 国产装有涡轮螺旋桨的运—8 飞机。图 10 装有涡轮螺旋桨的轰炸机。图 11 新型涡轮桨扇发动机。螺旋桨飞机最大飞行速度在 700 千米/ 小时左右,如果飞行速度再提高,飞行中产生的激波阻力是螺旋桨飞机无中国旋翼机网站(/) 国内最大的旋翼机论坛, 免费图纸下载。 7 法克服的。这项技术问题请看航空航天技术科普知识讲座的第四讲“飞行器的三障空航天技术科普知识讲座之四: 图1 人类在探索飞行器的过程中,曾遇上三个拦路虎,就是人们常说的“三障”,即“音障”、“热障”和“黑障”。所谓“障”就是在技术上遇到的障碍。自美国人莱特兄