螺旋桨原理及其应用

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1、论文题目：直升飞机螺旋桨原理及其应用北京四中高一吴士荀北京四中高一唐明昊北京四中高一杨宗翰北京四中高一赵铂琛指导教师：北京四中魏华2014年5月摘要螺旋桨的出现加快了世界前进的脚步，给我们带来了各种方便与快捷。我和组员就是三个不折不扣的航空迷。在生活中，各种媒体里，我们看到了螺旋桨的神奇效用，一个简单的扇叶竟能够使一架几吨重的庞然大物在空中轻盈飞翔。身为中学生的我们能否通过自己的聪明才智研究其中的奥妙呢？于是我们运用了资料查询法、小组讨论法等方法进行了研究。经过了一学年的研究，我们初步探究了直升飞机螺旋桨的原理及其应用。目录：一、问题的提出

2、二、研究目的三、直升飞机及螺旋桨概述四、感想体会五、参考资料及鸣谢一、问题的提出背景：在当今社会中，螺旋桨扮演着越来越重要的角色。从我们身边的遥控飞机，到翱翔在空中的各种飞行器无一不归功于螺旋桨的发明。然而，看似简单的扇叶是如何实现了多年来人类飞行的梦想呢？本组本着对科学的好奇以及对知识的渴望，进行了本课题的研究，意在探究螺旋桨的原理及其应用以及它潜在的发展空间以及存在问题，为罗湘江的进一步发展提出可行化建议。二、研究目的1.目的与意义：研究螺旋桨原理及其应用，明确其发展方向以及现存的问题。2.必要性：螺旋桨的应用将在人们的生活中日益普遍，

3、在不久的将来，螺旋桨也将存在于我们的身边，因此有必要了解它的原理及其应用，并研究它的现存问题。3.可行性：从中学生所掌握的知识出发，并向大学知识拓展，运用各类知识学习螺旋桨的原理及其应用，探究其发展方向，分析现存问题。三、直升飞机及螺旋桨概述（一）直升飞机1.简介直升机：直升机的最大时速可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h,实用升限可达6000米（世界纪录为12450m），一般航程可达600～800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最

4、大的是俄罗斯的米-26（最大起飞重量达56t，有效载荷20t）。当前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。[1]直升机本质上是不同于飞机的另一种飞行器，其推力，升力和操纵的实现均和飞机有比较大的差距，因此，直升飞机是一种错误的叫法。2.优缺点优点直升机的突出特点是可以做低空（离地面数米）、低速（从悬停开始）和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信

5、联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。[2]缺点当前直升机相对飞机而言，振动和噪声较高、维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。[2]3.工作原理单旋翼式直升机发动机驱动旋翼提供升力，把直升机举托在空中，单旋翼直升机的主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨，机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨，通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的

6、不同转速下的反作用力。双旋翼直升机通常采用旋翼相对反转的方式来抵消旋翼产生的不平衡升力。首先直升机要先起飞才能向前后左右移动，所以要使图中的倾斜盘整体向上移动，两个桨夹就有了一定角度那么顺时针旋转就有了向下的力，飞机就起飞了，但这时左右旋翼产生的生力相同，所以直升机只能向上运动，如果把倾斜盘看成表盘，如果它前倾，倾斜盘上半部分是转动的，那么两个连杆只有在12点和6点方向差别最大（一个在上，一个在下）6点的拉杆把桨夹向上推那么增大了原来旋翼的角度所以产生的向下的力变大了，12点的向下拉，减小了旋翼角度那么向下的力减小，这时两个旋翼受力不再平衡

7、，右边力大。左边力小那么直升机应该向左飞，但是旋转的旋翼遵循陀螺效应，要顺时针转过90度产生效果，所以旋翼变成6点方向的力大于12点方向，所以直升机向前飞。其他方向同理双旋翼式双旋翼直升机有两种，一种是共轴双旋翼，即两个旋翼同一个轴心，如俄国生产的卡-27直升机等；另一种是分轴双旋翼，即两个旋翼分开比较远，各有各自的轴，典型代表是美国的支奴干直升机。双旋翼直升机还可以根据两根旋翼轴的相对位置分为纵列双旋翼直升机和并列双旋翼直升机。通过称为“倾斜盘”的机构可以改变直升机的旋翼的桨叶角，从而实现旋翼周期变距，以此改变旋翼旋转平面不同位置的升力来

8、实现改变直升机的飞行姿态，再以升力方向变化改变飞行方向。同时，直升机升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下，控制直升机的上升和下降是通过调整旋翼的总距来得到不同的总升力的，因此