航模螺旋桨基础知识1

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1、航模螺旋桨基础知识1一、工作原理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牛的切线速度合成。在螺旋桨半径rl和r2(rl

2、为拉力AT,与旋螺桨旋转方向相反的力AP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。从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖血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，半径较人处气流角较小，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，対应桨叶角也应较大。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

3、的机晁更为确切。从图屮还可以看到，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血，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Z变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J=V/nDo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(心町用下列公式计算：T二Ctpn2D4P二Cppn3D5H=J•Ct/Cp式屮：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；P—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨玄径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的儿何参数，对

4、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。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，ri~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。二、儿何参数肓径（D）：影响螺旋桨性能重要参

5、数之一。一般情况下，玄径增人拉力随之增人，效率随Z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。二、桨叶数冃（B）：可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数冃成止比。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，采用增加桨叶数冃的方法使螺旋桨与发动机获得良好的配介。实度（。）：桨叶而积与螺旋桨旋转而积（nR2）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人。桨叶角

6、（B）：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凶索。习惯上以70%肓径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。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。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。桨叶各剖而的儿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。国外对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。实际螺距（Ilg）：桨叶旋

7、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II=1・1〜1.3IIg粗略佔计该机所用螺旋桨几何螺矩的数值。理论螺矩（IIT）：设计螺旋桨时必须考虑空气流过螺旋桨时速度增加，流过螺旋桨旋转平而的气流速度大于飞行速度。因而螺旋桨相对空气而言所前进的距离一理论螺矩将大于实际螺矩。三、螺旋桨拉力在飞行中的变化1.桨叶迎角随转速的变化在飞行速度不变的情况下，转速增加，则切向速度（U）增大，进距比减小桨叶迎角增大,螺旋桨拉力系数增大（图1—1—20所示）。又由于拉力与转速平方成正比，

8、所以增人油门时，可增大拉力。2.桨叶迎角随飞行速度的变化：在转速不变的情况下，飞行速度增大，进距比加人，桨叶迎角减小，螺旋桨拉力系数减小。如图1—1—20所示，拉力随Z降低。当飞行速度等于零时，切向速度就是合速度，桨叶迎角等于桨叶角。飞机在地面试车时，飞行速度（V）等于零，桨叶迎角最大，一些剖面出于迎角过大超过失速迎角气动性能变坏，因而螺旋桨产生的拉力不一定最大。1.螺旋桨拉力曲线：根据螺旋桨拉力随飞行速度増大而减小的规律，可绘出螺旋桨可用拉力曲线。4•螺旋桨拉力随转速、飞行速度变