螺旋桨什么意思
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。
历史起源
1、古代的车轮,即欧洲所谓“桨轮”,配合近代的蒸汽机,将原来桨轮的一列直叶板斜装于一个转毂上。构成了螺旋桨的雏型。
2.古代的风车,随风转动可以输出扭矩,反之,在水中,输入扭矩转动风车,水中风车就有可能推动船运动。
3.在当时,已经使用了十几个世纪的古希腊的阿基米德螺旋泵,它能在水平或垂直方向提水,螺旋式结构能打水这一事实,作为推进器是重要的启迪。
伟大的英国科学家虎克在1683年成功地采用了风力测速计的原理来计量水流量,于此同时,他提出了新的推进器——推进船舶,为船舶推进器作出了重大贡献。
几何参数
直径(D)
影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下,直径增大拉力随之增大,效率随之提高。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。
桨叶数目(B)
可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。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,采用增加桨叶数目的方法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。
实度(σ)
桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)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大。
桨叶角(β)
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因素。习惯上,以70%直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。
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。桨叶各剖面的几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。国外可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(Hg)
桨叶旋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H=1.1~1.3Hg粗略估计该机所用螺旋桨几何螺矩的数值。
理论螺矩(HT)
设计螺旋桨时必须考虑空气流过螺旋桨时速度增加,流过螺旋桨旋转平面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。
中文名称:螺旋桨
英文名称:propellerscrew propeller
定义1:靠桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力的装置。
所属学科: 航空科技(一级学科);航空器(二级学科)
定义2:有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。
所属学科: 水产学(一级学科);渔业船舶及渔业机械(二级学科)
详见百度百科
http://baike.baidu.com/view/58025.html?wtp=tt
①定距螺旋桨
木制螺旋桨一般都是定距的。它的桨距(或桨叶安装角)是固定的。适合低速的桨叶安装角在高速飞行时就显得过小;同样,适合高速飞行的安装角在低速时又嫌大。所以定距螺旋桨只在选定的速度范围内效率较高,在其他状态下效率较低。定距螺旋桨构造简单,重量轻,在功率很小的轻型飞机和超轻型飞机上得到广泛应用。
②变距螺旋桨
为了解决定距螺旋桨高、低速性能的矛盾,遂出现了飞行中可变桨距的螺旋桨。螺旋桨变距机构由液压或电力驱动。最初使用的是双距螺旋桨。高速时用高距,低速(如起飞、爬升状态)时用低距,以后又逐步增加桨距的数目,以适应更多的飞行状态。最完善的变距螺旋桨是带有转速调节器的恒速螺旋桨。转速调节器实际上是一个能自动调节桨距、保持恒定转速的装置。驾驶员可以通过控制调节器和油门的方法改变发动机和螺旋桨的转速,一方面调节螺旋桨的拉力,同时使螺旋桨处于最佳工作状态。在多发动机飞机上,当一台发动机发生故障停车时,螺旋桨在迎面气流作用下像风车一样转动,一方面增加飞行阻力,造成很大的不平衡力矩,另外也可能进一步损坏发动机。为此变距螺旋桨还可自动顺桨,即桨叶转到基本顺气流方向而使螺旋桨静止不动,以减小阻力。变距螺旋桨还能减小桨距,产生负拉力,以增加阻力,缩短着陆滑跑距离。这个状态称为反桨。
为了提高亚音速民用机的经济性和降低飞机的油耗,70年代后期美国开始研究一种多桨叶螺旋桨,称为风扇螺旋桨。它有8~10片弯刀状桨叶,叶片薄,直径小。弯刀形状能起相当于后掠翼(见后掠翼飞机)的作用,薄叶片有利于提高螺旋桨的转速。它适用于更高的飞行马赫数(M=0.8)。由于叶片较多,螺旋桨单位推进面积吸收的功率可提高到300千瓦/平米(一般螺旋桨为80~120千瓦/平米)。
表面桨驱动装置(surface drives)是指有部分桨叶暴露于水面上的驱动装置,一般用于高速船艇。
优点是:与传统的全浸桨相比,表面桨的设计可以削减50%的水下阻力(压强问题,表面桨可以消除传统全浸桨的空泡效应,空泡效应在此不解释)。
缺点是:表面桨的桨叶在设计时一般只能采用经验设计法,不像传统的桨叶有成熟现成的设计理论和模型,国内外都没有。
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。
历史起源:
1、古代的车轮,即欧洲所谓“桨轮”,配合近代的蒸汽机,将原来桨轮的一列直叶板斜装于一个转毂上。构成了螺旋桨的雏型。
2.古代的风车,随风转动可以输出扭矩,反之,在水中,输入扭矩转动风车,水中风车就有可能推动船运动。
3.在当时,已经使用了十几个世纪的古希腊的阿基米德螺旋泵, 它能在水平或垂直方向提水,螺旋式结构能打水这一事实,作为推进器是重要的启迪。
螺旋桨靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。
喷气发动机出现以前,所有带动力的航空器无不以螺旋桨作为产生推动力的装置。螺旋桨仍用于装活塞式和涡轮螺旋桨发动机的亚音速飞机。
螺旋桨飞机
螺旋桨飞机的结构比较复杂。为了降低转速和提高螺旋桨效率,绝大多数发动机装有减速器。这类飞机的发动机装有滑油散热器。
液冷活塞式发动机还装有冷却液散热器。桨毂和发动机均有流线型外罩,以减小阻力。
以上内容参考:百度百科-螺旋桨 (动力机械)
流由沿旋
转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段,讨论桨叶上的气流情况。v—轴向速度;n—螺旋桨转速;φ—气流角,即气流与螺旋桨旋转平面夹角;α—桨叶剖面迎角;β—桨叶角,即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力,阻力δd和升力δl,合成后
总空气动力为δr。δr沿飞行方向的分力为拉力δt,与旋螺桨旋转方向相反的力δp
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。必须使螺旋桨各剖面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,半径较大处气流角较小,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,对应桨叶角也应较大。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的机翼更为确切。
从图中还可以看到,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面,剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化,拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“j”反映桨尖处气流角,j=v/nd。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(η)可用下列公式
计算:
t=ctρn2d4
p=cpρn3d5
η=j·ct/cp
式中:ct—拉力系数;cp—功率系数;ρ—空气密度;n—螺旋桨转速;d—螺旋桨直径。其
中ct和cp取决于螺旋桨的几何参数,对每个螺旋桨其值随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,η≈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。
螺旋桨飞机是用螺旋桨作推进装置推进飞行的飞机。螺旋桨是由发动机带动旋转,向后排空气,产生向前的作用力,推动飞机飞行。
早期的飞机速度慢,高度低,大多采用螺旋桨式。现在虽大量使用涡轮喷气和风扇喷气发动机,但螺旋桨飞机因其耗油率低,经济性好,仍广泛用作亚音速的民航客机、运输机和军用反潜机等。
1、产生向上的升力用来克服直升机的重力。即使直升机的发动机空中停车时, 驾驶员可通过操纵旋翼使其自转,仍可产生一定升力,减缓直升机下降趋势。
2、产生向前的水平分力克服空气阻力使直升机前进,类似于飞机上推进器的作用(例如螺旋桨或喷气发动机)。
3、产生其他分力及力矩对直升机;进行控制或机动飞行,类似于飞机上各操纵面的作用。
4、抵消大螺旋桨“静动”的-根据动量守恒原理,连接体的总动量守恒,如果顶部螺旋桨转动,下面的客舱会以相反的方向以较慢速度转动(因为质量大),所以要有一个尾浆,保持驾驶舱方向。
扩展资料:
螺旋桨飞机的结构特点:
1、螺旋桨飞机的结构比较复杂。为了降低转速和提高螺旋桨效率,绝大多数发动机装有减速器。这类飞机的发动机装有滑油散热器。液冷活塞式发动机还装有冷却液散热器。
2、桨毂和发动机均有流线型外罩,以减小阻力。机身前部的发动机和螺旋桨往往影响飞行员的视线,个别飞机将发动机安排在座舱下方,用一长轴与机头的螺旋桨相连,如美国的P-39战斗机。有的飞机将座舱偏置在机翼一侧来改进前方视线,成为特殊的不对称飞机,如德国的BV-141飞机。
头部装有机枪的拉进式战斗机需要采用协调机构,以保证子弹从旋转着的螺旋桨桨叶中间发射出去。有的飞机将机炮炮管装在螺旋桨轴内,炮弹由桨轴内的炮管射出。
3、螺旋桨旋转时产生一个反作用扭矩,大功率发动机的飞机常用较大的垂直尾翼或偏置垂直尾翼产生的力矩来加以平衡,也可以采用反向旋转的同轴螺旋桨来抵消反作用扭矩,如苏联的安22飞机。
4、现代的螺旋桨飞机多采用桨叶角可调的变距螺旋桨,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。
参考资料来源:百度百科-螺旋桨
参考资料来源:百度百科-螺旋桨飞机
参考资料来源:百度百科-飞机