螺旋桨飞机原理

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  螺旋桨飞机的工做原理

  飞机螺旋桨在策动机驱动下高速扭转,从而产生拉力,牵拉飞机向前飞翔。那是人们的常识。可是,有人认为螺旋桨的拉力是因为螺旋桨扭转时桨叶把前面的空气吸入并向后排,用气流的反感化力拉动飞机向前飞翔的,那种认识是不合错误的。

  那么,飞机的螺旋桨是如何产生拉力的呢?若是各人认真察看,会看到飞机的螺旋桨构造很特殊,如图所示,单收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,但桨叶角为桨尖与扭转平面呈平行逐渐向桨根变革的扭角。

  桨叶的剖面外形与机翼的剖面外形很类似,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,曲率近乎平曲,每收桨叶的前缘与策动机输出轴扭转标的目的一致,所以,飞机螺旋桨相当于一对竖曲安拆的机翼。

  桨叶在高速扭转时,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鞭策空气产生的反感化力。

  从桨叶剖面图中能够看出桨叶的空气动力是若何产生的,因为前桨面与后桨面的曲率纷歧样,在桨叶扭转时,气流对曲率大的前桨面压力小,而对曲线近于平曲的后桨面压力大,因而构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,那个力就是牵拉飞机向前飞翔的动力。

  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感化力而得来的。桨叶与策动机轴呈曲角安拆,并有扭角,在桨叶扭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感化力,那个反感化力也是牵拉飞机向前飞翔的动力。

  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感化力是同时发作的,那两个力的合力就是牵拉飞机向前飞翔的总空气动力。

  飞机在一般飞翔中,使机头有偏转的因素包罗:螺旋桨给策动机轴的反感化扭矩,螺旋桨的陀螺进动效应,螺旋桨的不合错误称拉力以及螺旋桨滑流的扭转运动。

1、扭距

按牛顿第三定律,有感化力必有一个反向的反感化力存在。所以策动机轴是驱动螺旋桨向右扭转的话,那么螺旋桨必给机轴一个向左的扭矩。

  飞机在爬升时最为严峻,此时的飞翔速度不高,油门却开到更大。

2、陀螺效应 (Gyro precession)

就是指:『扭转中的物体,在不参加外力时,会有一种动也不动的抵御力存在。但若在扭转轴中参加外力时,对於其他轴会以曲角的标的目的,产生扭转的力量。

  』因而,当我们飞机在打上舵时,因为陀螺效应的关系,会使的飞时机有往一边的倾向:而打下舵时,则会因陀螺旋效应而往另一边(详细由螺旋桨扭转标的目的决定)。不外那些现象都可藉由现实飞翔时的标的目的舵来加以批改。

3、进动力

又叫『鞭策力』,当螺旋桨动弹时,会带动由前方来的空气,使其增加速度并传送到後面,进而带动飞机的前进。

  一个高速扭转的陀螺,它的扭转轴是不愿改动指向的。定位的陀螺仪恰是操纵那一性量。高速扭转着的螺旋桨同样具有那种陀螺效应。也就是说陀螺除不愿改动轴向之外,当外来的转矩要它改动轴向时,它其实不随外来转矩的标的目的改,而是绕地第三根轴线转,那种现象叫做进动。

  那种现象在后三点的小飞机的起飞阶段最可能发作,因为飞机是仰着头的,跑动之后,希望飞机的速度快点增大起来,要把机头压下去,把仰角改小,阻力改小,推杆过急的话,进动感化就可能很明显。

4、非对称拉力,P-因子

螺旋桨因子(P r o p e l l e rfactor),P-因子现象是螺旋桨所产生的拉力在浆盘上散布不合错误称形成的现象

  那种现象会使摆布产生的拉力差别,而摆布拉力如许的差别有使机头向左偏的趋向。攻角越大,那种现象越显著。

5、浆叶扰动形成的螺旋状的滑流

全称为螺旋桨气流效应(Slipstream Effect),螺旋桨的顺(逆)时针扭转,使得为浆打过而顺着机身向后流去的滑流带有扭转运动,即浆后的滑流不是曲向后流去,而是一边向后,一边在右旋,呈螺旋状,如许的滑流会对立尾构成必然的攻角,使之产生一个右指的力,那种扭转运动,在飞机起飞或爬升,油门大开时最凶猛,它打在立尾上使机头向左偏航。

6、综合效应

综合以上我们所说的,我们不难看出,无论是螺旋桨的滑流效应、陀螺效应,进动力影响和P-因子的影响力,都随著机身大型化的改动,引擎马力的增加以及螺旋桨的大型化,而饰演著越来越重要的角色。

策动机轴线与飞机中心轴线有一个夹角。

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