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螺旋桨是如何工作的
2016-10-27   中国民航局 审核人:   (点击: )

受轮船依靠螺旋桨的转动在水中飞行的机理的启发,飞机是否也可以依靠螺旋桨在空气中前进呢?从道理上来讲,在空气中或水中,螺旋桨所起的作用应该是相同的。但实际上空气的密度仅为水密度的18000,因此如要产生足够的推力,在空气中使用的螺旋桨必须被制作成具有很大长度,很大面积,很高转速才行。这又是一个难题。

观察螺旋桨的横切面,发现它和机翼是相似的,完全可以用分析机翼如何产生升力的方法去分析一下螺旋桨。机翼穿过空气向前运动时能产生升力;一旦螺旋桨在与飞机前进方向垂直的平面上运动,它也会产生一个力,只不过运动的方向差了90度,因此这个力的方向也差90度,机翼产生的是向上的升力,那么螺旋桨产生的力就是向前的推力了。螺旋桨和机翼一样也有迎角,当把空气压向后方时就能增加推力,迎角越大,产生的推力也就越大。与机翼不同的是,机翼上各点在飞机飞行时做平行运动,它们的速度是一样的,迎角也是相同的;而螺旋桨是在做旋转运动,其根部运动速度慢,产生的推力小受力也小;而其顶部,运动速度快,产生的推力大,受力也大。这种现象很容易使螺旋桨的顶部受到损坏甚至折断。设计师们为了避免这种现象的发生就把螺旋桨根部的角度做的大一些,由根部到顶部,迎角逐渐减小,这样就能使螺旋桨整体在长度方向上所产生的推力大致各点相等,螺旋桨就结实耐用了。螺旋桨在形状上也就必须变成麻花状,这就是大家现在所看到的螺旋桨。

要想使螺旋桨产生更大的推力,最简单的办法就是加长桨叶。可是桨叶越大,尖端运动的速度也越大,桨的尖端部分受的力也越大,从而带来强烈的噪声。受材料强度及控制噪声要求的限制,飞机使用了长度较短而叶片较多的螺旋桨以便尽可能的增加推力减少噪声。小型飞机通常使用两个叶片的单个螺旋桨;大型飞机上使用多台发动机,每台装有三个叶片以上的多叶片螺旋桨。

 

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