螺旋桨的工作原理

螺旋桨的工作原理
螺旋桨的工作原理

飞机螺旋桨工作原理一、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。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。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。

二、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。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。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,所以增大油门时,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,进距比加大,桨叶迎角减小,螺旋桨拉力系数减小。如图1—1—20所示,拉力随之降低。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,一些剖面由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。3.螺旋桨拉力曲线: 根据螺旋桨拉力随飞行速度增大而减小的规律,可绘出螺旋桨可用拉力曲线。4.螺旋桨拉力随转速、飞行速度变化的综合情况: 在飞行中,加大油门后固定。螺旋桨的拉力随转速和飞行速度的变化过程如下: 由于发动机输出功率增大,使螺旋桨转速(切向速度)迅速增加到一定值,螺旋桨拉

力增加。飞行速度增加,由于飞行速度增大,致使桨叶迎角又开始逐渐减小,拉力也随之逐渐降低,飞机阻力逐渐增大,从而速度的增加趋势也逐渐减慢。当拉力降低到一定程度(即拉力等于阻力)后,飞机的速度则不再增加。此时,飞行速度、转速、桨叶迎角及螺旋桨拉力都不变,飞机即保持在一个新的速度上飞行。四、螺旋桨的自转: 当发动机空中停车后,螺旋桨会象风车一样继续沿着原来的方向旋转,这种现象,叫螺旋桨自转。螺旋桨自转,不是发动机带动的,而是被桨叶的迎面气流“推着”转的。它不但不能产生拉力,反而增加了飞机的阻力。螺旋桨发生自转时,由于形成了较大的负迎角。桨叶的总空气动力方向及作用发生了质的变化。它的一个分力(Q)与切向速度(U)的方向相同,成为推动桨叶自动旋转的动力,迫使桨叶沿原来方向续继旋转:另一个分力(-P)与速度方向相反,对飞行起着阻力作用。一些超轻型飞机的发动机空中停车后由于飞行速度较小,产生自旋力矩不能克服螺旋桨的阻旋力矩时螺旋桨不会出现自转。此时,桨叶阻力较大,飞机的升阻比(或称滑翔比)将大大降低。五、螺旋桨的有效功率: 1.定义:螺旋桨产生拉力,拉着飞机前进,对飞机作功.螺旋桨单位时间所作功,即为螺旋桨的有效功率. 公式: N桨=PV 式中: N桨—螺旋桨的有效功率—螺旋桨的拉力;V—飞行速度2.螺旋桨有效功率随飞行速度的变化: (1)地面试车时,飞机没有前进速度(V=0),拉力没有对飞机作功,故螺旋桨的有效功率为“零”。(2)飞行速度增大时,从实际测得的螺旋桨有效功率曲线: 在OA 速度范围内,螺旋桨的效功率随飞行速度的增大而增大;在大于该速度范围后螺旋桨有效功率则随飞行速度的增大而减小。在OA速度范围内,当飞行速度增大时,拉力减小较慢,随速度的增大,螺旋桨有效功率逐渐提高。当飞行速度增大到A时,螺旋桨的有效功率最大。当飞行速度再增大时,由于拉力迅速减小,因此随着飞行速度的增加而螺旋桨有效功率反会降低。螺旋桨是发动机带动旋转的,螺旋桨的作用是把发动机的功率转变为拉着飞机前进的有效功率。螺旋桨有效功率与发动机输出功率之比,叫螺旋桨效率。η=N桨/N有效

螺旋桨知识

空气螺旋桨把发动机旋转作功形式转变为直线作功形式;把发动机的功率转变为拉动飞机前进的有效功率。它的工作效率及与发动机有配合程度,直接影响模型飞机的性能。在航模竞技比赛中,出于追求动力组极限水平的需要,对螺旋桨的要求更为“苛刻”;因此以“量体裁衣”手工方式制作螺旋桨的好处显而易见。航模初学者能够扎实地掌握这一手艺很有必要。 本文以一个直径(D)200mm、几何桨距(H)120mm的两叶等距螺旋桨(适用于装有1.5cc 压燃式发动机或2.5cc电热式发动机的特技模型飞机)为例,介绍削制螺旋桨的方法。一、螺旋桨的一些基础概念 当我们把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼时,就能借助已知的空气动力学常识,直观地理解螺旋桨的基本工作原理。 1.桨距、动力桨距和几何桨距 桨距:从广义而言,可以理解为螺旋桨旋转一周沿桨轴方向所通过的直线距离。习惯上螺旋桨70%半径处的桨距值为“称呼值”,它具有标示意义。 动力桨距(Hg):桨叶旋转一周模型飞机所通过的距离(见图1)。设计螺旋桨时首先要确定动力桨距值。 几何桨距:(H):桨叶弦线迎角为零时,螺旋桨旋转一周所前进的距离(也见图1)。它体现了桨叶角的实际大小,是“看得见、摸得着”的实际参数。航模图纸上一般都标出几何桨距,是消制螺旋桨的主要依据。 2.动力桨距和几何桨距的关系 由于螺旋桨工作在接近于有利迎角下,与零度迎角之间的角差的存在,因此动力桨距值必然小于几何桨距值。几何桨距和动力桨距的关系是:几何桨距(H)= 1.1 ~ 1.3倍动力桨距(Hg)。也就是说,设计模型飞机时,动力桨距确定后,可以通过上述公式概略估算出螺旋桨的几何桨距。 3.通常使用的螺旋桨是各段几何桨距值相等的所谓等距桨。它的优点是设计、制作比较容易;缺点是工作效率劣于不等距桨。由于不等距桨各段的几何桨距值和桨角均不一样,尽管其效率高,但制作的难度大。故初学者从削等距桨起步较为稳妥。 4.桨叶角(β):桨叶角是指桨叶剖面弦线与旋转平面之间的夹角。 5.几何桨距和桨叶角的关系 几何桨距和桨叶角直接关联,是同一个问题的两种表达方式。几何桨距强调的是总体,桨叶角强调的是局部。就等距螺旋桨而言,桨叶角随其在螺旋桨半径方向上所处位置的不同而异;随着由桨根到桨尖方向的逐渐位移,桨叶角渐渐有规律地减小。(图2)

螺旋桨课程设计

螺旋桨图谱课程设计天津大学仁爱学院 姓名:陈旭东 学号:6010207038 专业:船舶与海洋工程 班级:2班 日期:2013.6.30

螺旋桨图谱课程设计 一.已知船体的主要参数 船 型:双机双桨多用途船 总 长: L=150.00m 设计水线长: WL L =144.00m 垂线 间长: PP L =141.00m 型 深: H=11.00m 设计 吃水: T=5.50m 型 宽: B=22.00m 方形 系数: B C =0.84 菱形 系数: P C =0.849 横剖面系数: M C =0.69 排水 量: ?=14000.00t 尾轴距基线距离: P Z =2.00m 二.主机参数 额定功率: MCR=1714h 额定转速: n=775r/min 齿轮箱减速比: i=5 旋向: 右旋 齿轮箱效率: G η=0.97 三.推进因子的确定 伴流分数 ω=0.248 ;推力减额分数 ; t=0.196 相对旋转效率 R η=1.00 ;船身效率 ;H η=11t ω --=1.0691 四.可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备为10% ,轴系效率S η=0.97 ,螺旋桨转速N=n/i=155r/min 螺旋桨敞水收到马力:D P = 1714 * 0.9 * S η*R η*G η =1714 * 0.9 * 0.97*1.00*0.97 =1451.43 (hp) 根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的P B δ-图谱列表计算如下:

项目 单位 数值 假定航速V kn 11 12 13 A V =(1-ω)V kn 8.27 9.02 9.78 0.5 2.5/P D A B NP V = 30.024 24.166 19.742 P B 5.479 4.916 4.443 MAU4-40 δ 65.4 59.732 54.377 P/D 0.692 0.728 0.764 0η 0.613 0.632 0.66 TE P =2D P ×H η×0η hp 1902.4 1961.38 2048.28 MAU4-55 δ 64 58.2 53.535 P/D 0.738 0.778 0.80 0η 0.588 0.614 0.642 TE P =2D P ×H η×0η hp 1824.83 1905.61 1992.41 MAU4-70 δ 63.3 57.4 52.8 P/D 0.751 0.796 0.842 0η 0.565 0.582 0.607 TE P =2D P ×H η×0η hp 1753.45 1806.21 1883.79 根据上表中的计算结果可以绘制TE P 、δ、P/D 及0η对V 的曲线,如图1所示。

船用螺旋桨的设计关键分析

船用螺旋桨的设计关键分析 船、机、桨系统中,船体是能量的需求者,主机是能量的发生器,螺旋桨是能量转换装置,三者之间是相互紧密联系的,但同时又要遵从各自的变化特性。 1.螺旋桨 民用船使用的图谱桨,一般以荷兰的B型桨和日本的AU桨为主。AU桨为等螺距桨、叶切面为机翼型;B型桨根部叶切面为机翼型、梢部为弓形,除四叶桨0.6R至叶根处为线性变螺距外,其余均为等螺距,桨叶有15°的后倾。为便于设计方便,由.KT、KQ——J敞水性征曲线图转换为BP一δ图谱。 桨与船体各自在水中运动时,都会形成一个水流场。水流场与桨的敞水工作性能和船的阻力性能密切相关。当桨在船后运动时,2个原本独立的水流场必然会相互作用、相互影响。船体对螺旋桨的影响体现在2个方面:(1)伴流。由于船尾部螺旋桨桨盘处因水的粘性等因素作用,形成一股向前方向的伴流,使得螺旋桨的进速小于船速。(2)伴流的不均匀性。船后桨在整个桨盘面上的进速不等(在实用上可取相对旋转效率为1)。 2.螺旋桨对船体的影响 由于螺旋桨对水流的抽吸作用,造成桨盘处的水流加速,由伯努利定律可知,同一根流线上,水质点速度加快,必然会导致压力下降,从而造成船的粘压阻力增加。也就是桨产生的推一部分用于克服船体产生的附加阻力。 如果用伴流分数ω表征伴流与船速的比值,用推力减额t表征船体附加阻力与船体自身阻力的比值。那么,敞水桨与船后桨的差别就在于一个船身效率(1一t)/(1一ω)从中可以看出,伴流分数ω越大、推力减额t越小,则船身效率越高。 从螺旋桨图谱可以看出,横坐标的参数为√BP或BP。BP称为收到功率系数(或称为载荷系数),其值为:BP=NPD0.5 /VA2.5式中:N为螺旋桨转速;PD为螺旋桨敞水收到功率;VA为螺旋桨进速。 BP值越小,对应的螺旋桨敞水效率越高;反之,则螺旋桨效率越低。从个体因素来讲,N值和PD0.5 /VA2.5值越小,BP 值就越小。PD和VA参数有联动关系,在相对低速的范围内,PD值变大、BP值变小;在相对高速的范围内,PD值变大、BP值也变大。这取决于船的阻力特性。 实际船螺旋桨设计时,还要考虑以下的先决条件:螺旋桨直径有无限制、船舶航速的具体要求。 一般情况下,螺旋桨设计工况都对应船舶满载航行的状态,在该航行状态下,主机发出预定功率、螺旋桨效率达到最佳,船、机、桨匹配理想。但如果设计参数选择不当,就会造成螺旋桨产生“轻载”或“重载”的现象,“轻载”是指螺旋桨达到设计转速后,不能充分吸收主机的转矩,主机发不出预定功率;“重载”是指螺旋桨还未达到设计转速时,主机转矩已达到最大值,主机同样发不出预定功率。 螺旋桨设计产生“轻载”还是“重载”现象,主要取决于2个方面:(1)伴流分数ω、推力减额t取值是否正确。(2)船舶阻力计算的误差。 如选取的伴流分数ω大于船后实际值,则螺旋桨不能吸收预定的功率和发出要求的推力,从而无法达到预定的航速,螺旋桨处于“轻载”状态;反之螺旋桨处于“重载”状态。

船舶螺旋桨螺距及拱度的优化设计研究

船舶螺旋桨螺距及拱度的优化设计研究 2010年6月11日 摘要 基于螺旋桨水动力性能的升力面理论预报程序,利用iSIGHT软件进行指定负荷分布形式下桨叶螺距及拱度的优化设计研究,并对设计结果进行粘流CFD计算验证。以某集装箱船螺旋桨为母型桨,保持其原有的径向负荷分布形式,指定不同的弦向负荷分布形式,采用上述方法进行螺距及拱度的优化设计(桨叶其它参数与母型桨相同)。CFD计算表明,通过指定适当的负荷弦向分布,可以在保证效率的同时使桨叶表面压力分布更加均匀,从而推迟桨叶空化。 关键词:船舶、舰船工程;螺旋桨;优化;设计;升力面理论;CFD 0引言 随着船舶向大型化、高速化发展,对螺旋桨的综合性能要求日益提高。现代船舶螺旋桨设计在追求高推进效率的同时,还必须在复杂的船尾流场中尽量推迟乃至避免空化的发生,从而降低螺旋桨诱发的船体振动及噪声。为了满足这些相互制约的要求,螺旋桨优化设计方法的研究日益受到船舶工程界的重视。 传统的螺旋桨设计方法分为图谱设计和理论设计两大类,前者无法直接用于适伴流及大侧斜桨的设计,后者可分为升力线、升力面及面元方法等,能够处理伴流及侧斜问题,但对负荷面分布形式的处理比较单一,应用也不够广泛。近年来,优化方法在螺旋桨设计中的应用研究开始出现,性能计算采用系列桨性能试验回归公式或升力面、CFD等数值方法,优化采用遗传算法、序列二次规划法、DOE方法等,优化目标包括推力、效率、激振力或其组合,但尚未形成比较成熟的体系,与工程应用的要求也有较大距离。 Benini开发了基于遗传算法的系列螺旋桨多目标优化方法,采用试验数据的回归公式计算敞水性能。以敞水效率和推力最大化为目标、Keller空泡限界公式为限制条件,对B

螺旋桨的工作原理

飞机螺旋桨工作原理一、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。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。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。 二、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。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。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,所以增大油门时,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,进距比加大,桨叶迎角减小,螺旋桨拉力系数减小。如图1—1—20所示,拉力随之降低。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,一些剖面由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。3.螺旋桨拉力曲线: 根据螺旋桨拉力随飞行速度增大而减小的规律,可绘出螺旋桨可用拉力曲线。4.螺旋桨拉力随转速、飞行速度变化的综合情况: 在飞行中,加大油门后固定。螺旋桨的拉力随转速和飞行速度的变化过程如下: 由于发动机输出功率增大,使螺旋桨转速(切向速度)迅速增加到一定值,螺旋桨拉

可调螺距螺旋桨的优化设计及制造【开题报告】

开题报告 船舶与海洋工程 可调螺距螺旋桨的优化设计及制造 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 螺旋桨在很早之前就已经被人们当做一种船用推进器,经过多年的开发研究,现在的螺旋桨被开发了很多个系列。按螺旋桨安装位置的不同可以分为首推.尾推.侧推。按照螺旋桨的螺距调节性可以分为可调螺距螺旋桨和固定螺旋桨。 可调螺距螺旋桨作为一种新兴的推进器,以其自身的优点已经慢慢变成了一种主流的推进器。可调桨技术来源于国外,世界知名的推进器制造商有:瑞典的卡梅瓦(KAMEWA)、芬兰的瓦锡兰(WASILTA)、德国的肖特尔(SCHOTTEL)、挪威的博格(BERE)。卡梅瓦的调距桨技术全世界首屈一指,“Aquamaster”是其旗下世界知名的全回转舵桨品牌,现在卡梅瓦被英国罗尔斯-罗伊斯(Rolls-Royce)兼并,但是人们一直对“卡梅瓦”津津乐道,当初卡梅瓦是世界上生产调距桨最大的公司,根据生产卡普兰水轮机的经验,该公司从1937年即生产出第一台船用调距桨,全球多家公司均引进卡梅瓦专利进行生产,如日本三菱公司、美国伯德.约翰逊公司等。肖特尔的产品有可调桨、侧向推进器、舵桨、喷水推进器等,其SRP舵桨是世界第一品牌。瓦锡兰不但生产推进器,还是世界上最著名的柴油机制造商,兼并了荷兰的列泼斯(LIPS)推进器,列泼斯是专门生产推进器的厂商,创立于1928年,是世界上从事调距桨生产较早的公司之一,在日本、法国、美国、意大利、西班牙、加拿大等地均有该公司子公司或制造商,其产品涵盖侧推、调距桨、定距桨、舵桨、喷水推进器等,并入瓦锡兰后其推进器品牌仍为LIPS。 在国内,可调螺距螺旋桨的发展与研究也已经越来越受人们的重视,其中主要的设计制造单位有前进马森船舶传动有限公司,镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司,南京高精传动设备制造集团有限公司等 鉴于国内可调螺距螺旋桨的蓬勃发展,国内对可调螺旋桨的研究迫在眉睫,各大螺旋桨生产商不是自行花大力研究,就是向国外购买一些比较成熟的技术,真的可以说是无所不用其极,努力发展可调螺旋桨的技术,即便如此,国内可调螺旋桨的技术还

模型飞机螺旋桨原理与拉力计算

模型飞机螺旋桨原理与拉力计算 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,见图1—1—19,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。 二、几何参数

基于ANSYS的船用螺旋桨模态分析与优化设计

基于ANSYS的船用螺旋桨模态分析与优化设计 利用UG软件对船用螺旋桨模型进行处理,并用ANSYS有限元仿真软件分析其模态振型,首先分析无支撑情况下螺旋桨单叶片的模态振型,提取振幅最大模态。设计支撑方案,确定支撑位置并进行约束模态分析,结果显示螺旋桨单叶片频率有所提高,增加了加工刚度,最后确定优化的支撑方案,显著提高了螺旋桨的刚度,减小各阶模态的振动位移,对实际加工具有重要意义。 标签:ANSYS有限元分析;螺旋桨模态分析;优化设计 Abstract:The model of marine propeller is processed by UG software,and its modal mode is analyzed by ANSYS finite element simulation software. Firstly,the modal mode of single blade of propeller without support is analyzed,and the maximum amplitude mode is extracted. The results show that the frequency of single blade of propeller is increased and the machining stiffness is increased. Finally,the optimized bracing scheme is determined,and the stiffness of propeller is improved significantly. It is of great significance to reduce the vibration displacement of each mode for machining. Keywords:ANSYS finite element analysis;propeller modal analysis;optimal design 螺旋槳是舰船的主动力装置,其设计与制造精度直接决定舰船运行性能。目前,螺旋桨的设计技术我国已达到领先水平,但是加工制造技术还存在较大差距。我国对于船用螺旋桨现阶段的加工一直采用手工打磨的方式,其工作环境差,对工人的身体有很大损伤,并且效率低下,精度也难以控制。为了解决这一问题,我国一些学者正在研究利用机器人进行螺旋桨铣削加工的工艺系统,其具有较多的优势。研究发现,铣削加工中的振动一直是影响加工质量的主要因素,所以,针对螺旋桨的振动模态分析是研究的重点内容。本文主要利用有限元分析软件ANSYS对一种型号的船用螺旋桨进行模态振型分析,通过施加约束条件分析使用支撑时的模态变化,寻找优化的支撑方法。 1 模型处理 利用三维建模软件UG对现有的螺旋桨设计模型进行简单处理,避免在后续有限元分析时遇到的一些问题。如图1所示为螺旋桨的设计模型,直径3300mm,在叶梢位置由于建模方法的原因,存留有没有闭合的曲线,对后续有限元的网格划分会带来影响,所以,利用一直径为3290mm的同心圆柱面截取设计模型,截去叶梢的尖角部分,对模型整体模态的影响可以忽略不计,处理如图2所示。另外,根据螺旋桨的结构特点,靠近桨毂部分结构较复杂,靠近叶梢部分结构简单,所以为了在后续的单元划分时保证较高精度的同时又花费较少时间,在模型处理时将螺旋桨分割为两部分实体,一部分是包含桨毂,另一部分包含叶片。最后将处理完成的模型导出x_t格式文件,以便ANSYS软件导入。

螺旋桨概述

螺旋桨概述 1.概念 1.1结构 图1 螺旋桨示意图 图2 螺旋桨结构 螺旋桨由桨叶、浆毂、、整流帽和尾轴组成,如上图所示。 滑失:如果螺旋桨旋转一周,同时前进的距离等于螺旋桨的螺距P,设螺旋桨转速为n,则理论前进速度为nP。也就是说将不产生水被螺旋桨前后拨动的现象,然而事实上,螺旋桨总是随船一起以低于nP的进速V s对水作前进运动。那么螺旋桨旋转一周在轴向上前进的实际距离为h p(=V s/n),称为进距。于是我们把P与h p之差(P-h p)称为滑失。 滑失与螺距P之比为滑失比: S r=(P-h p)/P=(nP-V s)/nP=1-V s/nP

式中V s/nP称为进距比。 从式中可以得出,当V s=nP时,S r=0。即P=h,也就是螺旋桨将不产生对水前后拨动的现象,螺旋桨给水的推力为零。 因此我们可以得出结论:滑失越大,滑失比越高,则螺旋桨推水的速度也就越高,所得到的推力就越大。 1.2工作原理 船用螺旋桨工作原理可以从两种不同的观点来解释,一种是动量的变化,另一种则是压力的变化。在动量变化的观点上,简单地说,就是螺旋桨通过加速通过的水,造成水动量增加,产生反作用力而推动船舶。由于动量是质量与速度的乘积,因此不同的质量配合上不同的速度变化,可以造成不同程度的动量变化。 另一方面,由压力变化的观点可以更清楚地说明螺旋桨作动的原理。螺旋桨是由一群翼面构建而成,因此它的作动原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化与入流的攻角,使流经翼面上下的流体有不同的速度,且由伯努利定律可知速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同,因而产生升力。而构成螺旋桨叶片的翼面,它的运动是由螺旋桨的前进与旋转所合成的。若不考虑流体与表面间摩擦力的影响,翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力,而在旋转方向的分量就是船舶主机须克服的转矩力。 1.3推力和阻力 以一片桨叶的截面为例:当船艇静止时,螺旋桨开始工作,把螺旋桨看成不动,则水流以攻角α流向桨叶,其速度为2πnr(n为转速;r为该截面半径)。根据水翼原理,桨叶要受升力和阻力的作用,推动螺旋桨前进,即推动船艇前进。船艇运动会产生顶流和伴流。继续把船艇看成不动,则顶流以与艇速大小相等,方向相反的流速向螺旋桨流来,而伴流则以与艇速方向相同,流速为u r向螺旋桨流来。通过速度合成,我们可以得到与螺旋桨成攻角α,向桨叶流来的合水流。则桨叶受到合水流升力dL和阻力dD的作用,将升力和阻力分解,则得到平行和垂直艇首尾线的分力:

DWT油污水接收船螺旋桨设计书

1145 DWT油污水接收船螺旋桨设计书 指导老师: 专业班级: 学生姓名: 学号: 邮箱: 完成日期:2013/4/24

目录 1.船型............................. 错误!未定义书签。2.主机参数. (4) 3.推进因子的确定 (4) 4.桨叶数Z的选取 (4) 5.AE/A0的估算 (4) 6.桨型的选取说明 (5) 7.根据估算的AE/A0选取2~3张图谱 (5) 8.列表按所选图谱(考虑功率储备)进行终结设计 (5) 9.空泡校核 (6) 10.计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线 (8) 11. 船舶系泊状态螺旋桨计算 (9) 12.桨叶强度校核 (9) 13.桨叶轮廓及各半径切面的型值计算 (10) 14.桨毂设计 (10) 15.螺旋桨总图绘制 (11) 16.螺旋桨重量及转动惯量计算 (11) 17.螺旋桨设计总结 (12) 18.课程设计总结 (12)

1. 船型 单甲板,流线型平衡舵,柴油机驱动,适于油污水接收的中机型单桨船。 1.1艾亚法有效功率估算表:(按《船舶原理(上)》P285实例计算)(可以自主选定一种合适的估算方法,例如泰勒法。)

2.主机参数(设计航速约11kn ) 型号: 6L350PN 标定功率: P S2 = 650kw 标定转速: 362 r/min 3.推进因子的确定 (1)伴流分数w 本船为单桨内河船,故使用巴甫米尔公式估算 =0.165*C B x x=1 =0.1×(Fr-0.2)=0.1*(0.228-0.2)=0.0028 ω=0.185 (2)推力减额分数t 本船为有流线型舵使用商赫公式 t=k =0.111 k=0.6 (3)相对旋转效率: 近似地取为ηR =1.00 (4)船身效率 ηH =w -1t -1=1.091 4.桨叶数Z 的选取 根据一般情况,单桨船多用四叶,加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找, 故选用四叶。 5.A E /A 0的估算 按公式A E /A 0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p 0-p v )D 2 + k 进行估算, 其中:T =P E /(1-t)V= 346/((1-0.111)*11*0.515)=68.7028kN 水温15℃时汽化压力p v =174 kgf/m 2=174×9.8 N/m 2=1.705 kN/m 2 静压力p 0=p a +γh s =(10330+1000×2.5)×9.8 N/m 2=125.734kN/m 2

船舶快速性螺旋桨设计

课程设计成果说明书 题目:散货船螺旋桨设计 学生姓名:杨再晖 学号:101306119 学院:东海科学技术学院 班级:C10船舶1班 指导教师:应业炬 浙江海洋学院教务处 2013年 6月 21日

浙江海洋学院课程设计成绩评定表 2012 —2013 学年第 2 学期 学院东海科学技术学院班级 C10船舶1班专业船舶与海洋工程

摘要 螺旋桨是船舶的重要组成部分之一,没有它,船舶就无法快速的前行,是造船行业必备的推进部位。螺旋桨设计是船舶设计过程中有关船舶快速性性能设计的重要组成部分,它的设计精度将直接影响船的推进效率。 在船舶线型初步设计完成后,通过有效马力的估算或船模阻力试验,得出该船的有效马力曲线。在此基础上,设计一个效率最佳的螺旋桨,既能达到预定的航速,又要使消耗的主机功率小;或者当主机已选定,设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨,本次课程设计属于第二种。 影响螺旋桨性能的因素有很多,主要有螺旋桨的直径,螺距比,盘面比,桨叶轮廓形状等因素。本次课程设计是用船体的主要参数、主机与螺旋桨螺旋桨参数、设计工况算出以上数据,设计一个螺旋桨,并用CAD软件画出螺旋桨的外形。 关键词:螺旋桨设计;图谱;AUTOCAD

目录 1、已知船体的主要参数 (1) 2、主机与螺旋桨参数 (1) 3、设计工况 (1) 4、按船型及经验公式确定推进因子 (2) 5、可以达到最大航速的计算 (2) 6、桨叶空泡校核,确定螺旋桨主要参数 (4) 7、桨叶强度校核 (6) 8、螺距修正 (8) 9、重量及惯性矩计算 (8) 10、绘制螺旋桨水动力性能曲线 (9) 11、系柱特性与航行特性计算并绘制航行特性曲线图 (10) 12、航行特性计算时取3挡转速按下表进行: (11) 13、螺旋桨计算总结 (13) 14、感想 (14) 15、参考资料 (14)

船舶设计原理课程大作业-螺旋桨设计

SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 螺旋桨设计计算书 姓名:王志强 学号:5130109174 课程:船舶原理(2) 专业:船舶与海洋工程 日期:2016年4月

一、船舶的主要参数船型:单桨集装箱船 二、最大航速确定

按满载工况、主机功率P s=0.85P max、螺旋桨转速102r/min,设计MAU型5叶右旋桨1只。 螺旋桨敞水收到功率: P D=0.85ηSηR P max=0.85×0.97×1.0×33000kW=27208.5kW 最大航速设计的步骤: 假定若干个盘面比( 0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8),对每一个盘面比进行以下计算: 1)假定若干直径(范围7.5m ~ 8.5m,每隔0.01米取一次值); 2)对每个直径,假定若干航速(范围21节~25节,每隔0.001节取一次值); 3)对每个直径与航速的组合,用回归公式计算设计进速系数下不同螺距比(范围0.4~1.6)螺旋桨的推力、扭矩,通过插值(或二分法)确定满足设计功率要求(即:螺旋桨要求的扭矩与设计功率与转速下的收到转矩平衡)的螺距及相应的有效推力与敞水效率; 4)对每个直径,根据阻力曲线及不同航速下的有效推力值,通过插值确定有效推力与阻力平衡的航速,以及对应的螺距和敞水效率; 5)根据航速(或敞水效率)与直径的关系,确定最大航速(或最高敞水效率)对应的直径,该直径即为所假定盘面比下的最佳直径。 三、空泡校核 柏立尔空泡限界线图 空泡校核计算结果: P0=P a+γ?s=10330+1025×(12.7?4.7)kgf/m2=18530kgf/m2=181594N/m2

船后伴流场预报及考虑空泡性能的螺旋桨优化设计研究

船后伴流场预报及考虑空泡性能的螺旋桨优化设计研究 随着造船、航运业的发展,船舶的安全、节能、环保等性能越来越受到重视。作为目前最常用的推进装置,螺旋桨对船舶性能的影响很重要。 由于伴流场的非均匀性,螺旋桨旋转一周过程中其桨叶会以不同的攻角与来流相遇,容易使桨叶上产生空泡。螺旋桨空泡不仅会对桨叶产生剥蚀作用,还会产生噪声及引起尾部振动。 近年来,一方面船舶不断向大型化发展,而船舶吃水受港口、航道水深的限制,螺旋桨直径不能过分增大,于是导致螺旋桨负荷加重;另一方面,肥大型船得到广泛应用,其伴流场均匀性变差,螺旋桨的工作环境恶化。这两方面的原因使出现空泡、振动现象的可能性大为增加。 因而在现代船舶的螺旋桨设计过程中兼顾效率和空泡、振动等性能非常必要。本文针对螺旋桨水动力性能和空泡性能预报及其优化设计问题,开展了以下三方面的研究工作:一、基于CFD方法的船尾伴流场数值预报。 由于船尾伴流场对螺旋桨性能有重要影响,有必要对伴流场的影响因素进行研究。本文以某集装箱船为研究对象,采用前处理软件GMS进行线型建模,并在NAPA软件中进行线型参数化变换,然后采用CFD软件PARNASSOS求解船舶尾部伴流场,并与船模试验结果相比较以验证计算的准确性。 通过对不同方形系数、船体长宽比和尾部UV度等参数的尾部伴流场的研究,探明这些参数变化对伴流场的影响趋势。二、基于支持向量机和遗传算法的螺旋桨敞水性能优化。 由于图谱法设计螺旋桨简便实用,而且可为理论设计方法提供参考,本文首 先建立基于图谱的螺旋桨敞水性能优化设计方法。以敞水效率为优化目标,空泡

限界线为约束条件,进速系数、螺距比和盘面比为优化变量建立均匀流场中螺旋桨性能优化模型;采用支持向量机预报螺旋桨水动力性能,采用遗传算法求解优化模型。 通过将优化结果与商业软件CSPDP以及文献中的计算结果相比较,验证了本文方法的有效性,为非均匀流场中螺旋桨性能优化打下了基础。三、基于升力面法的非均匀流场中螺旋桨性能优化。 非均匀流场中螺旋桨性能预报的方法有升力线法、升力面法、面元法和计算流体动力学(CFD)方法。虽然CFD方法通常比其他方法的精度要高,但是对计算机硬件的要求也较高,计算效率相对较低,不适用于大量算例的计算。 为了兼顾计算效率和预报精度,本文采用升力面程序ANPRO预报螺旋桨的水动力性能和空泡性能。预报结果与试验观测结果的比较表明升力面法可以预报空泡范围变化的趋势。 在此基础上,分别以螺旋桨效率和空泡范围为优化目标,以不同半径处的螺距和拱度为优化变量,建立了优化模型并采用遗传算法进行求解。优化前后的性能对比表明,本文提出的方法可以在一定的螺旋桨效率下优化空泡性能或者在一定的空泡性能下优化螺旋桨效率。

飞机螺旋桨工作原理

飞机螺旋桨工作原理.txt吃吧吃吧不是罪,再胖的人也有权利去增肥!苗条背后其实是憔悴,爱你的人不会在乎你的腰围!尝尝阔别已久美食的滋味,就算撑死也是一种美!减肥最可怕的不是饥饿,而是你明明不饿但总觉得非得吃点什么才踏实。与现实中飞行技术的对比:飞机螺旋桨工作原理 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。 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。 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。 二、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

某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书

某沿海单桨散货船螺旋桨 设计计算说明书 刘磊磊 2008101320 2011年7月

某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书 1.已知船体的主要参数 船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 C B = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米 由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下: 航速V (kn ) 13 14 15 16 有效马力PE (hp ) 2160 2420 3005 4045 2.主机参数 型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.98 3.相关推进因子 伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0 船身效率 0777.111=--= w t H η 4.可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备10%,轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力: P D = 4762.8 hp

根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算: 项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn Bp=NP D 0.5/V A 2.5 Bp MAU 4-40 δ P/D ηO P TE =P D ·ηH ·ηO hp MAU 4-55 δ P/D ηO P TE =P D ·ηH ·ηO hp MAU 4-70 δ P/D ηO P TE =P D ·ηH ·ηO hp 据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线,如下图所示。

四轴飞行器螺旋桨

名称:正反桨1045桨螺旋桨 规格:直径:10英寸螺矩:4.5英寸 颜色:黑、红、蓝、黄、绿、橙 桨直径:25.4CM 中心孔正面孔径:6MM 中心孔反面孔径:9MM(此孔可套入下面桨垫)中心座厚度:6mm 重量:7g(约/单只) 变距环组:x 7(每组2个),桨垫分别是2MM 3MM 4MM 5MM 6MM 7.8MM 描述:适配不同桨夹尺寸的环。适合四旋翼飞行器或多旋 翼飞行器使用。适合于本店的所有多旋翼飞行器。

正反桨的区分: 正桨在桨片上以“L”字母标注,从正桨片正面看以逆时针旋转拨动气流。 反桨在桨片上以“R”字母标注,从反桨片正面看以顺时针旋转拨动气流。 正桨和反桨在四轴上的应用原理:

厂家的四轴多旋翼飞行器是安装4个桨片,假如说都用一个逆时针转动的话,4个桨片都会产生一个逆时针旋转的自旋扭力,使得被载体向右自旋。所以四轴为了抵消这种自旋就用2个正桨2个反桨,2个顺时针2个逆时针的桨片按照循环排列,一对桨片往左扭,一对桨片往右扭来抵消掉桨片转动时发出的自旋扭力,使之均衡。 3S电池下;KV900-1000的电机配1060或1047浆,9寸浆也可 KV1200-1400配9050(9寸浆)至8*6浆 KV1600-1800左右的7寸至6寸浆 KV2200-2800左右的5寸浆 KV3000-3500左右的4530浆 2S电池下;KV1300-1500左右用9050浆 KV1800左右用7060浆 KV2500-3000左右用5X3浆 KV3200-4000左右用4530浆 浆的大小与电流关系: 因为浆相对越大在产生推力的效率就越高 例如:同用3S电池,电流同样是10安(假设) 用KV1000配1060浆与KV3000配4530浆它们分别产生的推力前者是后者的两倍。 机型与电机、浆的关系: 一般来说:浆越大对飞机所产生的反扭力越大,所以浆的大小与机的翼展大小有着一定关系,但浆与电机也有着上面所讲的关系。 例如用1060浆,机的翼展就得要在80CM以上为合适,不然的话机就容易造成反扭;又如用8*6的浆翼展就得在60以上。 再比如:用4530浆做翼展1米以上机行否?是可以,但飞机飞起来会很耗电,因为翼展大飞行的阻力大,而4530浆产生的推力相对情况下小(上面浆的大小与电流关系有讲到)。 所以模友在选择玩什么机型的时候就要注意这4者的关系,尤其是新手选择机型,一定要看这机型翼展大小选择配电机、浆、电池,特别要注意的是,不能用大浆配高KV的电机,否则烧电机还影响了电池,有可能连电调也烧掉。

螺旋桨原理及其应用

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 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,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

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