螺旋桨设计计算公式
最佳桨距角计算公式

最佳桨距角计算公式
最佳桨距角的计算公式会因具体的应用和条件而有所不同。
桨距角是指螺旋桨叶片与旋转平面的夹角,它对飞行器或船只的性能有重要影响。
一般来说,最佳桨距角的计算涉及多个因素,如飞行器或船只的设计特性、飞行条件(如风速、高度)、推进系统的特性等。
以下是一个简单的示例公式,用于估算最佳桨距角:
最佳桨距角= 常数+ 系数1 ×速度+ 系数2 ×高度+ 系数3 ×其他因素
其中,常数是一个固定的值,系数1、系数2 等是根据具体情况确定的参数,速度、高度和其他因素是需要考虑的变量。
这只是一个简单的示例公式,实际的最佳桨距角计算可能需要更复杂的模型和考虑更多的因素。
在实际应用中,通常需要进行实验和模拟,或者参考相关的工程手册和文献,以确定适合特定情况的最佳桨距角。
螺旋机械运动计算公式

螺旋机械运动计算公式螺旋机械运动是一种常见的机械运动形式,其运动规律可以通过一些简单的公式来描述和计算。
在本文中,我们将介绍螺旋机械运动的计算公式,以及其在实际工程中的应用。
螺旋机械运动的基本特点是以螺旋线为轨迹的运动形式,常见的螺旋机械包括螺旋桨、螺旋传动等。
螺旋机械运动的计算公式可以分为两种情况,一种是已知螺旋线参数,求解螺旋机械的运动规律;另一种是已知螺旋机械的运动规律,求解螺旋线参数。
首先,我们来看已知螺旋线参数,求解螺旋机械的运动规律的情况。
假设螺旋线的参数方程为:x = r cos(θ)。
y = r sin(θ)。
z = k θ。
其中,r为螺旋线的半径,k为螺旋线的斜率。
根据这个参数方程,我们可以得到螺旋线上任意一点的坐标(x, y, z),从而可以求解螺旋机械在这条螺旋线上的运动规律。
通常情况下,螺旋机械的运动规律可以用速度和加速度来描述,而速度和加速度又可以通过位置矢量对时间的导数来表示。
因此,我们可以通过对参数方程求导的方法来求解螺旋机械的速度和加速度。
具体来说,对参数方程分别对θ求导,即可得到螺旋线上任意一点的速度和加速度。
其次,我们来看已知螺旋机械的运动规律,求解螺旋线参数的情况。
假设螺旋机械的运动规律可以用参数方程表示:x = f(θ, t)。
y = g(θ, t)。
z = h(θ, t)。
其中,f(θ, t)、g(θ, t)、h(θ, t)分别为x、y、z的函数。
在这种情况下,我们需要求解参数方程中的θ和t关于x、y、z的函数关系。
通常情况下,这个问题是一个反解问题,需要通过一些数值计算方法来求解。
一种常见的方法是利用数值积分的方法,将参数方程转化为积分方程,然后通过数值积分的方法来求解。
螺旋机械运动的计算公式在实际工程中有着广泛的应用。
例如,在航空航天领域,螺旋桨的设计和分析就需要用到螺旋机械运动的计算公式。
又如,在机械制造领域,螺旋传动的设计和分析也需要用到螺旋机械运动的计算公式。
螺旋桨设计(内河货船)解析

6螺旋桨设计及航速预报螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。
在船舶型线初步设计完成后,通过有效马力的估算,得出该船的有效马力曲线。
在此基础上要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨。
既能达到预定的航速,又使消耗的主机马力小;或是当主机已经选定时,要求设计一个在给定主机条件下使船舶达到最大航速的螺旋桨。
本设计采用螺旋桨图谱设计,就是根据螺旋桨模型敞水试验绘制而成的专用图谱来进行设计。
在获得设计船的有效马力曲线以后,主要分以下几步进行:1.初步设计:确定螺旋桨的最佳转速,进而确定之前选择的主机是否满足要求,通过最佳转速,求得减速比,选取合适的减速齿轮箱。
2.终结设计:确定螺旋桨的转速后,通过一系列的图谱设计计算,确定螺旋桨的直径,盘面比等尺度要素,并进行空泡校核。
3.若计算结果直径超过限制直径,则做限制直径螺旋桨。
6.1设计螺旋桨时应考虑的若干问题6.1.1螺旋桨的数目选择螺旋桨的数目应该综合考虑推进性能、振动、操纵性能及主机能力等各方面的因素。
一般来说,在总布置合理的情况下,增大螺旋桨直径可以提高敞水效率。
对于本货船,由于吃水有限制,船型选择为双尾船,采用双螺旋桨。
6.1.2 螺旋桨的桨叶数的选取叶数的选择应根据船型,吃水,推进性能,振动和空泡等多方面加以考虑。
一般认为,若螺旋桨的直径及展开面积相同,则叶数少者效率略高,叶数多者因叶栅干扰作用增大,故效率下降。
但叶数多者对减小振动有利,叶数少者对避免空泡有利。
同时,螺旋桨叶数与主机缸数不能为整倍关系,否则容易发生共振现象。
本船选用6缸主机,故采用4叶桨,避免共振。
6.1.3 设计图谱可供采用的图谱很多,对中低速船舶,通常采用MAU 系列或B 系列,其中MAU空泡性能较好。
本船采用MAU系列图谱。
6.2已知条件(1)船型参数表6.1 船型参数(2)有效马力曲线根据型线特征,本船采用爱尔法估算船舶有效功率比较合适,结果见下表:表6.2 有效马力曲线表(3)部分取值推进因子:根据船型按经验公式决定伴流分数:ω=0.55Cb-0.20=0.2186。
无人机螺旋桨力效范围

无人机螺旋桨力效范围
无人机螺旋桨的力效范围可能会因无人机的型号、螺旋桨的材质、电机的功率等因素而有所不同。
一般来说,无人机螺旋桨的力效范围可以通过以下公式计算:
无人机螺旋桨力效=无人机拉力÷螺旋桨输入功率
其中,无人机拉力是指螺旋桨在工作时所产生的向前的牵引力,输入功率是指电机输出的功率。
通过这个公式,可以计算出无人机螺旋桨的力效范围,从而评估无人机的飞行性能和效率。
需要注意的是,无人机螺旋桨的力效范围也受到其他因素的影响,如空气密度、螺旋桨的几何形状等。
在实际应用中,需要根据具体情况进行调整和优化,以获得最佳的飞行效果。
船舶推进_螺旋桨的强度校核

bmax b0.6 0 .9911 D 0 .9911 0 .332 5 .6 1 .843 m D
盘面比 最大叶宽比
(bmax / D )0.586 (bmax / D )0.7 (bmax / D )0.55 (bmax / D )0.55 (0.586 0.55) 0.7 0.55 0.398 - 0.311 0.311 0.036 0.33188 19 0.15
0.4
0.55 0.7
0.226
0.311 0.398
7.1 《规范》校核法
表8-1 四叶模型螺旋桨要素表
MAU4-40 直 径(m) 毂径比 盘面比 最大叶宽比 平均叶宽比 叶厚比 后倾角 0.250 0.180 0.400 0.226 0.192 0.050 10˚
盘面比 最大叶宽比 0.4 0.55 0.226 0.311
2也可采用如下的经验公式来确定当螺旋桨直径d30m时取t?00045d当螺旋桨直径d30m时取t?00035d405060302010876141312119101716151819叶梢部分的详图r10ttmin35mm00015d螺旋桨直径dm叶梢部厚度mm20二桨叶厚度的径向分布1线性分布t?与025r或035r处桨叶厚度用同一比例画在图上并连成直线即可量得不同半径处的桨叶厚度2非线性分布t?与025r或035r及06r处切面的厚度三个点在图上按同样比例标出通过三点连成光顺曲线即可得到各不同半径处桨叶厚度
4
第7章 螺旋桨的强度校核
概 述
为了船舶的安全航 行,必须保证螺旋 桨具有足够的强度 在设计螺旋
桨时必须进行
强度计算和确 定桨叶的厚度 分布。
,使其在正常航行
状态下不致破损或 断裂。
关于飞行器速度和发动机螺旋桨配套的选择以及定性分析---前进比

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=Ctρn2D4P=Cpρn3D5η=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。
飞机螺旋桨原理
飞机螺旋桨原理飞机螺旋桨是飞机的重要组成部分之一,它的作用是将发动机产生的动力转化为推力,推动飞机前进。
螺旋桨的设计和制造需要考虑多种因素,如飞机的速度、高度、气压、温度等,以及螺旋桨的材料、结构、重量等。
本文将介绍飞机螺旋桨的原理、结构和应用。
一、飞机螺旋桨的原理飞机螺旋桨的原理是利用旋转的螺旋桨叶片产生推力,推动飞机前进。
螺旋桨叶片的角度和形状会影响推力的大小和方向。
螺旋桨的工作原理可以用以下公式表示:F = P × A其中,F表示推力,P表示螺旋桨叶片所受的气动力,A表示螺旋桨叶片的面积。
推力的大小和方向取决于气动力和叶片面积的大小和方向。
气动力是指空气对螺旋桨叶片产生的力,它由以下几个因素决定: 1. 螺旋桨叶片的角度和形状:螺旋桨叶片的角度和形状会决定叶片所受气动力的大小和方向。
当叶片的角度和形状改变时,气动力也会随之改变。
2. 空气密度:空气密度是指单位体积空气所包含的质量。
空气密度越大,螺旋桨所受的气动力越大。
3. 螺旋桨的旋转速度:螺旋桨的旋转速度越快,所受的气动力越大。
4. 螺旋桨的直径:螺旋桨的直径越大,所受的气动力越大。
螺旋桨叶片的面积也会影响推力的大小和方向。
面积越大,推力越大。
面积的方向也会影响推力的方向。
当螺旋桨叶片的面积垂直于飞机的运动方向时,推力的方向与飞机的运动方向相同。
二、飞机螺旋桨的结构飞机螺旋桨由以下几个部分组成:1. 螺旋桨叶片:螺旋桨叶片是螺旋桨的主要工作部件,它负责将动力转化为推力。
螺旋桨叶片的形状和角度会影响推力的大小和方向。
2. 螺旋桨轴:螺旋桨轴是将发动机动力传输到螺旋桨叶片的主要部件。
3. 螺旋桨齿轮箱:螺旋桨齿轮箱是将发动机的转速转换为螺旋桨的旋转速度的重要部件。
4. 螺旋桨马达:螺旋桨马达是用来控制螺旋桨叶片角度的部件。
它可以使螺旋桨叶片的角度改变,从而控制推力的大小和方向。
5. 螺旋桨传动系统:螺旋桨传动系统是将发动机动力传输到螺旋桨轴的重要部件。
船模推力计算
船模推力计算
船模推力的计算涉及到许多因素,如船体形状、螺旋桨尺寸和转速、电机功率等,以下是一些常用的计算公式:
1. 螺旋桨滑套比(slip ratio)计算公式
滑套比指的是螺旋桨进口速度与推进速度之间的比值,通常认为其值应该在0.05-0.1之间。
滑套比 = (pitch x RPM - speed)/(pitch x RPM)
其中,pitch指的是螺旋桨的推进距离,RPM指的是电机转速,speed指的是船模的推进速度。
2. 推进功率(propelling power)计算公式
推进功率是指将船模推进所需的功率,通常它由电机提供。
其计算公式为:
推进功率 = 推进力 x 推进速度
其中,推进力指的是螺旋桨产生的推进力,通常由舵机控制;推进速度指的是船模在水中推进的速度。
3. 推进力(propelling force)计算公式
推进力指的是螺旋桨产生的推进力。
其计算公式为:
推进力 = 螺旋桨直径² x 比功率 x 空气密度
其中,比功率指的是电机的输出功率与电机重量的比值;空气密度指的是水的密度。
以上仅为船模推力的一些基本计算公式,实际计算中可能还需要考虑到其他因素。
船模螺旋桨
船模螺旋桨作者:王俊如来源:《中学科技》2010年第09期多叶桨和两叶桨水中螺旋桨是现今应用最广泛的船舶推进器。
一般排水型船舶(如商船、大型军舰)使用的都是多叶螺旋桨。
在功率不变的情况下,桨叶越多,桨叶间水流的相互干扰作用就越明显,因此,螺旋桨效率会随桨叶数增加而减少。
但多叶桨的优点是转动平稳、振动小。
而配备多叶桨的船舶大都以转速不太高的船用柴油机或其他船舶机械作动力,它们用的螺旋桨转速较低(每分钟几百转到一两千转),因而比高转速螺旋桨叶间水流干扰要少,而直径却可以做得很大,因而效率比较高。
在船模各项目中,除了仿真模型的螺旋桨必须按照该船舶的螺旋桨图纸制作外,其他竞速艇项目的螺旋桨都可以根据需要自由设计制作。
船模竞速艇的螺旋桨目前都采用两叶桨的形式,因为竞速艇用的电动机和小型内燃机的转速都相当高(每分钟可达1~2万转),两叶桨的叶间水流干扰少,因而在高转速时可以提高螺旋桨的效率。
另外,竞速艇的螺旋桨比较容易损坏,而两叶桨的制作比较容易,便于批量生产。
但两叶桨的缺点是振动大,因此,要尽可能将螺旋桨的两个桨叶整修平衡。
螺旋桨的几何特性如图1和图2所示,螺旋桨由桨毂和桨叶组成。
螺旋桨和尾轴连接的圆柱体称为桨毂,桨叶就固定在桨毂上。
从船尾向船首方向看去,所见到的桨叶面称为叶面,另一面称为叶背。
桨叶与桨毂连接处称为叶根。
桨叶的最外端称为叶梢。
螺旋桨正向旋转时,桨叶与水先接触的一边称为导边,另一边称为随边。
1.螺旋桨直径(D)。
螺旋桨旋转时,叶梢的圆形轨迹称为梢圆,梢圆的直径即是螺旋桨的直径。
2.盘面积(Ad)。
梢圆的面积称为螺旋桨的盘面积。
3.螺距(H)和螺距角(θ)。
我们都知道,螺旋桨旋转推动船舶前进。
那么,螺旋桨旋转一圈,船舶能前进多少距离呢?当然,船舶前进速度由各种各样的因素和条件决定,但螺旋桨推进无疑是最重要的因素。
简单地讲,按理论计算,螺旋桨旋转一周在轴向推进的距离叫螺距。
如图3和图4所示,螺旋桨的任意一点在螺旋桨旋转和前进时所形成的轨迹必定是一条螺旋线。
无人机螺旋桨升力计算公式
无人机螺旋桨升力计算公式嘿,咱今天就来好好唠唠无人机螺旋桨升力的计算公式这档子事儿。
先说说啥是螺旋桨升力吧。
你看那无人机在空中稳稳地飞着,能不掉下来,全靠螺旋桨产生的升力撑着。
这升力就像是一双无形的大手,把无人机托举在空中。
要算出这螺旋桨升力,咱们得用到一些公式和原理。
这就好比你要做一道数学题,得先搞清楚题目里的条件和规则。
螺旋桨升力的计算公式通常涉及到很多因素,比如说空气密度、螺旋桨的转速、桨叶的形状和尺寸等等。
这就像你做饭的时候,放多少盐、多少油,还有火候大小,都会影响最后的味道。
给您举个例子吧,我之前有一次参加一个无人机爱好者的聚会。
大家都带着自己心爱的无人机,在一个大草坪上试飞。
有个小伙伴的无人机飞着飞着突然往下掉,可把他急坏了。
后来一检查,发现是他自己改装了螺旋桨,但是没有根据正确的升力计算公式来调整,结果升力不够,无人机就掉链子了。
咱们再深入点说这计算公式。
空气密度这个因素就很关键。
在不同的环境条件下,比如在炎热的夏天和寒冷的冬天,空气密度是不一样的。
就像同样是一锅汤,水多水少味道就不同。
螺旋桨的转速也会对升力产生巨大影响。
转速越快,一般来说升力就越大,但也不是无限制的增加。
这就像你跑步,一开始跑得快可能觉得很有力气,但跑太快太久,你也会累得跑不动。
桨叶的形状和尺寸就像是鞋子合不合脚。
桨叶如果形状设计得不好,尺寸不合适,那产生的升力也会大打折扣。
所以啊,要想让无人机飞得稳、飞得好,就得把这个螺旋桨升力计算公式搞清楚,每一个因素都要考虑到,不能马虎。
咱再回到开头说的那个聚会。
后来大家一起帮那个小伙伴重新计算了螺旋桨升力,调整了螺旋桨的参数,他的无人机终于又能欢快地飞翔了。
总之,无人机螺旋桨升力计算公式可不是个简单的东西,但只要咱们用心去琢磨,多实践,多总结,就能让我们的无人机飞得更高更远,给我们带来更多的乐趣和惊喜!。
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飞机螺旋桨由两个或者多个桨叶以及一个中轴组成,桨叶安装在中轴上。
飞机螺旋桨的每一个桨叶基本上是一个旋转翼。
由于他们的结构,螺旋桨叶类似机翼产生拉动或者推动飞机的力。
旋转螺旋桨叶的动力来自引擎。
引擎使得螺旋桨叶在空气中高速转动,螺旋桨把引擎的旋转动力转换成前向推力。
空气中飞机的移动产生和它的运动方向相反的阻力。
所以,飞机要飞行的话,就必须由力作用于飞机且等于阻力,而方向向前。
这个力称为推力。
典型螺旋桨叶的横截面如图3-26。
桨叶的横界面可以和机翼的横截面对比。
一种桨叶的表面是拱形的或者弯曲的,类似于飞机机翼的上表面,而其他表面类似机翼的下表面是平的。
弦线是一条划过前缘到后缘的假想线。
类似机翼,前缘是桨叶的厚的一侧,当螺旋桨旋转时前缘面对气流。
桨叶角一般用度来度量单位,是桨叶弦线和旋转平面的夹角,在沿桨叶特定长度的的特定点测量。
因为大多数螺旋桨有一个平的桨叶面,弦线通常从螺旋桨桨叶面开始划。
螺旋角和桨叶角不同,但是螺旋角很大程度上由桨叶角确定,这两个术语长交替使用。
一个角的变大或者减小也让另一个随之增加或者减小。
当为新飞机选定固定节距螺旋桨时,制造商通常会选择一个螺旋距使得能够有效的工作在预期的巡航速度。
然而,不幸运的是,每一个固定距螺旋桨必须妥协,因为他只能在给定的空速和转速组合才高效。
飞行时,飞行员是没这个能力去改变这个组合的。
当飞机在地面静止而引擎工作时,或者在起飞的开始阶段缓慢的移动时,螺旋桨效率是很低的,因为螺旋桨受阻止不能全速前进以达到它的最大效率。
这时,每一个螺旋桨叶以一定的迎角在空气中旋转,相对于旋转它所需要的功率大小来说产生的推力较少。
为理解螺旋桨的行为,首先考虑它的运动,它是既旋转又向前的。
因此,如图3-27中显示的螺旋桨力向量,螺旋桨叶的每一部分都向下和向前运动。
空气冲击螺旋桨叶的角度就是迎角。
这个角度引起的空气偏向导致了在螺旋桨引擎侧的气动压力比大气压力大,所以产生了推力。
桨叶的形状叶产生推力,因为它的弯曲就像机翼的外形。
所以,空气流过螺旋桨时,一侧的压力就小于另一侧。
如机翼中的情形一样,这产生一个向较低压力方向的反作用力。
对于机翼,它的上面气压低,升力是向上的。
对于螺旋桨,它是垂直安装的,而不是水平的飞机上,压力降低的区域是螺旋桨的前面,这样推力就是朝前的。
按照空气动力学的说法,推力是螺旋桨外形和桨叶迎角的结果.考虑推力的另外一个方法是螺旋桨应对的空气质量方面。
这方面,推力等于它的空气质量,螺旋桨引起的滑流速度越大,飞机速度就越小。
产生推力所消耗的功率取决于空气团的运动速度。
一般来说,推力大约是扭距的80%,其他20%消耗在摩擦阻力和滑移上。
对于任何旋转速度,螺旋桨吸收的马力平衡力引擎输出的马力。
对螺旋桨的任意一周,螺旋桨处理的空气总量依赖于桨叶角,它确定了螺旋桨推动了多少的空气。
所以,桨叶角是一个很好的调整螺旋桨负荷的方法来控制引擎转速。
桨叶角也是一个很好的调整螺旋桨迎角的方法。
在横速螺旋桨上,对所有引擎和飞机速度,桨叶角必须可调以提供最大效率迎角。
螺旋桨和机翼的升力-阻力曲线,表明最大效率迎角是一个小的值,从2到4度变化的正值。
实际桨叶角必须维持这个随飞机前进速度而变化的小迎角.为一周旋转和前进速度的效率最好而设计了固定桨距和地面可调节(ground-adjustable)螺旋桨。
这些螺旋桨设计用于特定的飞机和引擎配合。
螺旋桨可以在起飞,爬升和巡航或高速巡航时提供最大螺旋桨效率。
这些条件的任何改变将会导致螺旋桨和引擎效率的降低。
由于任何机械的效率是有用的输出功率和实际输出功率的比值,那么螺旋桨效率就是推力功率和制动功率的比值。
螺旋桨的效率范围一般是50%到87%,和螺旋桨的滑距(Slip)有关。
螺旋桨滑距是螺旋桨的几何节距和有效节距之间的差值。
如图3-28,几何节距是螺旋桨旋转一周应该前进的理论距离;有效节距是螺旋桨旋转一周的实际前进距离。
因此,几何的或者理论的节距是基于没有滑动的,但是实际的或者有效的节距包含了螺旋桨在空气中的滑动螺旋桨扭曲的原因是螺旋桨叶的外面部分切向速度比中心部分快。
如图3-29,如果桨叶在全部长度上的几何节距相同,在巡航速度上靠近螺旋桨中心的部分会有负迎角而螺旋桨尖部将会失速。
在桨叶几何节距范围内的扭曲或者变形让巡航飞行时螺旋桨叶在他的长度上保持相对恒定的迎角工作。
换句话说,就是螺旋桨叶的扭曲对应于螺旋桨叶长度上不同速度的部分有合适的迎角,这样就能够让推力在螺旋桨叶长度上的分布相对均衡。
通常1度到4度能够提供最有效的升力/阻力比,但是固定节距螺旋桨的飞行时迎角可变范围可以从0度到15度。
这个变化是由于相对气流的变化进而导致飞机速度的变化。
简而言之,螺旋桨迎角是两个运动的结果:螺旋桨沿其轴的转动和它的前进运动。
然而恒速螺旋桨会在飞行中遇到的大多数情况下自动调节它的桨叶角保持在最大效率。
在起飞时,此时要求最大功率和推力,恒速螺旋桨处于低螺旋桨叶角或节距。
低桨叶角时迎角小,能够保持和相对风的效率。
同时,它使得螺旋桨旋转一周推动的空气质量更小。
这样的轻载荷让引擎旋转高转速,能够在一定时间内把最大量的燃油转换成热能。
高转速也产生了最大的推力;因为,尽管每旋转一周推动的空气质量变小了,但是每分钟的旋转次数大大增加了,推动的气流运动速度变高了,在飞机低速时,推力是最大的。
升空后,随着飞机速度的增加,恒速螺旋桨自动改变到更高的迎角(或节距)。
较高的桨叶角再次保持小迎角且对相对风保持较好的效率。
较高的桨叶角增加了每周旋转推动的空气质量。
这降低了引擎的转速,减少了燃油消耗和引擎磨损,且保持推力在最大。
在起飞后,可控螺旋桨节距的飞机建立了稳定爬升,飞行员把引擎的输出功率降低到爬升功率,方法是首先降低歧管压力(manifold pressure)然后降低桨叶角来降低转速。
在巡航高度,当飞机处于水平飞行时,需要的功率比起飞和爬升时更低,飞行员再次通过降低歧管压力的方法降低引擎功率和增加桨叶角来降低转速。
再次的,这提供了扭矩要求以匹配降低的引擎功率;因为,尽管螺旋桨每转处理的空气质量更大了,更多的是通过降低气流速度和增加空速来弥补的。
迎角仍然小,因为桨叶角已经随空速的增加而增加。
补充回答:螺旋桨飞机的工作原理飞机螺旋桨在发动机驱动下高速旋转,从而产生拉力,牵拉飞机向前飞行。
这是人们的常识。
可是,有人认为螺旋桨的拉力是由于螺旋桨旋转时桨叶把前面的空气吸入并向后排,用气流的反作用力拉动飞机向前飞行的,这种认识是不对的。
那么,飞机的螺旋桨是怎样产生拉力的呢?如果大家仔细观察,会看到飞机的螺旋桨结构很特殊,如图所示,单支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,但桨叶角为桨尖与旋转平面呈平行逐步向桨根变化的扭角。
桨叶的剖面形状与机翼的剖面形状很相似,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,曲率近乎平直,每支桨叶的前缘与发动机输出轴旋转方向一致,所以,飞机螺旋桨相当于一对竖直安装的机翼。
桨叶在高速旋转时,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推动空气产生的反作用力。
从桨叶剖面图中可以看出桨叶的空气动力是如何产生的,由于前桨面与后桨面的曲率不一样,在桨叶旋转时,气流对曲率大的前桨面压力小,而对曲线近于平直的后桨面压力大,因此形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,这个力就是牵拉飞机向前飞行的动力。
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作用力而得来的。
桨叶与发动机轴呈直角安装,并有扭角,在桨叶旋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作用力,这个反作用力也是牵拉飞机向前飞行的动力。
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作用力是同时发生的,这两个力的合力就是牵拉飞机向前飞行的总空气动力。
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=~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。
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,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。
我的理解很简单,我想你一定知道直升机的螺旋桨作用,没错就是旋转,然后向下产生风力,进而推动直升机,但是不知道你有没有仔细看过,直升机向前飞的时候,总是头部向下,屁股朝上这样的姿势,向左向右时也有倾斜的比如直升机悬浮时是完全水平的,产生的风力是向下的,当直升机前倾的时候,产生的风力就同时向下又向后,所以就向前飞了,其他方向同理----------------下面是复制的---------------延直升机旋翼叶片的切向做剖面,可得到一个形状,我们称之为桨型。