螺旋桨扭角的设计依据是什么
螺旋桨基础理论分解
作用在桨叶上的力及力矩
三、螺旋桨的作用力 由上面的分析可知,在给定螺旋桨的进速VA和转速n时. 如能求得诱导速度ua及ut,则可根据机翼理论求出任意半 径处叶元体上的作用力,进而求出整个螺旋桨的作用力。 取半径r处dr 段的叶元体进行讨论,其速度多角形如图3 一10 所示。当水流以合速度VR、攻角α K流向此叶元体时 ,便产生了升力dL和阻力dD。将升力dL分解为沿螺旋桨轴 向的分力dLa和旋转方向的分力dLt,阻力dD 相应地分解 为dDa和dDt 。因此该叶元体所产生的推力dT及遭受的旋 转阻力dF是:
对于有限翼展机翼,由于机翼上下表面的压差作用, 下表面高压区的流体会绕过翼梢流向上表面的低压区.翼 梢的横向绕流与来流的共同作用,使机翼后缘形成旋涡层 。这些旋涡称为自由涡。它们在后方不远处卷成两股大旋 涡而随流速V 延伸至无限远处,如图3 一8 所示。
2-7
作用在桨叶上的力及力矩
由于自由涡的存在,在空间产生一个诱导速度场。在机翼 后缘处,诱导速度垂直于运动方向,故也称下洗速度。由 于产生下洗速度,使机翼周围的流动图形有所改变,相当 于无限远处来流速度V 发生偏转,真正的攻角发生变化, 如图3 一9 所示。由于机翼处下洗速度un/2 ,使得原来 流速V 改变为VR,真正的攻角由α ’k改变为α k, α ’k为 三元的名义弦线攻角,α k 称为有效几何攻角。 △α =α ’k-α k称为下洗角, 一般约为2º ~3º,因此可近 似地2认- 8为
3 一3 作用在桨叶上的力及力矩
一、速度多角形 在讨论螺旋桨周围的流动情况时,除考虑螺旋桨本身的前 进速度及旋转速度外,还需要考虑轴向诱导速度和周向诱 导速度。在绝对运动系统中、轴向诱导速度的方向与螺旋 桨的前进方向相反,而周向诱导速度的方向与螺旋桨的转 向相同。以半径为r 的共轴 圆柱面与桨叶相交并展成平 面,则叶元体的倾斜角θ 即 为螺距角,且可据下式决定:
螺旋桨推力计算模型根据船舶原理知通过资料
螺旋桨推力计算模型根据船舶原理知通过资料螺旋桨是船舶的主要推进器件,它的淌水特性对船舶的推力性能具有重要影响。
螺旋桨推力计算模型可以根据船舶原理和相关资料提供有效的推力计算方法。
本文将从螺旋桨的基本原理、淌水特性以及推力计算模型等方面进行详细介绍。
一、螺旋桨的基本原理螺旋桨是船舶的主要推进器件,它由一系列螺旋线形成。
当螺旋桨旋转时,水流会被螺旋桨叶片推动并产生一定的反作用力,从而推进船舶前进。
螺旋桨的推力主要来自两个方面:剪切推力和反作用推力。
剪切推力是由于螺旋桨叶片在水中剪切水流所产生的,它与螺旋桨叶片弯曲及鼓波等因素有关;反作用推力是由于螺旋桨旋转所产生的反作用力,它与螺旋桨推进转速、直径和旋转方向等因素有关。
二、螺旋桨的淌水特性1.淌水流场螺旋桨在淌水过程中,会形成一定的淌水流场。
这个流场受到螺旋桨叶片形状、转速和船舶运动速度等因素的影响,它对螺旋桨推力的大小和方向有重要影响。
2.淌水损失由于螺旋桨叶片与水之间存在一定的摩擦和阻力,螺旋桨在淌水过程中会产生一定的淌水损失。
淌水损失会降低螺旋桨的效率,因此需要通过推力计算模型来准确估计淌水损失。
3.淌水性能参数为了描述螺旋桨的推力性能,可以引入一些淌水性能参数,如推力系数、功率系数和效率等。
这些参数可以通过实验和理论模型来确定,从而有效评估螺旋桨的推力性能。
三、螺旋桨推力计算模型为了准确计算螺旋桨的推力,研究者们提出了不同的推力计算模型。
这些模型主要基于流体动力学原理和大量实验资料,可以较为准确地估计螺旋桨的淌水特性和推力性能。
推力计算模型可以通过以下几个步骤进行:1.确定船舶参数首先,需要确定船舶的一些参数,如船舶的船体形状、质量、速度和运动状态等。
这些参数将用于计算螺旋桨的推力。
2.建立淌水流场模型根据螺旋桨叶片形状和转速等参数,可以建立螺旋桨的淌水流场模型。
这个模型可以通过数值计算方法或实验测试来确定。
3.计算推力系数和淌水损失根据淌水流场模型,可以计算螺旋桨的推力系数和淌水损失。
关于螺旋桨的一些知识
关于螺旋桨的一些知识螺旋桨是船舶和飞机等交通工具的重要部件,具有推动物体前进的功能。
在本文中,我们将介绍螺旋桨的工作原理、结构构造、选材等相关知识。
一、螺旋桨的工作原理螺旋桨依靠空气或水流动的原理产生推力,从而推动船舶或飞机前进。
其工作原理可简单归纳为以下几个方面:1. 流体动力学理论:根据流体动力学理论,螺旋桨叶片受到流体的作用会形成载荷,通过迎角改变和旋转速度调节,将动力转化为推进力。
2. 套氏定理:套氏定理指出,在涉及固定的螺旋桨时,液体或气体在进入螺旋桨以前,质量流率保持不变,但速度和压力会发生变化。
这种速度和压力的变化使得螺旋桨产生了推力。
二、螺旋桨的结构构造螺旋桨的结构构造通常由叶片、轴、轴套等组成。
1. 叶片:螺旋桨叶片是螺旋桨的最重要部分,其形状和数量会直接影响推力的大小和效率的高低。
通常,螺旋桨叶片会根据具体设计要求进行定制,以达到最佳的推进效果。
2. 轴和轴套:螺旋桨的轴起到支撑和固定作用,通常由高强度合金钢或碳纤维材料制成,以确保其在高速旋转时的安全可靠性。
轴套则用于固定轴与螺旋桨叶片的连接。
三、螺旋桨的选材螺旋桨的选材对于其使用寿命和推进效果有着重要影响。
常见的螺旋桨选材有以下几种:1. 铝合金:铝合金螺旋桨具有重量轻、制造成本低的优点,适用于速度较低的船舶和小型飞机。
2. 不锈钢:不锈钢螺旋桨在耐蚀性、强度和硬度方面表现出众,适用于海洋环境和高速航行的船舶和飞机。
3. 青铜:青铜螺旋桨具有较好的耐腐蚀性和抗磨损性能,适用于大型船舶和高负荷工况下的飞机。
四、螺旋桨的维护保养为了确保螺旋桨的正常运行和延长其使用寿命,维护保养工作至关重要。
以下是一些建议:1. 定期清洗:螺旋桨表面容易附着赘物,定期清洗可以减少其阻力,提高推进效率。
2. 检查叶片状态:定期检查螺旋桨叶片的变形、裂纹和磨损情况,及时修复或更换叶片,以确保其正常工作。
3. 螺母紧固:定期检查螺旋桨的连接螺母是否紧固,防止因螺母松动而导致螺旋桨脱落或异常运转。
船用螺旋桨的几何特征
船用螺旋桨的几何特征螺旋桨的面螺距螺旋桨桨叶的叶面是螺旋面的一部分,故任何与螺旋桨共轴的圆柱面与叶面的交线为螺旋线的一段,B0C0段。
若将螺旋线段B0C0引长环绕轴线一周,则其两端之轴向距离等于此螺旋线的螺距P。
若螺旋桨的叶面为等螺距螺旋面之一部分,则P即称为螺旋桨的面螺距。
面螺距P与直径D之比P/D称为螺距比。
将圆柱面展成平面后即得螺距三角形。
设上述圆柱面的半径为r,则展开后螺距三角形的底边长为2πr,节线与底线之间的夹角θ为半径r处的螺距角,并可据下式来确定:tgθ=P/2πr螺旋桨某半径r处螺距角θ的大小,表示桨叶叶面在该处的倾斜程度。
不同半径处的螺距角是不等的,r愈小则螺距角θ愈大。
若螺旋桨叶面各半径处的面螺距不等,则称为变螺距螺旋桨。
对此类螺旋桨常取半径为0.7R或0.75R(R为螺旋桨梢半径)处的面螺距代表螺旋桨的螺距,为注明其计量方法,在简写时可记作P0.7R或P0.75R。
桨叶切面与螺旋桨共轴的圆柱面和桨叶相截所得的截面称为桨叶的切面,简称叶切面或叶剖面。
将圆柱面展为平面后则得叶切面形状,其形状与机翼切面相仿。
所以表征机翼切面几何特性的方法,可以用于桨叶切面。
桨叶切面的形状通常为圆背式切面(弓形切面)或机翼形切面,特殊的也有梭形切面和月牙形切面。
一般说来,机翼形切面的叶型效率较高,但空泡性能较差,弓形切面则相反。
普通之弓形切面展开后叶面为一直线,叶背为一曲线,中部最厚两端颇尖。
机翼形切面在展开后无一定形状,叶面大致为一直线或曲线,叶背为曲线,导边钝而随边较尖,其最大厚度则近于导边,约在离导边25%~40%弦长处。
切面的弦长一般有内弦和外弦之分。
连接切面导边与随边的直线AB称内弦,线段BC称为外弦。
对于系列图谱螺旋桨来说,通常称外弦为弦线,而对于理论设计的螺旋桨来说,则常以内弦(鼻尾线)为弦线,弦长及螺距也根据所取弦线来定义。
弦长b 为系列螺旋桨之表示方法。
切面厚度以垂直于所取弦线方向与切面上、下面交点间的距离来表示。
螺旋桨的定义及其效率计算
螺旋桨的定义及其效率计算一、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=Ct ρn2D4P=Cp ρn3D5η=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。
第三章螺旋桨基础理论及水动力特性船舶阻力与推进
第三章螺旋桨基础理论及水动力特性关于使用螺旋桨作为船舶推进器的思想很早就已确立,各国发明家先后提出过很多螺旋推进器的设计。
在长期的实践过程中,螺旋桨的形状不断改善。
自十九世纪后期,各国科学家与工程师提出多种关于推进器的理论,早期的推进器理论大致可分为两派。
其中一派认为:螺旋桨之推力乃因其工作时使水产生动量变化所致,所以可通过水之动量变更率来计算推力,此类理论可称为动量理论。
另一派则注重螺旋桨每一叶元体所受之力,据以计算整个螺旋桨的推力和转矩,此类理论可称为叶元体理论。
它们彼此不相关联,又各能自圆其说,对于解释螺旋桨性能各有其便利处,然亦各有其缺点。
其后,流体力学中的机翼理论应用于螺旋桨,解释叶元体的受力与水之速度变更关系,将上述两派理论联系起来而发展成螺旋桨环流理论。
从环流理论模型的建立至今已有六十多年的历史,在不断发展的基础上已日趋完善。
尤其近二十年来,由于电子计算机的发展和应用,使繁复的理论计算得以实现,并促使其不断完善。
虽然动量理论中忽略的因素过多,所得到的结果与实际情况有一定距离,但这个理论能简略地说明推进器产生推力的原因,某些结论有一定的实际意义,故在本章中先对此种理论作必要介绍,再用螺旋桨环流理论的观点分析作用在桨叶上的力和力矩,并阐明螺旋桨工作的水动力特性。
至于对环流理论的进一步探讨,将在第十二章中再行介绍。
§3-1 理想推进器理论一、理想推进器的概念和力学模型推进器一般都是依靠拨水向后来产生推力的,而水流受到推进器的作用获得与推力方向相反的附加速度(通常称为诱导速度)。
显然推进器的作用力与其所形成的水流情况密切有关。
因而我们可以应用流体力学中的动量定理,研究推进器所形成的流动图案来求得它的水动力性能。
为了使问题简单起见,假定:(1)推进器为一轴向尺度趋于零,水可自由通过的盘,此盘可以拨水向后称为鼓动盘(具有吸收外来功率并推水向后的功能)。
(2)水流速度和压力在盘面上均匀分布。
螺旋桨扭矩计算公式
螺旋桨扭矩计算公式螺旋桨扭矩计算公式是船舶设计和航海领域中经常遇到的一个重要问题。
扭矩是指施加在螺旋桨上的力矩,它是螺旋桨推进力的来源。
通过计算螺旋桨的扭矩,可以评估船舶的推进性能和动力系统的工作状态。
螺旋桨扭矩计算公式主要包括以下几个因素:螺旋桨的直径、螺旋桨的螺距、螺旋桨的转速、水流的密度以及船舶的速度。
这些因素共同影响着螺旋桨的扭矩大小。
螺旋桨的直径是计算扭矩的重要因素之一。
螺旋桨的直径越大,其扭矩也就越大。
这是因为较大直径的螺旋桨可以更高效地转换动能为推进力。
螺旋桨的螺距也对扭矩产生影响。
螺距是指螺旋桨在一圈中所推进的距离。
螺距越大,螺旋桨的推进力也就越大,扭矩也相应增大。
螺旋桨的转速也是计算扭矩的重要因素之一。
转速是指螺旋桨每分钟旋转的圈数。
转速越高,螺旋桨的扭矩也就越大。
水流的密度是影响螺旋桨扭矩的另一个因素。
水流的密度越大,螺旋桨所受到的阻力也就越大,扭矩也相应增大。
船舶的速度也对螺旋桨的扭矩产生影响。
船舶的速度越快,螺旋桨所需的扭矩也就越大。
根据上述因素,螺旋桨扭矩的计算公式可以表示为:扭矩= 0.5 * π * (螺旋桨直径/2)^2 * 螺旋桨螺距 * 水流密度* (转速/60)^2 * 船舶速度其中,π为圆周率,螺旋桨直径为螺旋桨的直径,螺旋桨螺距为螺旋桨的螺距,水流密度为水流的密度,转速为螺旋桨的转速,船舶速度为船舶的速度。
通过使用螺旋桨扭矩计算公式,可以方便地评估船舶的推进性能。
在实际应用中,设计师和船舶操作人员可以根据船舶的工作条件和要求,选择适当的螺旋桨参数,以达到最佳的推进效果。
需要注意的是,螺旋桨扭矩计算公式只是一个理论模型,实际应用中还需要考虑其他因素的影响,比如船舶的阻力、船舶的形状等。
因此,在具体的船舶设计和运营中,还需要结合实际情况进行综合考虑和调整。
螺旋桨扭矩计算公式是船舶设计和航海领域中的重要工具,通过计算螺旋桨的扭矩,可以评估船舶的推进性能和动力系统的工作状态。
基于面元法理论的船用螺旋桨设计方法
02
基于面元法理论的船用 螺旋桨设计方法
面元法理论概述
面元法理论背景
面元法是一种用于分析复杂曲面和流 场特性的一种数值计算方法。该理论 起源于20世纪80年代,在船舶、航 空航天、能源等领域得到了广泛应用 。
面元法基本原理
面元法将复杂曲面或流场离散化为由 简单面元构成的集合,通过对面元的 参数化,建立面元之间的数学关系, 从而进行数值计算和分析。
总结词
高速、轻量化、抗空化
详细描述
该型高速船用螺旋桨设计重点考虑了高速航行时的性能表现和抗空化能力。通过采用轻量化的材料和 精简的设计结构,实现了螺旋桨的轻量化。同时,面元法理论在设计中得到了充分应用,提高了螺旋 桨的水动力性能和抗空化性能。该型螺旋桨适用于高速客船、快艇等船舶。
设计实例三:某型军用螺旋桨的设计
增加市场份额
随着面元法理论的不断发展和完善,螺旋桨的设计质量和性能不断提高,可以进 一步扩大市场份额,提高竞争力。
06
基于面元法理论的船用 螺旋桨设计总结与建议
设计总结
螺旋桨设计是一个复杂且需要精细平 衡的过程,需要考虑诸多因素,如水 动力性能、材料强度、噪音和振动等 。
在设计中,应注重优化桨叶形状、尺 寸和角度,以实现最佳的水动力性能 和最小的振动。
优化设计参数的关键技术
优化目标函数
明确优化目标函数,如最大推力 、最小振动噪声等。
优化算法选择
介绍常见的优化算法,如梯度下 降法、遗传算法、粒子群算法等
,并比较其优劣。
优化过程控制
对面元法在优化过程控制方面的 应用进行详细描述,包括优化过 程的稳定性、收敛性和计算效率
等。
04
基于面元法理论的船用 螺旋桨设计实例
螺旋桨的定义及其效率计算
螺旋桨的定义及其效率计算一、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=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。
第12章螺旋桨环流理论设计基础
第12章螺旋桨环流理论设计基础第十二章螺旋桨环流理论设计基础§12-1 螺旋桨环流理论导言前面我们已经详细地讨论了螺旋桨的图谱设计方法。
由于计算方便,易为人们所掌握,而且如选用图谱适宜,结果也较满意,故目前仍是应用最广的一种设计方法。
但是实际螺旋桨运转于非均匀的船后尾流场内,实践表明,这种尾流场的不均匀性发展到一定程度后,将会发生螺旋桨空泡和引起船体振动等问题。
在这种情况下,用环流理论方法所设计的螺旋桨将显示出它的优越性。
环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。
用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状,以照顾到船后伴流不均匀性的影响。
因而对于螺旋桨的空泡和振动问题能进行比较正确的考虑。
以往由于此方法计算繁复,加工工艺也较复杂,故在我国除某些军用船外应用甚少。
随着计算机技术在造船事业中应用的发展与理论的进一步研究,不少设计单位和船厂已具有相应的设计程序,这必将有力地促进环流理论螺旋桨的应用。
在这种情况下,本课程有必要介绍螺旋桨环流理论基础及其应用,以便掌握目前推广的辅以升力面理论修正的螺旋桨升力线理论设计计算程序。
至于对螺旋桨环流理论进一步的有关知识,请参阅董世汤同志主编的《船舶螺旋桨理论》一书。
螺旋桨环流理论是利用流体力学的理论方法来解决螺旋桨下列两类问题:①给定螺旋桨的几何形状和运转条件(包括它所处的伴流场),通过理论计算的方法求出螺旋桨的水动力、桨叶切面的压力分布等。
实际上就是借助于理论方法来确定螺旋桨性能的问题。
通常人们称之为(计算的)正问题,亦有人称为(设计的)逆问题。
本书中称此为正问题。
②给定螺旋桨的运转条件(包括所处的伴流场),并提出对螺旋桨水动力性能的某些设计要求,例如提高效率,推迟空泡发生或缩小空泡区域,降低激振力或推迟梢涡空泡噪音的发生等等,然后根据理论研究的成果去控制某些变量或参数,设计出尽可能符合这些要求的螺旋桨几何形状。
螺旋桨的输出扭矩计算公式
螺旋桨的输出扭矩计算公式螺旋桨是飞机、船舶和其他飞行器的重要部件,它通过产生推力来推动飞行器前进。
在设计和制造螺旋桨时,计算其输出扭矩是非常重要的。
输出扭矩是指螺旋桨在旋转时产生的扭矩,它直接影响着飞行器的性能和效率。
因此,了解螺旋桨的输出扭矩计算公式对于飞行器的设计和性能优化至关重要。
螺旋桨的输出扭矩计算公式可以通过以下步骤来推导得出:首先,我们需要了解螺旋桨的叶片受到的气动力。
螺旋桨叶片在旋转时会受到气流的作用,产生气动力。
这个气动力可以通过气动力学的理论来计算,得到叶片受到的气动力大小和方向。
其次,我们需要考虑螺旋桨的旋转速度。
螺旋桨的旋转速度会影响叶片受到的气动力大小和方向,因此需要将旋转速度考虑进来。
然后,我们可以利用叶片受到的气动力和旋转速度来计算螺旋桨的输出扭矩。
输出扭矩可以通过以下公式来计算:T = r × F。
其中,T代表输出扭矩,r代表螺旋桨的旋转半径,F代表叶片受到的气动力。
最后,我们需要考虑螺旋桨的效率和其他因素。
螺旋桨的效率会影响输出扭矩的大小,因此在实际计算中需要考虑螺旋桨的效率和其他因素。
通过以上步骤,我们可以得到螺旋桨的输出扭矩计算公式。
这个公式可以帮助工程师和设计师在设计和制造螺旋桨时更好地了解其性能和优化设计。
除了理论计算,工程师们还可以利用计算机模拟和实验测试来验证螺旋桨的输出扭矩。
通过计算机模拟和实验测试,可以更加准确地了解螺旋桨的输出扭矩,并对其设计进行调整和优化。
在实际应用中,螺旋桨的输出扭矩对飞行器的性能和效率有着重要的影响。
因此,了解螺旋桨的输出扭矩计算公式对于飞行器的设计和性能优化非常重要。
工程师和设计师们可以通过理论计算、计算机模拟和实验测试等方法来了解螺旋桨的输出扭矩,并对其设计进行调整和优化,从而提高飞行器的性能和效率。
总之,螺旋桨的输出扭矩计算公式是飞行器设计和制造中的重要内容。
通过理论计算、计算机模拟和实验测试等方法,工程师和设计师们可以更好地了解螺旋桨的输出扭矩,从而优化飞行器的性能和效率。
螺旋桨术语
检测人员培训资料螺旋桨术语、螺旋桨制成的工序流程、各检验段把关要素1、螺旋桨常用术语1)基准线:也叫母线,按照阿基米德螺旋原理形成螺距面的直线,有时习惯上也叫中线,其实对于叶片讲,它并不居中。
2)螺距角:螺距面和底面的夹角。
3)导边:叶片工作时先入水的一边。
4)随边:叶片工作时,后入水的一边。
5)压力面:也称叶面,螺距面,因工作时推出水流,而呈受压状态;6)吸力面:也称叶背,工作时常呈负压状态。
7)叶根:叶片靠近桨毂的部分。
8)叶梢:叶片靠近叶尖的部分。
9)叶切面。
以螺旋桨轴心为旋转中心,以某一半径旋转形成的圆柱面和桨叶相截而得到的切面,称叶切面。
10)包角;在同一螺距截面上,叶片某一始点至终点在水平投影面上的圆心角。
11)填角料叶根与桨毂用圆弧形相连的部分。
12)夹角缝:生产实践中,描述两个相邻叶片的叶根部分和桨毂相连的部分。
2.螺旋桨图纸的表达2.1 图面主要内容1)主视图:从船尾向船首看到的螺旋桨图像2)侧视图从主视图的侧向(一般在右向)看到的图像,表示了桨毂内外的形状和尺寸,桨毂和叶片的关系,最大厚度的截面。
最大厚度的分布,那是象征性的,最大厚度真实的位置由切面轮廓图、表表示。
通常0.25R和0.6R 的最大厚度是强度设计厚度。
3)螺距分布图4)叶面伸张轮廓图2.2 螺旋桨工艺要素2.3 切面轮廓2.4切面轮廓尺寸表2.5各叶切面纵坐标尺寸表3、螺旋桨主要工艺参数3.1直径: D根据直径大小的分类1)根据GB12916-91共分3大类:>3500:大型;3500-1500:中型;<1500:小型2)根据ISO 484 分2类:ISO 484/1 D>2.5mISO 484/2 D= 0.8-2.5m3.2螺距:P根据阿基米德螺旋线成形原理,旋转一周(360°)上升的高度。
3.3螺距比:P0.7r/D3.4盘面比:有两种表达方法,1)伸张面比表达为:A e/A o。
制作螺旋桨的原理是什么
制作螺旋桨的原理是什么制作螺旋桨的原理主要涉及到流体力学、机械工程以及材料科学等领域。
螺旋桨是用于推动船舶、飞机等的重要动力装置,其原理主要包括流体动力学原理和结构力学原理。
首先,流体动力学原理是制作螺旋桨的基础。
螺旋桨将液体或气体通过旋转的方式转化为推进力,实现对船舶或飞机等运输工具的推动。
流体动力学原理研究了流体在运动过程中的力学性质,包括速度、压力、密度等。
对于螺旋桨而言,其关注的是流体的速度和压力变化对推进力的影响。
螺旋桨的运动产生了一个局部的静压区,使得在螺旋桨前方形成了低压区,从而使得后方的流体被吸引进入螺旋桨,形成推进力,使船舶或飞机前进。
其次,结构力学原理也是制作螺旋桨的重要原理。
螺旋桨作为一个重要的运动装置,其需要经受高速旋转和承受巨大推进力的考验。
因此,在制作螺旋桨时,需要考虑其结构的强度和刚度。
结构力学原理主要研究物体在外力作用下的应力和变形情况,通过对材料的选择和结构设计,使得螺旋桨能够承受较高的载荷和变形。
除了以上两个基本原理,还有其他一些辅助的原理在制作螺旋桨中起到重要作用。
其中,材料科学的原理是制作螺旋桨不可忽视的因素之一。
螺旋桨需要具备较高的强度、硬度和耐腐蚀性,因此需要选择合适的材料。
常用的材料有铝合金、不锈钢、复合材料等。
此外,还需考虑螺旋桨的表面涂层,以提高其光滑度和减少水流阻力。
制作螺旋桨还需要注意几何形状和尺寸的优化。
螺旋桨的形状和尺寸对其推进性能有着重要影响。
国内外制作螺旋桨的研究机构和制造商通过数值模拟和实验手段不断优化螺旋桨的设计,以提高螺旋桨的效率和性能。
其中,涵道比(Diameter ratio)、螺距(Pitch)、螺旋桨的叶型等参数都需要进行合理的选择和调整。
总之,制作螺旋桨涉及到流体动力学、结构力学和材料科学等多个领域的原理。
通过对流体的动力学性质、结构的强度和刚度以及材料性能的考察和选择,制作出适用于不同工况和需求的螺旋桨。
制作螺旋桨的原理研究不仅对于提高运输工具的性能和效率有着重要意义,也具有促进相关领域的学术发展和应用创新的作用。
螺旋桨设计说明书课程设计
螺旋桨设计说明书课程设计螺旋桨图谱设计计算说明书“XX号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名班级船舶班学号组员指导教师目录一、前言1二、船体主要参数1三、主机主要参数1四、推进因子1五、阻力计算2六、可以达到最大航速的计算2七、空泡校核4八、强度校核5九、螺距修正7十、重量及惯性矩计算7十一、敞水性征曲线的确定9十二、系柱特性计算10十三、航行特性计算11十四、螺旋桨计算总结13十五、桨毂形状及尺寸计算13十六、螺旋桨总图(见附页)14十七、设计总结及体会14十八、设计参考书15一、前言本船阻力委托XX研究所进行船模拖曳试验,并根据试验结果得出阻力曲线。
实验时对吃水情况来进行。
虽然在船舶试验过程中将本船附体部分(舵、轴支架、舭龙骨等)也装在试验模型上,但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。
本船主机最大持续功率额定转速750转/分,考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。
在船速计算中按来考虑。
螺旋桨转速为300转/分。
二、船体主要参数表1船体主要参数水线长70.36m垂线间长68.40m型宽B15.80m型深H4.8m设计吃水d3.40m浆轴中心高1.30m排水量2510t本船的=3.292;=1.41;=4.329;=4.647三、主机主要参数型号:8230ZC二台额定功率:=1080kw(1469hp)额定转速:750r/min减速比:2.5传送效率:=0.95四、推进因子伴流分数;推力减额t=0.165船身效率;相对旋转效率五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验,表中数值为吃水3.4m时船的阻力试验结果。
表2模型试验提供的有效功率数据航速(节)1112131415d=3.4mEHP3.4(kw)457.1634.8890.01255.01766.11.15EPH3.4525.7730.01023.51443.22031.4六、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
螺旋桨片条理论简介
螺旋桨片条理论简介螺旋桨片条理论(Standard Strip Analysis)又称为涡流理论是在儒可夫斯基螺旋桨涡流理论基础上,将普朗特(Prandtl)有限翼展理论应用于螺旋桨涡流模型中提出的螺旋桨特性计算理论。
根据有限翼展理论,一个产生升力的有限翼展机翼,当前方来流绕过机翼时将改变方向,引起气流下洗(Airflow downwash),下洗角取决于机翼升力大小、机翼截面尾迹沿(Trailing Edge)的切线方向和机翼展长。
在无限翼展情况下,机翼扰流无下洗角,机翼扰流仅取决于叶型剖面形状。
下洗角的产生会使螺旋桨叶素相对气流攻角减小,在后面的螺旋桨特性计算中此下洗角称为干涉角。
叶素分析法就是在某半径处剖开螺旋桨桨叶,取出径向一段微元段,利用翼型升阻特性数据对此微元(即叶素)进行受力分析。
由于在航空涡桨发动机控制系统仿真实验过程中,需要建立实时计算的航空螺旋桨模型,一般使用的计算流体力学CFD方法是无法完成计算的,但是又无法避免螺旋桨建模,所以就会使用螺旋桨片条理论进行实时模型的建立,简化螺旋桨模型计算过程,提高实时仿真效率,并通过实验数据进行仿真验证。
片条叶素的示意图如右图所示。
图中叶素段被单独示出,c标示叶素厚度,b标示叶素弦长,叶素的本质是一段机翼翼型。
叶素具有翼型的升力系数、阻力系数,通过对翼型的升力和阻力的计算,可以得到叶素的整体受力,最后积分整个螺旋桨的受力情况。
[编辑本段]详细内容螺旋桨片条理论的关键是将螺旋桨叶片半径剖开(即所谓叶素,构成叶片的片段形状要素)后对叶片的气动特性进行分析,得到截面的力学量变化,如右图所示。
图中β角就是气流下洗干涉角度,图中标示的螺旋桨运行状态时最常用的螺旋桨前进状态,其他的螺旋桨共作状态有:静拉力状态,零拉力状态,制动状态,自转状态,风车状态,全部的工作状态一共六种。
图中V0 ——螺旋桨来流空速α——叶片实际攻角β——叶片的下洗角(Airflow downwash)dLp ——叶片叶素的升力(通过升力系数得到)dDp ——叶片叶素的阻力(通过阻力系数得到)dFp ——叶素的扭矩方向力分量dT' ——叶素的前进推力方向力分量dRp ——叶素受力的合力φ——干涉角β和空气角度φ0角度和φ0——actg(V0/2nπr)2nπr——螺旋桨转速旋转分量v ——干涉角度的气流速度和向量va ——干涉角度的气流速度轴向分量vt ——干涉角度的气流速度周向分量θ——螺旋桨桨叶角度螺旋桨片条理论计算的最关键步骤是计算干涉角度β,计算的根本是求解一个非线性方程f(β)=0,由于百度百科无法提供公式编辑,所以请参阅《空气螺旋桨理论及其应用》(刘沛清编著,北航社)[编辑本段]理论发展螺旋桨理论经历了如下的发展历程:来源于《空气螺旋桨理论及其应用》1- 基于力学原得出的螺旋桨起动理论(19世纪及以前)仅仅实现了功率和拉力与螺旋桨在气流中所起速度建立的联系,而不能把桨叶尺寸和几何关系与其在空气中所激起的速度联系起来,所以这些理论没有设计上的意义。
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。
螺旋桨设计原理
螺旋桨设计原理
《螺旋桨设计原理》
嘿,大家知道不,螺旋桨这玩意儿可神奇啦!就像咱小时候玩的那种能转起来的小玩具一样。
我记得有一次去海边玩,看到一艘船在海面上快速行驶。
那船后面的螺旋桨“呼呼”地转着,就像一个大力士在拼命推动着船前进。
我当时就特别好奇,这螺旋桨咋就能让船跑那么快呢?
后来我才知道,螺旋桨的设计原理可不简单嘞!它就像一个会魔法的扇子,通过旋转产生力量。
螺旋桨的形状和角度都特别有讲究,要是设计得不好,那可就没法发挥出它的威力啦。
你想啊,如果螺旋桨的叶片太宽或者太窄,或者角度不对,那不就跟咱拿把破扇子扇风一样,没啥效果嘛。
它得恰到好处地把水或者空气推动起来,这样才能让船或者飞机顺利地前进。
而且螺旋桨的转动速度也很关键呢,转得太快或者太慢都不行。
就好像咱跑步,跑太快了容易累,跑太慢了又赶不上。
螺旋桨也是这样,得找到一个最合适的速度,才能发挥出最佳效果。
总之啊,螺旋桨设计原理可真是个神奇又有趣的东西,它让我们的交通工具能够在天空和海洋中自由穿梭。
下次再看到螺旋桨转呀转的,我肯定会想起在海边看到的那一幕,然后感叹这小小的螺旋桨里蕴含的大奥秘呀!嘿嘿!。
cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结
cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结cssrc商用船舶螺旋桨设计和空泡试验总结一、CSSRC 商用船舶螺旋桨设计总结1. 螺旋桨的参数选择螺旋桨的参数选择是根据船舶的具体要求,结合船舶的实际功率与转速,以及船舶在不同工况下的最大和最小转速来进行确定的。
2. 螺旋桨的形状设计商用船舶螺旋桨的形状设计采用了常规的四叶片螺旋桨,每一叶片的设计以满足商用船舶的使用要求为主,并考虑到船舶的航行安全。
螺旋桨的形状设计主要考虑到桨叶前缘角度、桨叶后缘角度、桨叶斜投角度、桨叶厚度以及桨叶的起翼等参数的设计。
3. 桨架设计桨架设计主要考虑到桨架的结构强度、桨架的刚度以及桨架的寿命。
桨架的设计也要考虑到船舶航行过程中可能出现的不同情况,以达到满足船舶航行安全的要求。
4. 螺旋桨的安装螺旋桨的安装需要按照螺旋桨设计参数所示的安装要求进行安装,以保证螺旋桨的正常使用。
二、CSSRC 空泡试验总结1. 空泡试验背景CSSRC空泡试验是为了研究船舶在不同的水流条件下的推进性能,以及船舶在不同的工况下所产生的水动力特性,进而检验船舶螺旋桨的设计参数是否符合要求。
2. 试验方法CSSRC空泡试验的试验方法主要分为实验船舶的试航、螺旋桨的水动力测试、空泡试验以及推进性能测试。
(1) 实验船舶的试航:实验船舶在航行中,以不同的船速,航行不同的航段,以确定船舶在不同航段时的功率和转速。
(2) 螺旋桨的水动力测试:在实验船舶航行过程中,测量螺旋桨的水动力,以验证螺旋桨的设计参数是否正确。
(3) 空泡试验:在实验船舶航行过程中,测量不同的水流状态下的推进性能,以研究船舶在不同水流情况下的推进性能。
(4) 推进性能测试:在实验船舶航行过程中,测量船舶在不同工况下的推进性能,包括船舶的推进性能、功率曲线、推进效率和节油效率等参数。
3. 试验结果经过CSSRC空泡试验,取得了较为准确的结果,证明了船舶在不同的水流情况下的推进性能,以及螺旋桨的设计参数是否正确,为船舶的推进性能的优化提供了有效的数据和参考。
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螺旋桨扭角的设计依据是什么
螺旋桨
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
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。
从图1—1—24中看出,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;P—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。