螺旋桨知识
飞机螺旋桨的工作原理
飞机螺旋桨的工作原理飞机螺旋桨的工作原理是航空学领域中重要的基础知识之一。
螺旋桨作为气动力装置，通过旋转产生升力和推力，从而推动飞机前进。
在此范文中，我将详细介绍飞机螺旋桨的工作原理，并分点列出其相关知识。
一、螺旋桨的基本结构和构造- 螺旋桨由一系列叶片和旋转轴组成。
- 叶片通常采用空心状，具有空气动力学特性。
- 旋转轴连接螺旋桨与飞机的动力系统，如发动机或引擎。
二、螺旋桨的工作原理- 螺旋桨的旋转产生气流，使空气在叶片上面和下面形成压差。
- 在前进飞行状态下，螺旋桨向前推动飞机。
- 在垂直飞行状态下，螺旋桨产生升力，使飞机上升或下降。
- 螺旋桨通过改变叶片的角度和旋转速度，控制飞机的速度和高度。
三、螺旋桨叶片的工作原理- 叶片的形状和角度决定了其气动力学特性。
- 叶片一般分为前缘、背缘、后缘和旁缘。
- 前缘负责切割空气，背缘则形成气流分离，产生压差。
- 叶片的旁缘控制流体动力学特性，以提高螺旋桨的性能。
四、螺旋桨的调整机构- 螺旋桨的调整机构可以改变叶片的角度和旋转速度。
- 可调连杆机和液压机构是常见的调整机构。
- 螺旋桨的调整机构可以通过飞行员或自动化系统进行控制。
五、螺旋桨的性能和应用- 螺旋桨的性能直接影响飞机的速度、升力和稳定性。
- 高效的螺旋桨可以提高飞机的燃油效率。
- 螺旋桨广泛应用于民用和军用飞机，以及无人机和直升机等飞行器中。
六、螺旋桨的发展与未来挑战- 随着科技的发展，螺旋桨逐渐从传统的机械调整向电子调整过渡。
- 研究人员致力于提高螺旋桨的效率和降低噪音。
- 未来的挑战包括更高速度的飞行、更高效的能源利用和更环保的设计。
综上所述，飞机螺旋桨是飞机运行的核心部件之一，其工作原理涉及到气动力学、结构设计和控制系统等方面的知识。
掌握螺旋桨的工作原理对于机械工程师、航空工作者以及飞行员来说是非常重要的。
随着技术的不断发展，螺旋桨的性能将进一步优化，为航空事业作出更大贡献。
船舶螺旋桨知识
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。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。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。
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。
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。
无人机科普小知识丨旋翼机螺旋桨的特性
无人机科普小知识丨旋翼机螺旋桨的特性螺旋桨是一个旋转的翼面，适用于任何机翼的诱导阻力，失速和其他空气动力学原理也都对螺旋桨适用。
它提供必要的拉力或推力使飞机在空气中移动。
螺旋桨产生推力的方式非常类似于机翼产生升力的方式。
产生的升力大小依赖于桨叶的形态、螺旋桨叶迎角和发动机的转速。
螺旋桨叶本身是扭转的，因此桨叶角从毂轴到叶尖是变化的。
最大安装角在毂轴处，而最小安装角在叶尖。
螺旋桨截面安装角的变化螺旋桨叶扭转的原因是为了从毂轴到叶尖产生一致的升力。
当桨叶旋转时，桨叶的不同部分有不同的部分有不同的实际速度。
桨叶尖部线速度比靠近毂轴部位要快，因为相同时间内叶尖要旋转的距离比毂轴附近要长。
从毂轴到叶尖安装角的变化和线速度的相应变化就能够在桨叶长度上产生一致的升力。
如果螺旋桨叶设计成整个长度上它的安装角相同，那么效率会非常低，因为随着空速的增加，靠近轴附近的部分将会有负迎角，而叶尖会失速。
螺旋桨各个截面同一角速度下不同的线速度轻型、微型无人机一般安装定距螺旋桨，大型、小型无人机根据需要可通过安装变距螺旋桨提高动力性能。
1.定距螺旋桨定距桨不能改变桨距。
这种螺旋桨，只有在一定的空速和转速组合下才能获得最好的效率。
另外，还可以把定距桨分为两种类型，爬升螺旋桨和巡航螺旋桨。
飞机是安装爬升螺旋桨还是巡航螺旋桨，依赖于它的预期用途。
(1)爬升螺旋桨有小的桨距，因此旋转阻力更少。
阻力较低导致转速更高，和具有更多的功率能力，在起飞和爬升时这增加了性能，但是在巡航飞行时降低了性能。
(2)巡航螺旋桨有高桨距，因此旋转阻力更多。
更多阻力导致较低转速，和较低的功率能力，它降低了起飞和爬升性能，但是增为了高速巡航飞行效率。
螺旋桨通常安装在轴上，这个轴可能是发动机曲轴的延伸。
在这种情况下，螺旋桨转速就和曲轴的转速相同了。
某些其他发动机，螺旋桨是安装在和发动机曲轴经齿轮传动的轴上。
这时，曲轴的转速就和螺旋桨的转速不同了。
轻型、微型无人机常用定距螺旋桨，尺寸通常用X×Y来表示，其中X代表螺旋桨直径，单位为英寸(in)，Y代表螺距，即螺旋桨在空气中旋转一圈桨平面经过的距离，单位为英寸(in)。
船用螺旋桨小知识集锦
船用螺旋桨小知识集锦螺旋桨简介由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器，俗称车叶。
螺旋桨安装于船尾水线以下，由主机获得动力而旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进。
螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下而受到保护。
普通运输船舶有1～2个螺旋桨。
推进功率大的船，可增加螺旋桨数目。
大型快速客船有双桨至四桨。
螺旋桨一般有3～4片桨叶，直径根据船的马力和吃水而定，以下端不触及水底，上端不超过满载水线为准。
螺旋桨转速不宜太高，海洋货船为每分钟100转左右，小型快艇转速高达每分钟400～500转，但效率将受到影响。
螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金，也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。
驱动船前进的一种盘形螺旋面的推进装置。
由桨叶及与其相连结的桨毂构成。
常用的是三叶、四叶和五叶。
包括单体螺旋桨、龙叶导管螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨、可调螺距螺旋桨、超空泡螺旋桨、大侧斜螺旋桨等。
螺旋桨一般安装在船尾（水下）。
船用螺旋桨多由铜合金制成，也有铸钢，铸铁，钛合金或非金属材料制成。
对船用螺旋桨的研究分理论和试验两个方面。
理论方面现已有动量定理、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元方法等理论和分析方法，能较准确地预报螺旋桨的水动力性能并进行理论设计。
试验方面的研究主要是通过模型试验研究螺旋桨性能，绘制螺旋桨设计图谱。
船用螺旋桨的设计方法分两大类，即理论设计方法和图谱设计方法。
60年代以来，船舶趋于大型化，使用大功率的主机后，螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。
螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重，在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡，从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。
螺旋桨的分类在普通螺旋桨的基础上，为了改善性能，更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率，发展了以下几种特种螺旋桨。
可调螺距螺旋桨简称调距桨，可按需要调节螺距，充分发挥主机功率;提高推进效率，船倒退时可不改变主机旋转方向。
螺旋桨工作原理
螺旋桨工作原理螺旋桨是船舶和飞机等交通工具中常见的推进装置，其工作原理是通过螺旋桨的旋转来产生推力，从而推动交通工具前进。
本文将详细介绍螺旋桨的工作原理及其相关知识。
一、螺旋桨的结构和组成螺旋桨一般由螺旋叶片、轴、轴套等部分组成。
螺旋叶片是螺旋桨的核心部分，其形状呈螺旋状，负责将水或空气推向后方。
轴是螺旋桨的支撑部分，负责将螺旋叶片与动力源相连接。
轴套则是螺旋桨的固定部分，负责固定螺旋叶片和轴。
二、螺旋桨的工作原理螺旋桨的工作原理可以分为两个方面：流体动力学和牛顿第三定律。
1.流体动力学当螺旋桨旋转时，螺旋叶片将水或空气推向后方。
根据流体动力学的原理，当螺旋叶片推动水或空气后退时，水或空气会产生相等大小的反作用力向前推动螺旋桨。
这种反作用力就是推力，它推动交通工具向前移动。
2.牛顿第三定律牛顿第三定律指出，任何作用力都会有一个同大小、反向的反作用力。
当螺旋桨旋转时，螺旋叶片向后推动水或空气的同时，水或空气也会向前推动螺旋叶片，产生一个相等大小的反作用力。
这个反作用力正是推力，用于推动交通工具前进。
三、螺旋桨的调整和优化为了使螺旋桨能够更有效地工作，需要对其进行调整和优化。
1.螺旋叶片角度的调整螺旋叶片角度的调整可以改变螺旋桨的推力大小和方向。
通过调整螺旋叶片的角度，可以使螺旋桨产生更大的推力，从而提高交通工具的速度和效率。
2.螺旋叶片数量的优化螺旋叶片数量的优化可以提高螺旋桨的效率。
一般情况下，螺旋桨叶片数量越多，推力越大，效率越高。
但是过多的叶片数量也会增加螺旋桨的阻力，影响交通工具的速度和效率。
3.螺旋桨材料的选择螺旋桨材料的选择可以影响螺旋桨的耐用性和性能。
常见的螺旋桨材料有铝合金、不锈钢等。
根据实际需求选择合适的材料，可以提高螺旋桨的使用寿命和性能。
四、螺旋桨的应用领域螺旋桨广泛应用于船舶、飞机、潜水艇等交通工具中，推动这些交通工具前进。
在船舶中，螺旋桨通过推动水的力量使船舶前进；在飞机中，螺旋桨通过推动空气的力量使飞机前进；在潜水艇中，螺旋桨通过推动水的力量使潜水艇下潜或浮起。
船螺旋桨原理
船螺旋桨原理船舶螺旋桨原理。
船舶螺旋桨是船舶推进系统的核心部件，它通过推进水流产生推进力，驱动船舶前进。
螺旋桨的工作原理是利用叶片受到水流的冲击产生的动力，从而推动船舶前进。
在航海领域，了解船舶螺旋桨的工作原理对于船舶设计和运行至关重要。
本文将介绍船舶螺旋桨的工作原理及其相关知识。
螺旋桨的结构。
船舶螺旋桨通常由螺旋桨轴、叶片和螺母等部件组成。
螺旋桨轴是螺旋桨的主要支撑部件，叶片则是产生推进力的部件。
螺旋桨的叶片通常呈螺旋状排列，可以根据船舶的设计需求进行调整。
螺母则用于固定叶片，使其能够顺利旋转并推动船舶前进。
螺旋桨的工作原理。
螺旋桨的工作原理可以简单地理解为利用叶片受到水流冲击产生的动力。
当螺旋桨轴带动叶片旋转时，水流将叶片推动，产生反作用力推动船舶前进。
螺旋桨的叶片设计和旋转方式直接影响着推进效率和船舶的性能。
通过改变叶片的角度和数量，可以调整螺旋桨的推进力和效率，以适应不同船舶的需求。
螺旋桨的推进原理。
螺旋桨的推进原理是基于牛顿第三定律，即作用力和反作用力相等而方向相反。
当螺旋桨叶片旋转时，叶片受到水流的冲击产生推进力，同时也会产生反作用力。
这种反作用力将推动船舶向相反的方向移动，从而实现船舶的推进。
螺旋桨的推进原理是船舶动力学的基础，也是船舶推进系统设计的重要依据。
螺旋桨的效率影响因素。
螺旋桨的推进效率受到多种因素的影响，包括螺旋桨的设计、叶片的形状、旋转速度、水流情况等。
合理的螺旋桨设计和优化可以提高船舶的推进效率，减少能源消耗，降低排放。
因此，船舶设计师和船东需要充分考虑螺旋桨的工作原理和影响因素，以提高船舶的性能和经济性。
螺旋桨的发展趋势。
随着船舶工程技术的不断发展，螺旋桨的设计和制造技术也在不断进步。
未来，螺旋桨可能会向着更高效、更节能、更环保的方向发展。
新材料的应用、先进制造工艺的改进将为螺旋桨的发展提供新的机遇和挑战。
同时，智能化技术的应用也将为螺旋桨的运行和维护带来更多便利。
螺旋桨的工作原理
螺旋桨的工作原理螺旋桨是船舶、飞机、汽车等交通工具上使用的一种动力装置，主要通过将水流、气流产生反作用力以推动交通工具移动。
螺旋桨的工作原理基于牛顿第三定律——在自然界中，任何两个物体之间的作用力是相等且方向相反的。
一、螺旋桨的结构一个标准的螺旋桨由螺旋片、轴、锥体和螺母等部件组成。
螺旋片是一个弯曲且较厚的金属板，其形状、数量和角度均根据使用环境、工作条件、负载要求等因素决定。
轴是螺旋桨的支撑结构，它准确地固定于交通工具的主体结构上。
锥体是螺旋桨的端部，可以用于调节水流或气流的进入角度。
螺母是固定螺旋桨的螺纹结构，可以通过旋转达到拧紧或松开螺旋桨的目的。
二、螺旋桨的工作原理螺旋桨的工作原理可以如下阐述：1. 当螺旋桨开始转动时，螺旋片就开始推动水流或气流。
2. 螺旋片将水流或气流反向推回，导致一个与运动方向相反的反作用力。
3. 这个反作用力推动了船舶、飞机或汽车等设备向前移动。
4. 螺旋桨的角度和数量会影响其性能。
较小的角度通常会产生更高的速度，而较大的角度则可以提供更大的推力。
5. 在水中，螺旋桨的浸没深度也影响其性能。
如果螺旋桨太浅，则水流会变得更加混乱，导致推力减弱。
6. 螺旋桨也需要具有足够的速度和转动力量，才能够产生足够的推力。
三、螺旋桨的应用除了在船舶、飞机、汽车等传统交通工具中使用之外，螺旋桨还有许多其他的应用。
例如，它们可以用于水力发电、水处理、污水处理和化学工艺等领域。
在这些领域中，螺旋桨通常被设计为很长且相互交错的形状，以便处理大量的物质并从流体中分离各种杂质。
总的来说，螺旋桨的工作原理是基于运用流体力学、机械学和物理学知识，从而实现产生反作用力的目的。
尽管螺旋桨结构和使用环境有很大的差异，但其核心原理是相同的，即通过产生推力来推动设备在水或空气中移动。
关于螺旋桨的一些知识
关于螺旋桨的一些知识.txt为什么我们在讲故事的时候总要加上从前？开了一夏的花，终落得粉身碎骨，却还笑着说意义。
关于螺旋桨的一些知识(转)螺旋桨 3d3v$\,f5W$h F3o一、工作原理:@,H"X3D,J7h"P!E;C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。
+h)q4g'a {1Q9|8D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。
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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。
&A4V7P8l;j3^7G/U9^2`/Y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：/L4p&M0[9l+X#p:w2P8]-dT=Ctρn2D4.J0].a%t)h;S(D,j0G*]P=Cpρn3D5 #I(l"z4},R1g0fη=J·Ct/Cp #w9A7D'j2L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。
螺旋桨工作原理
螺旋桨工作原理
螺旋桨是飞机、船舶等交通工具的动力装置，它的工作原理是利用螺旋桨叶片在空气或水中运动，产生推进力，从而推动交通工具前进。
螺旋桨的工作原理涉及流体力学、动力学等多个领域的知识，下面我们将详细介绍螺旋桨的工作原理。
首先，螺旋桨的工作原理与牛顿第三定律有关。
根据牛顿第三定律，任何物体受到的作用力都会产生一个大小相等、方向相反的反作用力。
在螺旋桨工作时，螺旋桨叶片向后推动空气或水，而空气或水也会产生一个相反的推动力，从而推动飞机或船舶前进。
其次，螺旋桨的工作原理与气动力学有关。
螺旋桨叶片在运动时，会产生气动力学效应。
当螺旋桨叶片向前运动时，它会推动空气向后运动，从而产生一个向前的推进力。
这种推进力可以推动飞机或船舶向前运动。
另外，螺旋桨的工作原理还与叶片的设计有关。
螺旋桨叶片的形状、倾斜角度等设计参数会影响螺旋桨的推进效率。
合理的叶片设计可以减小阻力，提高推进效率，从而使交通工具更加节能高效。
除此之外，螺旋桨的工作原理还涉及到动力传递和转动运动。
螺旋桨通常由发动机驱动，通过传动装置将动力传递给螺旋桨叶片，使其产生旋转运动。
螺旋桨的旋转运动将动能转化为推进力，推动交通工具前进。
总的来说，螺旋桨的工作原理是利用螺旋桨叶片在空气或水中运动，产生推进力，推动交通工具前进。
这涉及到牛顿第三定律、气动力学、叶片设计、动力传递和转动运动等多个方面的知识。
了解螺旋桨的工作原理有助于我们更好地理解交通工具的运行原理，为相关领域的研究和应用提供理论基础。
《螺旋桨的空气动力》课件
螺旋桨的近期发展
介绍螺旋桨领域的研究进展， 如材料、制造技术、叶片结构 设计等。
螺旋桨的未来趋势
展望螺旋桨的未来发展方向， 如环保、高效、低噪声等。
结论
螺旋桨对航空发展的贡献
螺旋桨的发明和发展推动了飞机的诞生和发展，成 为航空技术发展史上不可或缺的一部分。
螺旋桨的类型
螺旋桨根据外形、材料、工 艺等因素可分为不同类型， 如固定翼螺旋桨、可调螺旋 桨、可变螺距螺旋桨等。
空气动力学基础
基本气体力学
空气动力学原理
介绍气体物理性质，如密度、压力、温度、粘度等， 以及流体的基本力学原理。
介绍空气动力学领域的基础知识，包括气流、升力、 阻力、稳定性等。
三维空间气流
介绍飞机在飞行过程中遇到的各种气流，以及其对 螺旋桨运行和性能的影响。
螺旋桨工作原理
1
螺旋桨的部件
介绍螺旋桨的主要部件，如螺旋桨叶片、
螺旋桨的运动
2
轴、法兰等。
说明螺旋桨叶片的旋转产生的推进力和
气流变化，以及螺旋桨力矩的作用。
3
螺旋桨的推力
讲பைடு நூலகம்螺旋桨推力的计算方法、影响因素， 以及推力与飞机速度的关系。
未来螺旋桨的发展前景
从减少噪音、提高效率、降低能耗等方面出发，未 来螺旋桨的发展前景十分广阔。
参考文献
相关书籍和论文
- 飞机气动力学基本理论 - 螺旋桨气动力学设计与分析 - 螺旋桨噪声控制技术
相关网站和材料
- 中国航空学会官网 - NASA网站 - 各种飞机螺旋桨技术手册
螺旋桨的空气动力
螺旋桨是飞机上重要的动力装置，决定了飞机的性能和运行效率。本课件将 为您详细介绍螺旋桨的空气动力学原理、工作原理、优化与设计、应用以及 未来发展趋势，帮助您全面了解这一伟大的飞行机械。
飞机螺旋桨设计知识点总结
飞机螺旋桨设计知识点总结飞机螺旋桨是飞机发动机的重要组成部分，它通过产生推力并转化为前进动力，使飞机能够前进。
螺旋桨的设计对飞机的性能以及飞行性能具有重要影响。
本文将从螺旋桨的工作原理、设计要素以及优化方法等方面进行综述，请随我一起探索飞机螺旋桨设计的知识点。
一、螺旋桨的工作原理螺旋桨的工作原理基于气动力学中的牛顿第三定律，即"作用力等于反作用力"。
螺旋桨通过旋转产生推力，推力的产生基于以下两个原理：1. 绕流理论：螺旋桨在旋转时会形成一个旋涡，通过该旋涡产生的压差产生推力，使飞机前进。
2. 应力传递原理：螺旋桨旋转时，叶片将受到离心力和拉力的作用，通过这种力的传递，产生推力。
二、螺旋桨的设计要素螺旋桨的设计要素直接影响着飞机的性能和效率。
以下是一些螺旋桨设计中需要考虑的重要要素：1. 螺距（Pitch）：螺距指的是螺旋桨在旋转一周内推进的距离。
螺距越大，推进力越大，但是对于不同飞行阶段（起飞、巡航、着陆）而言，理想的螺距也会有所差异。
2. 数量与形状：螺旋桨的叶片数量和形状直接影响着气动效能和噪音产生。
一般来说，叶片数量多的螺旋桨在低速飞行时效果更好，而叶片相对较少的螺旋桨在高速飞行时效果更好。
3. 直径（Diameter）：螺旋桨的直径影响着推力的大小，直径越大，推力越大。
但是，直径也需要根据飞机的设计要求和空间限制来确定。
4. 材料选择：螺旋桨可以采用各种不同的材料，如合金、复合材料等。
材料的选择对于螺旋桨的强度、重量和耐久性都有重要影响。
三、螺旋桨设计的优化方法为了提高飞机的性能和效率，螺旋桨的设计需要考虑多个方面的因素。
以下是一些常见的螺旋桨设计优化方法：1. 流场模拟：通过数值模拟和流场分析，可以评估不同设计方案的气动性能，从而指导螺旋桨设计的调整和改进。
2. 叶片轮廓设计：通过设计不同形状和截面的叶片轮廓，可以改变螺旋桨的扭转特性、气动力和推力分布等参数，从而优化螺旋桨的性能。
螺旋桨
三．调距浆的动作原 理和组成
（1）带转叶机构的调距 浆：包括可转动的浆叶、 浆毂和浆毂内部装设的 转动浆叶的转叶机构。 （一）曲柄连杆式转叶机 构 （二）曲柄滑块式转叶机 构 （三）曲柄销槽式转叶机 构
2）调距桨的组成
（2）传动轴：由浆轴和配 油轴组成，两者用套筒联 轴器连接，传动轴中空， 装调距杆或当伺服油缸位 于浆毂时作为进排油通道。 （3）调距机构：包括产生 转动桨叶动力的伺服油缸、 伺服活塞、分配压力油的 配油轴套、浆叶定位和浆 叶位置的反馈装置及其附 属设备。其作用是调距、 稳距以及对螺距进行反馈 和指示。
调距桨的功率与转速的关系
在外界航行工况不变的 条件下，即进程比不 变下，随H/D的增加， 螺旋桨特性变陡，从 图中可以看出，在相 同转速下，H/D越大， 螺旋桨所需的功率越 大。
1）对船舶航行条件的适应性强。 如图，任意一条等转矩线（0.26） 和一系列等螺距线相交。无论 船舶阻力因素（进程比）如何 变化，只要适当选用螺距比即 可使转矩系数不变。因此调距 桨具有可使转矩系数保持不变 的性能，不论外界工况如何变 化，即可使主机保持原转速。 但虽然主机的功率和转速可以不 变，可螺旋桨的效率将发生变 化。 同时随船舶阻力的增加，船舶的 航速要下降。
（2）λ p减小情况：相 当于主机转速不变， 由于船体污底、载重 量增加、顶风、浪大 和船舶转弯等原因， 船体阻力增加，船速 变慢。随着λ p的减 小，K1、K2都增加， 而转速不变，推力和 阻力矩也都增加。在 这种情况下，必须防 止主机超负荷。
（3）λ p增加情况：相 当于船舶空载、轻载 或顺风航行，船体阻 力减小，主机仍保持 原来的转速，船速会 增大。随着λ p的增加， K1、K2都相应减小， 因此推力和阻力矩都 会减小。此时，轮机 人员应减小油门格数， 维持主机的转速，使 之不超过额定值。
船舶螺旋桨知识
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。
螺旋桨效率解说一、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。从以上还可以看出。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。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。从计算公式可以看到，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。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。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。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；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有效螺旋桨的工作原理如果巳知叶元力dP及dQ沿螺旋桨叶片长度上的分布规律，则由螺旋桨产生的总推力及回转阻力矩可分别由下列式子表示：（8-14）（8-15）式中z--螺旋桨的叶片数；R--螺旋桨的外半径；r--螺旋桨毂半径。螺旋桨的推力及回转力矩通常用无因次系数表示，应用无因次系数可以使螺旋桨的模型实验结果运用于几何相似的任何螺旋桨。对于既定几问形状的螺旋桨在给定流速的情况下，螺旋桨的推力及力矩正比于流体密度、转数n（1/s）及直径D（m）。因此存在着下列关系式：（8-16）（8-17）式中K1及K2分别称为无困次推力系数及力矩系数。推力的单位为N，而力矩的单位为，对上述公式的两边进行因次比较便可确定出上述两式中的指数，其结果为x＝1，y＝2，z＝4，R＝1，S＝2，T＝5，因此（8-18）（8-19）系数K1及K2仅与螺旋桨的进程有关，所谓进程是指螺旋桨旋转一周实际前进的距离，即（8-20）取进程与螺旋桨直径之比，则得到螺旋桨的相对进程，它是一个无因次量，其值为（8-21）螺旋桨的效率亦可以用无因次系数K1、K2及表示：（8-22）式中为螺旋桨的旋转角速度。图8-8表示出了K1、K2及与表的关系，这种曲线称为螺旋桨的作用曲线。该曲线表明了对于既定几何形状的螺旋桨，当其工作规范不同时，则对应的K1、K2及值也都不相同。当时，即螺旋桨原地旋转，由于这时螺旋桨的轴向速度，桨叶的攻角具有很大的值，故系数K1及K2达到最大值。随着的增大，则攻角逐渐减小，系数K1及K2亦随之减小
螺旋桨知识
当前位置：首页> 网络课堂> 第八章> 螺旋桨的工作原理螺旋桨的几何特征鱼雷螺旋桨位于鱼雷的尾部，由发动机带动以产生推力，利用该推力克服鱼雷运动时的阻力，使鱼雷以既定的速度航行。
不难理解，为了经商鱼雷的速度，不仅要求鱼雷具有阻力最小的雷体外形，还须要配置效率较高的螺旋桨，才能获得较好的推进效果。
螺旋桨通过推进轴直接由发动机驱动，当螺旋桨旋转时，将水流推向鱼雷后方。
根据作用与反作用原理，水便对螺旋桨产生反作用力，该反作用力即称为螺旋桨的推力。
我们研究螺旋桨的几何特征时，首先要对螺旋面有所了解。
设有一水平线AB（图8-1），匀速地绕线EE旋转，同时又以均匀速度向上移动，则线AB上每一个点就形成一条螺旋线，由这些螺旋线所组成的面叫做螺旋面。
线段AB称为螺旋面的母线，它可以是直线或曲线。
展开了的螺旋线与圆柱体底线间的角度称为螺旋角，以表示，其值可按下式求得（8-1）式中H为螺距。
图8-1 螺旋面的形成（螺旋面的形成演示动画）当母线的圆周运动和直线运动均为匀速运动时，所得到的螺旋面称为等螺距螺旋面。
其螺旋线的展开图形如图8-1所示，不同半径处具有相同的螺距。
图8-2a 径向变螺距螺旋面螺旋线的展开图螺旋面也可以由不同螺距的螺旋线组成。
例如母线AB以均匀的速度绕EE轴线旋转。
也以均匀速度直线上升，只是在不同的半径上具有不同的上升速度，则得到径向变螺距螺旋面，不同的半径处螺距是不同的，其螺旋线的展开图如图8-2（a）所示。
假若母线的旋转运动和前进运动不是均匀的．或者其中任一种运动不是均匀的，则得到轴向变螺距螺旋面，其螺旋线的展开图如图8-2（b）所示。
图8-2b 轴向变螺距螺旋面螺旋线的展开图图8-3 螺旋桨的结构参数（螺旋桨的结构参数演示动画）螺旋桨的结构参数如图8-3所示。
螺旋桨与推进轴联接的部分称为桨毂以一定的角度联按于轮毅上。
鱼雷的桨叶一般为2-7片。
叶片数主要决定于螺旋桨推力的大小。
飞机螺旋桨设计知识点
飞机螺旋桨设计知识点螺旋桨是飞机的重要组成部分，其设计直接影响到飞机的性能和飞行特性。
本文将从几个知识点出发，介绍飞机螺旋桨设计的一些基本原理和要点。
一、螺旋桨的工作原理飞机螺旋桨的工作原理是通过受气动力驱动旋转，产生推力从而推动飞机前进。
螺旋桨的推力主要是由螺旋桨叶片表面的压力差引起的，而该压力差则是由于螺旋桨叶片的形状和旋转时相对于飞行速度的角度产生的。
二、螺旋桨叶片的构造和形状螺旋桨叶片通常由复合材料或者金属制成，其构造和形状的设计对螺旋桨的性能有着重要影响。
通常情况下，螺旋桨叶片由根部、中部和尖部组成，根部与发动机相连接，中部和尖部则负责产生推力。
螺旋桨叶片的形状应该尽可能地减小阻力，提高升力，并且在不同飞行状态下能够产生高效的推力。
三、螺旋桨的旋转速度和直径螺旋桨的旋转速度和直径是螺旋桨设计中的两个重要参数。
旋转速度的选择应该考虑到飞机的设计速度和发动机的转速范围，以使得螺旋桨在各个飞行阶段都能够工作在最佳状态下。
螺旋桨的直径则直接影响到螺旋桨的产生推力和耗能情况，因此需要进行综合考虑，以满足飞机的设计要求。
四、螺旋桨的螺距和步进螺旋桨的螺距是指螺旋桨叶片在一周内前进的距离，而步进则是指螺旋桨叶片的扭转角度。
螺距和步进的选择要考虑到飞机的设计要求以及飞机在不同飞行状态下的需要。
通常情况下，大螺距可以提供更大的推力，适用于低速飞行；而小螺距则适合高速飞行。
步进的选择则要确保螺旋桨能够产生平稳的推力，并且在飞行过程中不会发生失速等问题。
五、螺旋桨的反推功能有些飞机螺旋桨配备了反推功能，既可以产生前进推力，也可以产生反向推力。
反推功能可以通过改变螺旋桨叶片的角度来实现，可以在着陆时为飞机提供额外的减速帮助，减小刹车距离，提高安全性。
六、螺旋桨的调整和控制螺旋桨的调整和控制可以通过调节螺旋桨叶片的角度来实现。
飞机上通常会配备螺旋桨调整器或者螺旋桨节流阀等装置，用于控制螺旋桨叶片的角度以实现推力的调节。
螺旋桨知识——精选推荐
螺旋桨知识
2015-08-19JESSN中国渔民
⼀、螺旋桨的功⽤
螺旋桨的功⽤是将船舶主机发出的功率转变为船舶前进（或后退）的动⼒。
推动船舶前进的各种机构统称为船舶推进器。
船舶推进器有螺旋桨、喷⽔推进器、平旋推进器、明轮和Z形推进器等。
其中，螺旋桨的结构简单，重量轻，效率⾼，⼯作可靠，是⽬前船舶应⽤最⼴泛的推进器。
螺旋桨是⼀种反作⽤式推进装置，螺旋桨旋转时，桨向后（或向前）推⽔并受到⽔的反作⽤⼒⽽产⽣向前（或向后）的推⼒。
⼆、螺旋桨的结构
螺旋桨是由桨叶和桨毂两部分组成，如图8-2所⽰。
桨叶是螺旋桨产⽣推⼒的构件，通常有三叶和四叶。
桨毂是桨叶与桨轴的连接构件。
有些螺旋桨还安装有导流罩（流线型桨帽），使螺旋桨尾部的线形光顺，降低螺旋桨⼯作阻⼒。
1、叶⾯与叶背
从船尾向船⾸看到的桨叶的⼀⾯称为叶⾯，另⼀⾯称为叶背。
2、导边与随边
螺旋桨正转时桨叶先⼊⽔的⼀边称为导边，后⼊⽔的⼀边称为随边。
3、叶根与叶稍
桨叶与桨毂相连处为叶根，远离桨毂的⼀端称为叶梢。
通常叶根较厚⽽叶梢较薄。
4、右旋桨与左旋桨
螺旋桨正转旋向为顺时针的螺旋桨叫右旋桨，正转旋向为逆时针的螺旋桨叫左旋桨。
5、外旋与内旋
对于双桨船，左桨左旋，右桨右旋叫外旋；左桨右旋，右桨左旋叫内旋。
为避免夹带漂浮物⽽损坏桨叶，船舶⼀般多采⽤外旋桨。
三、螺旋桨的常见缺陷
螺旋桨的常见缺陷有腐蚀、磨损、裂纹、弯曲和折断等。
无人机螺旋桨原理
无人机螺旋桨原理
无人机螺旋桨原理非常重要，它是无人机能够飞行的关键组成部分之一。
无人机螺旋桨利用空气动力学原理产生推力，从而使无人机得以升空和操控。
下面将介绍一些关于无人机螺旋桨原理的基本知识。
无人机螺旋桨的工作原理主要涉及到两个概念：升力和推力。
升力是螺旋桨产生的垂直向上的力，使得无人机能够升空。
推力则是螺旋桨产生的水平方向的力，控制无人机的前进、后退、左右等运动。
螺旋桨的形状是决定其性能的重要因素之一。
一般而言，无人机螺旋桨采用两片或四片旋翼设计。
螺旋桨的形状可以分为直板型和扭矩型。
直板型螺旋桨的叶片为等宽直板，扭矩型螺旋桨的叶片则呈梯型或柱型。
无人机螺旋桨的转动产生的推力是由叶片绕自身轴线转动时产生的气流动能转化而来的。
当无人机的发动机提供动力驱动螺旋桨旋转时，螺旋桨叶片在旋转过程中会将空气抓取并向后方排出。
根据牛顿第三定律，螺旋桨向后排出的空气会产生与之相反的推力，同时也会产生升力使得无人机升空。
在无人机飞行中，通过调节发动机输出的动力量，可以控制螺旋桨产生的推力大小，从而实现无人机的前进、稳定悬停或者下降等操作。
总结起来，无人机螺旋桨利用空气动力学原理产生的推力和升
力，使得无人机能够升空和操控。
螺旋桨的形状和发动机的动力输出决定了螺旋桨的性能和无人机的飞行特性。
无人机螺旋桨原理的理解对于掌握无人机的飞行和操控至关重要。
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当前位置：首页> 网络课堂> 第八章> 螺旋桨的工作原理螺旋桨的几何特征鱼雷螺旋桨位于鱼雷的尾部，由发动机带动以产生推力，利用该推力克服鱼雷运动时的阻力，使鱼雷以既定的速度航行。
不难理解，为了经商鱼雷的速度，不仅要求鱼雷具有阻力最小的雷体外形，还须要配置效率较高的螺旋桨，才能获得较好的推进效果。
螺旋桨通过推进轴直接由发动机驱动，当螺旋桨旋转时，将水流推向鱼雷后方。
根据作用与反作用原理，水便对螺旋桨产生反作用力，该反作用力即称为螺旋桨的推力。
我们研究螺旋桨的几何特征时，首先要对螺旋面有所了解。
设有一水平线AB（图8-1），匀速地绕线EE旋转，同时又以均匀速度向上移动，则线AB上每一个点就形成一条螺旋线，由这些螺旋线所组成的面叫做螺旋面。
线段AB称为螺旋面的母线，它可以是直线或曲线。
展开了的螺旋线与圆柱体底线间的角度称为螺旋角，以表示，其值可按下式求得（8-1）式中H为螺距。
图8-1 螺旋面的形成（螺旋面的形成演示动画）当母线的圆周运动和直线运动均为匀速运动时，所得到的螺旋面称为等螺距螺旋面。
其螺旋线的展开图形如图8-1所示，不同半径处具有相同的螺距。
图8-2a 径向变螺距螺旋面螺旋线的展开图螺旋面也可以由不同螺距的螺旋线组成。
例如母线AB以均匀的速度绕EE轴线旋转。
也以均匀速度直线上升，只是在不同的半径上具有不同的上升速度，则得到径向变螺距螺旋面，不同的半径处螺距是不同的，其螺旋线的展开图如图8-2（a）所示。
假若母线的旋转运动和前进运动不是均匀的．或者其中任一种运动不是均匀的，则得到轴向变螺距螺旋面，其螺旋线的展开图如图8-2（b）所示。
图8-2b 轴向变螺距螺旋面螺旋线的展开图图8-3 螺旋桨的结构参数（螺旋桨的结构参数演示动画）螺旋桨的结构参数如图8-3所示。
螺旋桨与推进轴联接的部分称为桨毂以一定的角度联按于轮毅上。
鱼雷的桨叶一般为2-7片。
叶片数主要决定于螺旋桨推力的大小。
桨叶与轮毅的联接处称为叶根。
桨叶的自由端称为叶梢。
当螺旋桨开始工作时，叶片首先拨动水的一边称为导边，而水流从叶片脱离的一边称为随边。
叶片迎水的一面称为吸力面，叶片的另一面称为推力面。
鱼雷螺旋桨的桨叶剖面一般是弓形的。
所谓桨叶剖面就是指用与螺旋桨共轴的圆柱面同桨叶相剖后所得到的截面，经展开后得到的形状。
桨叶剖面形状确定于流体动力特性和桨叶的强度，由于桨叶承受流体动力的作用。
故它必须具有足够的厚度以保证其强度。
早期鱼雷曾使用过单螺旋桨，而目前的鱼雷一般都是采用对转螺旋桨．当螺旋桨工作时，两个螺旋桨的反作用力矩能获得较好的平衡．以便减小鱼雷的横滚。
对于高速鱼雷，在螺旋桨直径受到其它条件限制的情况下，为了获得足够的推力，就必须采用双螺旋桨。
螺旋桨的桨叶截面犹如一个机翼的断面，为了阐明螺旋桨产生推力的原因，我们首先来分析流体对机翼的绕流情况。
图8-5（a）作用于叶片上的流体动力（无攻角）设将一块上凸下平的机翼放于流体中，其流线情况如图8-5（a）所示。
在机翼附近处流线发生弯曲，在远离机翼上下一定的距离之外，流线又恢复平直。
不难理解，翼面上方的流体速度大于翼面下方的流体速度。
现在再分析机翼下部所受的流体压力，设其下部与流体的流速平行（相当于无攻角情况），这时流经机翼下部的流速与截面a一a的流速大致相同，因此机翼下部的流体静力亦大致与截面a一a处的静压力相同。
由于机翼上部的压力小于机翼下部的压力，所以机翼上下就形成压力差，该压力差连同流体流经机翼时产生的摩擦力合成一总的流体动力R。
可将R分成两个分力：一个分力X（平行于流体流动方向），阻止机翼的前进运动，该力称为阻力；另一个分力Y垂直流体的流动方向，称为升力。
图8-5（b）作用于叶片上的流体动力（有攻角）若机翼的前缘略为向上仰起（图8-5（b）），即机翼与流动方向形成一个不大的攻角。
则机翼的绕流情况将发生变化，从而使作用于机翼上的流体动力增加。
由图8-5（b）可以看出、截面a一b仍然大于截面a’一b’，所以机翼上部的压力小于。
而截面b一c 则小于截面b’’-c’，所以机翼下部的压力仍大于，显然，机翼上下的压力差较之无攻角时的还要大，换句话说；随着攻角的增加．作用在机翼上的流体动力也愈大。
我们进一步分析影响升力的各种因素。
由伯努利方程式可知，流体速度愈大，机翼上下的压力差愈大，因而升力也愈大。
实验证明，升力与速度的平方成正比。
升力产生的主要原因是由于机翼上下存在着压力差，压力差作用的面积愈大，所产生的升力愈大。
因此升力还与机翼面积成正比。
对于阻力X有着和升力Y相同的结论。
综合以上所述，可将升力和阻力分别用下式表示：（8-7）（8-8）式中--相对机翼的流体速度；F--机翼的投影面积；--流体的密度，--升力系数，--阻力系数。
和是翼型和攻角的函数。
对机冀产生升力的原因作了分析之后，我们现在就可以进一步研究螺旋桨产生推力的原因。
我们可以把桨叶看作是处于攻角为、速度为的水流中机翼的一部分，作用于这部分机翼上的升力就形成了螺旋桨的推力。
当研究螺旋桨的绕流情况时，我们还应指出，螺旋桨工作时，水流不但获得了轴向诱导速度，而且沿螺旋桨的旋转方向也获得了切向诱导速度。
切向诱导速度只是水流通过螺旋桨盘面时才开始形成的，它是由流体流经螺旋桨时因扭转而产生的。
设螺旋桨后面远处的切向诱导速度为，由于经过螺旋桨之后的流体不再受到外力的作用，因而将保持不变。
通过理论可以证明在盘面处的切向诱导速度为（8-9）现在．我们可以作出桨叶任意半径处叶片的流体速度多角形（图8-7）．其中包括铀向诱导速度和切向诱导速度。
从图中可以看出作用在叶片上的相对流速是未扰动的水流速度切向速度以及诱导速度和等合成的结果。
该合成速度以一定的攻角作用于叶片上．叶片剖面犹如一个机翼剖面，根据机翼产生升力的同样道理，在叶片上同样产生流体动力的作用。
图8-7（a）叶片上的作用力多角形图8-7（b）叶片上的速度多角形设作用于半径为r、宽度为b、长度为dr叶片上的升力和阻力分别为dY和dX，则根据机翼理论可表示如下：（8-10）（8-11）升力系数和阻力系数可以通过实验确定。
升力dY与流速相垂直，阻力dX与的方向相反。
流体动力沿螺旋桨轴线方向及切线方向的分力分别为（8-12）（8-13）式中dP即为叶元所产生的推力，而dQ即为叶元的回转阻力。
如果巳知叶元力dP及dQ沿螺旋桨叶片长度上的分布规律，则由螺旋桨产生的总推力及回转阻力矩可分别由下列式子表示：（8-14）（8-15）式中z--螺旋桨的叶片数；R--螺旋桨的外半径；r--螺旋桨毂半径。
螺旋桨的推力及回转力矩通常用无因次系数表示，应用无因次系数可以使螺旋桨的模型实验结果运用于几何相似的任何螺旋桨。
对于既定几问形状的螺旋桨在给定流速的情况下，螺旋桨的推力及力矩正比于流体密度、转数n（1/s）及直径D（m）。
因此存在着下列关系式：（8-16）（8-17）式中K1及K2分别称为无困次推力系数及力矩系数。
推力的单位为N，而力矩的单位为，对上述公式的两边进行因次比较便可确定出上述两式中的指数，其结果为x＝1，y＝2，z＝4，R＝1，S＝2，T＝5，因此（8-18）（8-19）系数K1及K2仅与螺旋桨的进程有关，所谓进程是指螺旋桨旋转一周实际前进的距离，即（8-20）取进程与螺旋桨直径之比，则得到螺旋桨的相对进程，它是一个无因次量，其值为（8-21）螺旋桨的效率亦可以用无因次系数K1、K2及表示：（8-22）式中为螺旋桨的旋转角速度。
图8-8表示出了K1、K2及与表的关系，这种曲线称为螺旋桨的作用曲线。
该曲线表明了对于既定几何形状的螺旋桨，当其工作规范不同时，则对应的K1、K2及值也都不相同。
图8-8 螺旋桨作用曲线当时，即螺旋桨原地旋转，由于这时螺旋桨的轴向速度，桨叶的攻角具有很大的值，故系数K1及K2达到最大值。
随着的增大，则攻角逐渐减小，系数K1及K2亦随之减小螺旋桨的推力减额、推力减额系数及有效推力实践表明：推力减额基本上是由尾部附加压力降所引起的。
在雷体——螺旋桨系统中，推力减额是一个内力，它应被螺旋桨所产生的部分推力所平衡。
因此，螺旋桨总推力T，亦即通过推力轴承传给雷体的力，一部分消耗于克服鱼雷运动的阻力，另一部分则消耗于克服推力减额，也就是说：（8-25）推力T中用以克服鱼雷运动阻力的部分称为螺旋桨的有效推力，通常把推力减额值用推力减额系数来表示：（8-26）所以有效推力为：（8-27）与推力系数相似，有效推力系数由下式确定：（8-28）或者将式（8-27）代入上式得：（8-29）推力减额系数的大小决定于雷体形状、螺旋桨与雷体的相互位置、螺旋桨的大小及工作规范，并用试验方法确定之。
研究证实，推力减额系数与螺旋桨的相对于零推力螺距的滑脱有下列关系：其中由此，当时，则，此时，这也就是说；是当螺旋桨原地（用系缆固定）工作时的推力减额系数。
对于鱼雷类型的旋转体，巴甫连科教授提供了下述公式(8-30)式中为鱼雷尾部壳体之切线与雷体纵轴的夹角。
对现有鱼雷系数当有效推力系数时，其进速系数值称为零有效推力的相对螺距，并用来表示。
8.3.1 对转螺旋桨设计准则一、叶剖面的选择叶剖面的选择将影响设计桨的空泡性能及推进性能。
螺旋桨一般采用的叶剖面有：机翼形剖面、准椭圆形剖面等。
从空泡性能和推进性能总体上来衡量，大多数鱼雷螺旋桨均采用机翼形剖面，如众所周知的NACA系列剖面。
长期使用表明，该系列剖面具有阻力低，空泡性能好等优点。
常使用的剖面型号有NACA16，NACA66（mod）等。
NACA16翼型具有前缘较小，尾尖角稍厚，压力分布平坦，空泡性能良好等优点；NACA66（mod）翼型则较好地兼顾了低阻力及高升力极限等性能。
常用拱线有，及NACA65等。
拱线就相等的升力来讲有较大的吸力；拱线具有较为适宜的压力分布。
表8-2给出了几种适用于螺旋桨的常用翼型剖面的弦向厚度分布和拱度分布。
表8-2 适用于螺旋桨的翼型剖面型值表二、计算螺旋桨叶片所需的伸张面积及盘面比在粗略的计算中，前、后螺旋桨的伸张面积取为相等，其计算式为(8-32)式中——鱼雷在运动过程中所受到的流体阻力；叶片上单位伸张面积的压强。
值的大小与值及空泡现象有关。
当值增大时，值下降，在其他条件相同的情况下，螺旋桨的效率将有所提高。
但值的增大却易于导致空泡现象的发生。
经验表明，值一般应在范围内选择。
在给定螺旋桨直径的情况下，求得伸张面积之后，即可计算得出螺旋桨的盘面比。
如果直径没有给出，则应先给出直径的大概数值，并计算出的近似值。
三、叶片数目的选择鱼雷螺旋桨一般采用3，4，5，6及7个叶片。
前、后螺旋桨的叶片数通常取不同值。
叶片数目根据盘面比来进行选择。
对现有螺旋桨有下列关系式：（8-33）当选择叶片数目时，应注意下列事项：（1）当伸张面积既定时，随着叶片数目的增加，螺旋桨的效率也多少有所提高。