航模螺旋桨基础知识
航模螺旋桨基础知识1
航模螺旋桨基础知识1 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一、工作原理二、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。
三、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。
四、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。
五、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：六、T=Ctρn2D4七、P=Cpρn3D5八、η=J·Ct/Cp九、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。
Cattle带您学航模零基础系列教程之螺旋桨(一)
学航模零基础系列教程之螺旋桨（一）CattleCattle带您进入航模的世界！Cattle与您一路同行，让我们从今天开始吧！(参考Martin Simons的 Model Aircraft Aerodynamics 4th)螺旋桨效率螺旋桨效率= 有效输出功率/传动轴输入功率 = 推力*速度/功率螺旋桨转动，螺旋桨前被减小的压力使得空气向螺旋桨加速。
若前方来流速度为V，当气流穿过螺旋桨时速度变为V+v。
在螺旋桨后面，由于压力增加，气流加速，因此在螺旋桨后方一定距离，速度进一步增加到V+2v。
滑流速度的增加有一半发生在螺旋桨前，有一半发生在螺旋桨后。
滑流的直径在螺旋桨前后都有收缩。
v与V的比值，飞行速度和通过螺旋桨时流速增量的比非常重要，被称为“入流系数”。
将推力与飞行速度和入流系数联系在一起，可以得到螺旋桨的“理想”效率。
其数值一定小于1.0.效率能达到90%的是非常罕见的。
对于全尺寸飞机螺旋桨和直升机旋翼的直径限制于桨叶桨尖的速度。
如果桨叶桨尖速度接近声速时，效率会下降，会产生很大的应力，噪声也会增加作为旋翼系统的螺旋桨螺旋桨的每片桨叶都是一个旋转的机翼。
桨叶与其扫掠成的圆盘成某个角度，称为桨距，这样它们在解决垂直于旋转面的方向上产生升力。
气动阻力抵制旋转方向运动，产生作用在传动轴上的反作用扭矩。
这一扭矩作用到飞机上，产生使飞机向一侧转动的力，方向取决于螺旋桨转动的方向。
当阻力反作用力矩与发动机的轴扭矩相等时，就达到了给定状态下的最大转速。
一种提高螺旋桨效率的途径是减小桨叶的气动阻力，使得在给定输入功率时可以实现一个更高的转动速率，进而在桨盘后达到一个更大的压力差和更大的推力。
和机翼一样，桨叶的气动阻力分为涡诱导阻力和型阻两个部分。
由于是通过在上下表面间形成的压力差来产生升力，在桨叶的根部和尖部，也就是外侧和内侧的端面都会产生漩涡。
漩涡产生气动阻力，和机翼一样，阻力的大小取决于桨叶的展弦比、平面形状和扭转。
螺旋桨
船模制作基础大全（一）怎样看模型的工作图纸我们在制作各种航海模型以前，首先接触到的就是一份模型工作图纸，它不仅告诉我们模型的种类、名称、外形和尺寸，同时还可以使我们了解模型的各个零部件的情况。
有些模型的图纸还简要地介绍模型的内部结构、动力装置、部件装配、控制系统和制作方法等。
因此，认真地看图纸，搞清各种技术要求，对准备材料和工具、考虑制作方法等都是十分重要的。
下面重点介绍有关舰船模型的识图常识。
为了看懂模型工作图纸，首先要熟悉图中各种线条的意义。
图中常见的有粗实线、细实线、虚线、点划线和折断线等。
粗实线一般表示物体外表一切可见的轮廓线。
虚线往往表示被遮挡的轮廓线。
细实线用来表示尺寸线、尺寸界线、引线和剖面线。
点划线常表示物体的中心线、位置线和轴线等。
断开的地方用折断线表示。
物体剖视的地方要用倾斜的剖面线、中心线、位置线和轴线等。
断开的地方用折断线表示。
物体剖视的地方要用倾斜的剖面线。
另外，在图纸上还常常见到M、Φ和R等字母符号。
M代表比例尺。
如M1：1，表示图中物体的大小与实物一样大。
M1：2，表示图中物体的大小为实物的1/2。
M1：100，表示图中物体的大小为实物的l／100。
不过，要注意区别图纸与实际舰船的比例及图纸与模型尺寸的比例。
Φ是代表圆形物体或圆孔直径的符号，R代表圆形物体或圆孔半径的符号。
这些符号都写在数字的前面。
长度单位一般用毫米(mm)。
(图96)舰船模型的工作图纸，一般包括总布置图、船体型线图和零件图。
有的图纸还给出部件的装配图和动力装置安装图等。
简易和初级的舰船模型图纸，除总布置图和零件图外，也要有船体简单的型线图或每块横隔板的外形图，这对初学制作是很有用的。
下面就分别讲一讲：总布置图总布置图又称总图。
主要根据投影的原理，在船舶的俯视图、侧视图、前视和后视图上表示出全船各部分的形状与布置。
它可以便我们了解全船概貌，船体、上层建筑等较大零部件的外形、尺寸和位置等。
看图时，应将总图中的侧视图、俯视图(有的还有前视图和后视图)对照来看。
螺旋桨基础理论ppt课件
2 - 16
病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程
螺旋桨水动力性能
由式(3-36)及式(3-37)，可得进速系数J与滑脱比s之间的 关系为
作用在桨叶上的力及力矩
式中：rh为桨毅半径． R 为螺旋桨半径。
式（3 一34 ）把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来。因而比动量理论的结果要精密完整得 多。 当螺旋桨以进速vA和转速n 进行工作时，必须吸收主机所 供给的转矩Q 才能发出推力T ，其所作的有用功率为TVA ，而吸收的功率为2ПnQ ，故螺旋桨的效率为
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病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程
作用在桨叶上的力及力矩
根据茹柯夫斯基升力公式，升元体上dr 段产生的升力 将式（3-28）代入式（3-27），并考虑到dD=єdL （є为
此种情况下螺旋桨产生负推力。螺旋桨不遭受旋转阻力时
旋转一周所前进的距离称为无转矩进程或无转矩螺距，并
以P2表示， 对于一定的螺旋桨而言，显然P2> P1> P ，船舶在航行时 ，螺旋桨必须产生向前的推力以克服船之阻力，才能使船
以一定的速度前进，故螺旋桨在实际操作时，其每转一周
前进的距离hp小于实效螺距P1 。实效螺距P1与进程hp之 差（P1-hp）称为实效滑脱，其与实效螺距P1的比值称为 实效2滑- 2脱0 比，以s1来表示，即
叶元体的阻升比），叶元体转矩dQ=rdF , 可得
船舶推进第3章 螺旋桨基础理论
3、当进速再增大到某一 数值时，螺旋桨不遭受旋 转阻力，其实质乃是升力 dL及阻力dD在周向的分力 大小相等方向相反。但在 此种情况下螺旋桨产生负 推力。
螺旋桨不遭受旋转阻力时旋转一周所前进 的距离称为无转矩进程或无转矩螺距 。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
对于一定的螺旋桨，有：
船舶在航行时，螺旋桨必须产生向前的推力以 克服船舶阻力，才能使船以一定的速度前进。 所以螺旋桨在实际操作时，其每旋转一周前进 的距离小于实效螺距。 实效滑脱比：实效滑脱与实效螺距的比值。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
结论：浆叶切面的复杂运动最后可归结为 水流以速度 、攻角 流向浆叶切面。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
二、作用在机翼上的升力和阻力
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
为几何攻角 为无升力角 为流体 动力攻角或绝对攻角 实验证明，在使用范围内，升力系数与几何攻 角约成线性关系。 当几何攻角等于零时，升力系数不等于零。这 是因为机翼剖面不对称的缘故。
2、当转速不变，随进速的 增大，攻角随之减小，从而 力矩和推力也相应减小。
当进速的增大到某一数值时， 螺旋桨发出的推力为零。此时 作用于叶元体上的升力及阻力 在轴向的分力大小相等方向相 反，故叶元体的推力等于零。
螺旋桨不发出推力时旋转一周所前进的 距离称为无推力进程或实效螺距 。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
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船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
三、理想推进器的力学模型
6
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
四、理想推进器的推力
1、单位时间内通过推进器盘面的流体质量：
2、自流管远前方AA1断面流入的动量：
飞机螺旋桨讲解
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飞机螺旋桨转自：/thread-7777-1-8.html 航空航天技术科普知识讲座之三齐寿祥：齐寿祥：高级工程师北京航空航天学会科普与教育委员会副主任，中国科学院科普宣教团成员。
科普作家。
员会副主任，中国科学院科普宣教团成员。
科普作家。
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 1 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。
中国旋翼机网站(/)国内最大的旋翼机论坛，免费图纸下载。
1图1双桨叶螺旋桨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。
图2螺旋桨的工作示意图中国旋翼机网站(/)国内最大的旋翼机论坛，免费图纸下载。
2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。
图3桨叶剖面图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。
飞机螺旋桨讲解实用资料
飞机螺旋桨讲解实用资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）飞机螺旋桨转自：7777-1-8.html航空航天技术科普知识讲座之三齐寿祥：高级工程师北京航空航天学会科普与教育委员会副主任，中国科学院科普宣教团成员。
科普作家。
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1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。
图1双桨叶螺旋桨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。
图2螺旋桨的工作示意图桨叶在高速旋转时，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。
图3桨叶剖面图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。
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。
(完整word版)船舶螺旋桨知识
船用螺旋桨的功率计算功率（W）直径（D）螺距（P）转/分（N）功率（W）=（D/10）的4次方*（P/10）*（N/1000）的3次方*0.45速度（SP）km/h=（P/10）*（N/1000）*15.24静止推力（Th）g=(D/10)的3次方*（P/10）*（N/1000）的2次方*22船用螺旋桨的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=Cpρn3D5η=J·Ct/Cp 式中：Ct Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。
航模基础知识
航模基础知识航模基础知识（1）-伯努利原理如果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4~6厘米。
然后用嘴向这两张纸中间吹气，你会看到，这两张纸不但没有分开，反而相互靠近了，而且用最吹出的气体速度越大，两张纸就越靠近。
从这个现象可以看出，当两纸中间有空气流过时，压强变小了，纸外压强比纸内大，内外的压强差就把两纸往中间压去。
中间空气流动的速度越快，纸内外的压强差也就越大。
航模基础知识（2）-机翼升力原理飞机机翼地翼剖面又叫做翼型，一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。
前端点叫做前缘，后端点叫做后缘，两点之间的连线叫做翼弦。
当气流迎面流过机翼时,由于机翼地插入，被分成上下两股。
通过机翼后，在后缘又重合成一股。
由于机翼上表面拱起，是上方的那股气流的通道变窄。
根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知，机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。
航模基础知识（3）-失速原理在机翼迎角较小的范围内，升力随着迎角的加大而增大。
但是，当迎角加大到某个值时，升力就不再增加了。
这时候的迎角叫做临界迎角。
当超过临界迎角后，迎角再加大，阻力增加，升力反而减小。
这现象就叫做失速。
产生失速的原因是：由于迎角的增加，机翼上表面从前缘到最高点压强减小和从最高点到后缘压强增大的情况更加突出。
当超过临界迎角以后，气流在流过机翼的最高点不多远，就从翼表面上分离；了，在翼面后半部分产生很大的涡流，造成阻力增加，升力减小。
航模基础知识（4）- 人工扰流方案要推迟失速的发生，就要想办法使气流晚些从机翼上分离。
机翼表面如果是层流边界层，气流比较容易分离；如果是絮流边界层，气流比较难分离。
也就是说，为了推迟失速，在机翼表面要造成絮流边界层。
一般来说，雷诺数增大，机翼表面的层流边界层容易变成絮流边界层。
但是，模型飞机的速度很低，翼弦很小，所以雷诺数不可能增大很大。
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=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。
航模螺旋桨基础知识
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。
螺旋桨基础理论分解课件
螺旋桨的相似参数包括桨叶角、螺距比、转速、雷诺数等，这些参 数在相似理论中起着重要作用。
相似定理
根据相似理论，可以通过改变螺旋桨的相似参数来研究其性能变化规 律，从而实现对实尺度螺旋桨性能的预测。
螺旋桨的尺度效应及其影响
定义及内涵
螺旋桨的尺度效应是指螺旋桨的性能随其尺寸变化而变化的现象。当螺旋桨的尺寸增大或 减小时，其周围的流场、湍流度、粘性等也会发生变化，从而影响螺旋桨的性能。
01
采用主动流动控制技术，如涡流 发生器、射流控制等，对螺旋桨 叶尖涡进行主动干预，提高螺旋 桨失速性能。
02
通过以上改进措施，可以有效提 高螺旋桨的空化和失速性能，保 证螺旋桨在各种工况下的稳定工作。
05
螺旋桨的相似理论与尺度效应
螺旋桨的相似理论
相似定 义
螺旋桨的相似理论基于流体力学的相似原理，即两个螺旋桨在几何 形状、运动状态、动力特性等方面完全相似，则它们的性能也将相 似。
• 试验设计与执行：在进行螺旋桨模型试验时，需要选择合适的模型尺寸、试验 设备等，并精确控制试验条件，以获得准确的试验数据。
• 数据处理与误差分析：对试验数据进行处理时，需要考虑各种误差来源，如测 量误差、环境干扰等，并采取合适的误差分析方法，以提高数据的可靠性。
• 换算方法与公式：为了实现螺旋桨模型试验数据与实尺度性能的换算，可以采 用相似的换算公式或方法。这些方法通常基于相似理论和尺度效应的研究成果， 通过调整相关参数来实现换算。换算过程中需要注意单位统一和适用范围。
形状优化
通过参数化建模和CFD评 估，可以对螺旋桨的叶型、 弦长、扭角等参数进行优 化，以寻求最佳性能。
控制策略优化
考虑螺旋桨与飞行器的相 互作用，CFD可用于优化 控制策略，如变速、变距等。
航模
飞机的螺旋桨螺旋桨是一种把发动机的动力变成拉力的装置。
螺旋桨的效率的高低会直接影响到模型飞机的飞行成绩螺旋桨桨叶的工作原理和机翼十分相似。
如果把桨叶取下来观察，就会发现它是一个扭曲着的机翼。
桨叶剖面和机翼剖面差不多。
桨叶和机翼的区别在于，机翼在空气中的运动基本上是平动的，而桨叶既绕着桨轴旋转，又随着飞机千起前进。
螺旋桨的拉力就是靠桨叶在空气中运动而产生的。
由于桨叶既有旋转运动，又有向前运动，所以吹过桨叶的气流包括两部分：一部分是来自侧面垂直于桨轴的气流，另一部分是来自前面平行于桨轴的气流。
返回飞机模型视图把一架处于水平状态的模型飞机，放在相互垂直的三个平面中间，并使机身的纵轴同其中一个平面垂直，同另外两个平面平行，如图1所示。
如果我们分别从三个方向在足够远的地方看模型飞机，并把看到的形状画在每个平面上，也就是在三个互相垂直的平面上作出模型飞机的投影，然后把这三个相互垂直的平面展开，就可以得到图右所示的三个图-顶视图，侧视图和前视图。
在一般情况下，通过这三个视图就能比较准确地表示出一架模型飞机的形状和主要尺寸。
在实际绘制模型飞机图纸的时候，为了节省图纸，这三个图的位置不一定照图1右所示放置，而是比较紧凑地排放在一起。
但不论怎样放置，我们一定要培养自己能够按三视图的原理，想象出一架完整的立体模型飞机来。
飞机模型翼型常用的模型飞机翼型有对称、双凸、平凸、凹凸，s形等几种，如图2所示对称翼型的中弧线和翼弦重合，上弧线和下弧线对称。
这种翼型阻力系数比较小，但升阻比也小。
一般用在线操纵或遥控特技模型飞机上双凸翼型的上弧线和下弧线都向外凸，但上弧线的弯度比下弧线大。
这种翼型比对称翼型的升阻比大。
一般用在线操纵竞速或遥控特技模型飞机上平凸翼型的下弧线是一条直线。
这种翼型最大升阻比要比双凸翼型大。
一般用在速摩不太高的初级线操纵或遥控模型飞机上凹凸翼型的下弧线向内凹入。
这种翼型能产生较大的升力，升阻比也比较大。
广泛用在竞赛留空时间的模型飞机上S形翼型的中弧线象横放的S形。
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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(＜音速)，否则可能出现激波，导致效率降低。
二、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(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。