一,、螺旋槳發(fā)動機的原理?螺旋槳扇發(fā)動機原理本質(zhì)上還是渦輪噴氣發(fā)動機的變種,。我們都知道渦輪式航空發(fā)動機雖然衍生出了多種結(jié)構(gòu)的發(fā)動機,,但最核心部分是相同的,就是由壓氣機組件,、燃燒室和燃氣渦輪組件組成的核心機,。 在核心機的基礎(chǔ)上,如果在壓氣機組件前面增加一個風扇,,就成了渦扇發(fā)動機,。可以在提高進氣效率的同時,,將部分空氣通過外涵道向后推,,能有效提高發(fā)動機的工作效率和推力,在功率保證的前提下,,外涵道越大,,推力的提升效率也就越高,發(fā)動機也越省油,。但是外涵道不能無限增加,,那就干脆不要外涵道,直接把大風扇(螺旋槳)裝在涵道外面,,就有了渦槳發(fā)動機,。 二、螺旋槳原理,?螺旋槳由兩個或者多個槳葉以及一個中軸組成,,槳葉安裝在中軸上,。飛機螺旋槳的每一個槳葉基本上是一個旋轉(zhuǎn)翼。由于他們的結(jié)構(gòu),,螺旋槳葉類似機翼產(chǎn)生拉動或者推動飛機的力,。 旋轉(zhuǎn)螺旋槳葉的動力來自引擎。引擎使得螺旋槳葉在空氣中高速轉(zhuǎn)動,,螺旋槳把引擎的旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換成前向推力,。 空氣中飛機的移動產(chǎn)生和它的運動方向相反的阻力。所以,,飛機要飛行的話,,就必須由力作用于飛機且等于阻力,而方向向前,。這個力稱為推力,。 典型螺旋槳葉。槳葉的橫界面可以和機翼的橫截面對比,。一種槳葉的表面是拱形的或者彎曲的,,類似于飛機機翼的上表面,而其他表面類似機翼的下表面是平的,。弦線是一條劃過前緣到后緣的假想線,。類似機翼,前緣是槳葉的厚的一側(cè),,當螺旋槳旋轉(zhuǎn)時前緣面對氣流,。 槳葉角一般用度來度量單位,是槳葉弦線和旋轉(zhuǎn)平面的夾角,,在沿槳葉特定長度的的特定點測量,。因為大多數(shù)螺旋槳有一個平的槳葉面,弦線通常從螺旋槳槳葉面開始劃,。螺旋角和槳葉角不同,,但是螺旋角很大程度上由槳葉角確定,這兩個術(shù)語長交替使用,。一個角的變大或者減小也讓另一個隨之增加或者減小,。 當為新飛機選定固定節(jié)距螺旋槳時,制造商通常會選擇一個螺旋距使得能夠有效的工作在預期的巡航速度,。然而,,不幸運的是,每一個固定距螺旋槳必須妥協(xié),,因為他只能在給定的空速和轉(zhuǎn)速組合才高效,。飛行時,飛行員是沒這個能力去改變這個組合的,。 當飛機在地面靜止而引擎工作時,,或者在起飛的開始階段緩慢的移動時,,螺旋槳效率是很低的,因為螺旋槳受阻止不能全速前進以達到它的最大效率,。這時,,每一個螺旋槳葉以一定的迎角在空氣中旋轉(zhuǎn),相對于旋轉(zhuǎn)它所需要的功率大小來說產(chǎn)生的推力較少,。 三,、為什么螺旋槳漿根迎角大,漿尾???這個和空氣動力學有關(guān)飛機螺旋槳在發(fā)動機驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生拉力,,牽拉飛機向前飛行,。這是人們的常識,。 可是,,有人認為螺旋槳的拉力是由于螺旋槳旋轉(zhuǎn)時槳葉把前面的空氣吸入并向后排,用氣流的反作用力拉動飛機向前飛行的,,這種認識是不對的,。 那么,飛機的螺旋槳是怎樣產(chǎn)生拉力的呢,?如果大家仔細觀察,,會看到飛機的螺旋槳結(jié)構(gòu)很特殊,單支槳葉為細長而又帶有扭角的翼形葉片,,槳葉的扭角(槳葉角) 相當于飛機機翼的迎角,,但槳葉角為槳尖與旋轉(zhuǎn)平面呈平行逐步向槳根變化的扭角。 槳葉的剖面形狀與機翼的剖面形狀很相似,, 前槳面相當于機翼的上翼面,,曲率較大,后槳面則相當于下翼面,,曲率近乎平直,,每支槳葉的前緣與發(fā)動機輸出軸旋轉(zhuǎn)方向一致, 所以,,飛機螺旋槳相當于一對豎直安裝的機翼,。 槳葉在高速旋轉(zhuǎn)時,同時產(chǎn)生兩個力,,一個是牽拉槳葉向前的空氣動力,,一個是由槳葉扭角向后推動空氣產(chǎn)生的反作用力。 從槳葉剖面圖中可以看出槳葉的空氣動力是如何產(chǎn)生的,,由于前槳面與后槳面的曲率不一樣,,在槳葉旋轉(zhuǎn)時,,氣流對曲率大的前槳面壓力小, 而對曲線近于平直的后槳面壓力大,,因此形成了前后槳面的壓力差,,從而產(chǎn)生一個向前拉槳葉的空氣動力,這個力就是牽拉飛機向前飛行的動力,。 另一個牽拉飛機的力,,是由槳葉扭角向后推空氣時產(chǎn)生的反作用力而得來的。槳葉與發(fā)動機軸呈直角安裝,,并有扭角,,在槳葉旋轉(zhuǎn)時靠槳葉扭角把前方的空氣吸入,并給吸入的空氣加一個向后推的力,。 與此同時,,氣流也給槳葉一個反作用力,這個反作用力也是牽拉飛機向前飛行的動力,。 由槳葉異型曲面產(chǎn)生的空氣動力與槳葉扭角向后推空氣產(chǎn)生的反作用力是同時發(fā)生的,,這兩個力的合力就是牽拉飛機向前飛行的總空氣動力。 四,、為何高速的船舶螺旋槳很小,,低速的船舶螺旋槳反而很大?這個跟飛機機翼在空氣中的升力產(chǎn)生一樣,,各種說法都有,。 總的來說可以從宏觀和微觀兩個角度去看。 微觀,,槳葉各部分受到水的壓力不同,,兩面受到的總壓力也不同,這個壓力差形成個推力,。 宏觀看,,牛頓第三定律,作用力等于反作用力,,只要想辦法對水有個向后的推力,,誰就會對螺旋槳一個向前的推力。 具體到細節(jié)的公式,,水是不可壓流體,,在不考慮空泡的情況下,可以用伯努利方程(高中物理課本上有)來分析,,整個流場各部分速度不等,,就帶來各處壓力不等,實現(xiàn)了剛剛介紹的第一條的情況。 五,、單旋翼有哪些結(jié)構(gòu),?單旋翼的直升機可以加裝方向舵機,來控制旋翼的方位角度從而實現(xiàn)前進后退,,左側(cè)飛和右側(cè)飛,,尾螺旋槳必須是垂直的,是用來抵消主螺旋槳的扭矩旋轉(zhuǎn)的,。 單旋翼直升機的平衡桿和主旋翼的角度是固定的,,主旋翼怎么轉(zhuǎn)平衡桿就怎么轉(zhuǎn),同一個方向,。 六,、船舶螺旋槳的作用?螺旋槳的功用是將船舶主機發(fā)出的功率轉(zhuǎn)變?yōu)榇扒斑M(或后退)的動力,。 推動船舶前進的各種機構(gòu)統(tǒng)稱為船舶推進器,。船舶推進器有螺旋槳、噴水推進器,、平旋推進器,、明輪和Z形推進器等。其中,,螺旋槳的結(jié)構(gòu)簡單,,重量輕,,效率高,,工作可靠,是目前船舶應用最廣泛的推進器,。 螺旋槳是一種反作用式推進裝置,,螺旋槳旋轉(zhuǎn)時,槳向后(或向前)推水并受到水的反作用力而產(chǎn)生向前(或向后)的推力,。 七,、船用螺旋槳和快艇螺旋槳的區(qū)別?我們常見的水上推動器有快艇噴水式推進器和螺旋槳推進器,,那這兩個推進器哪個更好呢,?其實兩個機器各有優(yōu)勢,具體用戶可以根據(jù)機器所需動力來選擇推進器,。為了大家能夠快速選擇,,我們把這兩個機器做了基本總結(jié),大家在挑選時可以作為參考,。 噴水推進優(yōu)點:優(yōu)異的操縱性和機動性,、高航速時推進效率高、主機不易超負荷、適于淺水航行,,一般用于高速高性能艦船,,并且逐漸應用于大中型艦船。 螺旋槳構(gòu)造簡單,、重量輕,、效率高,在水線以下而受到保護,。螺旋槳是現(xiàn)代船舶的主要推進工具,,現(xiàn)在大多數(shù)船舶是用螺旋槳來推進的。劣勢:易造成的船尾振動,、結(jié)構(gòu)損壞,、噪聲、剝蝕等問題,。 相對而言,,快艇噴水式推進器運行速度快,適合淺水區(qū)域航行,,這種推動器較為安全,。螺旋槳使用效率高,但是問題也相對多一些,。 八,、螺旋槳旋轉(zhuǎn)原理?螺旋槳由兩個或者多個槳葉以及一個中軸組成,,槳葉安裝在中軸上,。飛機螺旋槳的每一個槳葉基本上是一個旋轉(zhuǎn)翼。由于他們的結(jié)構(gòu),,螺旋槳葉類似機翼產(chǎn)生拉動或者推動飛機的力,。 旋轉(zhuǎn)螺旋槳葉的動力來自引擎。引擎使得螺旋槳葉在空氣中高速轉(zhuǎn)動,,螺旋槳把引擎的旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換成前向推力,。 空氣中飛機的移動產(chǎn)生和它的運動方向相反的阻力。所以,,飛機要飛行的話,,就必須由力作用于飛機且等于阻力,而方向向前,。這個力稱為推力,。 典型螺旋槳葉。槳葉的橫界面可以和機翼的橫截面對比,。一種槳葉的表面是拱形的或者彎曲的,,類似于飛機機翼的上表面,而其他表面類似機翼的下表面是平的。弦線是一條劃過前緣到后緣的假想線,。類似機翼,,前緣是槳葉的厚的一側(cè),當螺旋槳旋轉(zhuǎn)時前緣面對氣流,。 槳葉角一般用度來度量單位,,是槳葉弦線和旋轉(zhuǎn)平面的夾角,在沿槳葉特定長度的的特定點測量,。因為大多數(shù)螺旋槳有一個平的槳葉面,,弦線通常從螺旋槳槳葉面開始劃。螺旋角和槳葉角不同,,但是螺旋角很大程度上由槳葉角確定,,這兩個術(shù)語長交替使用。一個角的變大或者減小也讓另一個隨之增加或者減小,。 |
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