螺旋槳的空氣動(dòng)力特性

螺旋槳的空氣動(dòng)力特性2/72

介紹螺旋槳性能分析數(shù)據(jù)和螺旋槳的空氣動(dòng)力特性螺旋槳的性能分析數(shù)據(jù)螺旋槳的空氣動(dòng)力特性§5—1螺旋槳的幾何特性和運(yùn)動(dòng)特性

現(xiàn)代的螺旋槳主要由槳葉、槳轂及槳葉變距機(jī)構(gòu)等組成，如圖3—5—1所示槳轂是聯(lián)結(jié)槳葉和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的裝置，有的變距螺旋槳槳轂還用來(lái)產(chǎn)生液壓變距力矩。槳葉是用來(lái)產(chǎn)生拉力的部分。現(xiàn)代飛機(jī)的螺旋槳一般有2—4個(gè)槳葉。槳葉平面形狀有的如同鳥的翅膀(參見(jiàn)圖3—5—2(a)。為了增大拉力和提高螺旋槳效率，槳葉的平面形狀逐漸改善?，F(xiàn)在使用較多的螺旋槳，其槳葉平形狀，是中間寬、兩頭窄(如圖3—5—2b)。高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳，其槳葉有矩形或馬刀形(見(jiàn)圖3—5—2c,d)。一.螺旋槳的主要部分和幾何形狀

槳葉的切面形狀與翼型相似，前槳面的彎曲度較大，后槳面的彎曲度較小，相當(dāng)于機(jī)翼的上表面和下表面，槳葉的切面形狀又稱葉型。槳葉切面的前緣與后緣的連線，叫做槳弦(b)，或叫槳葉寬度：如圖3—5—3所示。槳弦與螺旋槳直徑之比(b／D)，叫槳葉相對(duì)寬度。=+=+

二.螺旋槳的運(yùn)動(dòng)

飛行中，螺旋槳一面旋轉(zhuǎn)，一面前進(jìn)。其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與擰螺絲釘?shù)那樾蜗嘞?。槳葉每一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，都是一條螺旋線，見(jiàn)圖3—5—4。（一）槳葉切面的合速度既然螺旋槳是一面旋轉(zhuǎn)，一面前進(jìn)，所以槳葉各切面都具有兩種速度。一是前進(jìn)速度（C），即飛機(jī)的飛行速度；一是因旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的圓周，或稱切向速度（U）其大小取決于螺旋槳的轉(zhuǎn)速（n）和各切面離槳軸的距離（r）。轉(zhuǎn)速越大，同一切面的切向速度也越大。轉(zhuǎn)速相同時(shí)，槳葉切面離槳軸越遠(yuǎn)，切向速度也越大，槳葉切面的切向速度，可用下式計(jì)算，即

U=2πrn

切向速度與前進(jìn)速度所合成的速度，稱為槳葉切面的合速度，以表示，我們知道，()，如圖3—5—5所示。槳葉切面的相對(duì)氣流速度，與此合速度的大小相等，方向相反。(二)前進(jìn)比槳葉切面合速度的方向；可用前進(jìn)比(λ)來(lái)表示。前進(jìn)比是飛行速度同螺旋槳的轉(zhuǎn)速與直徑的兩者乘積之比?？捎孟率奖硎?。

λ=C∕nD

式中C—飛行速度[米／秒]n一螺旋槳轉(zhuǎn)速[轉(zhuǎn)／秒]；

D一螺旋槳直徑[米]為什么槳葉切面的合速度方向可用前進(jìn)比來(lái)表示呢?參見(jiàn)圖3—5—5，若合速度與旋轉(zhuǎn)面之間的夾角以表示，則①

式中，槳葉切面的切向速度(U)可用下式表示：

②將②代入①式,得tgγ=由（3-5-3）式中可見(jiàn)，前進(jìn)比（λ

）越大，角也越大，說(shuō)明合速度的方向越偏離旋轉(zhuǎn)面。反之，前進(jìn)比越小，說(shuō)明合速度的方向越接近旋轉(zhuǎn)面。三、槳葉迎角的變化

槳葉切面的相對(duì)氣流方向與槳弦方向之間的夾角，稱為槳葉角，也以表示。槳葉迎角也就是槳葉切面合速度與槳弦方向之間的夾角，如圖3—5—6所示。槳葉迎角是隨槳葉角、飛行速度和切向速度的改變而變化的。

(一)槳葉迎角隨槳葉角的變化；如圖3—5—6所示，當(dāng)切向速度和飛行速度都一定時(shí)，槳葉角增大，槳葉迎角也隨之增大；槳葉角減小，槳葉迎角也隨之減小。（二）槳葉迎角隨飛行速度的變化如圖3—5—7所示，在槳葉角和切向速度均不變的情況下，飛行速度增大。因前進(jìn)比()隨之增大，即合速度方向越偏離旋轉(zhuǎn)面，故槳葉迎角減小。當(dāng)飛行速度增大到某一個(gè)數(shù)值時(shí)，槳葉迎角減小到零(如圖3—5—7c)；若飛行速度繼續(xù)增大，例如飛機(jī)在俯沖時(shí)，槳葉迎角隨之增大；當(dāng)飛行速度為零，如飛機(jī)在地面試車時(shí)，槳葉迎角就增大到等于槳葉角(如圖3-5-7a)。

(三)槳葉迎角隨切向速度的變化在槳葉角和飛行速度不變的情況下，如果轉(zhuǎn)速增加，則切向速度(U=)增大，前進(jìn)比減小；即合速度的方向靠近旋轉(zhuǎn)面，故槳葉迎角增大，參見(jiàn)圖3-5-8。同理，轉(zhuǎn)速減小，則槳葉迎角也隨之減小。

(四)槳葉的扭轉(zhuǎn)如果槳葉無(wú)幾何扭轉(zhuǎn)，即各槳葉剖面的槳葉角都相同，那么，由于槳葉各剖面離槳軸的距離遠(yuǎn)近不同，各切向速度都不相等，合速度的方向也就不會(huì)相同，所以各槳葉迎角也不一樣。例如，靠近槳根的槳葉切面，其切向速度較小，槳葉迎角也較小，如圖3-5-9所示。

為了使槳葉各切面的迎角相差不致過(guò)大，通常都把槳葉做成扭轉(zhuǎn)的。即從槳根到槳尖，槳葉角逐漸減小，如圖3—5—10所示。對(duì)于扭轉(zhuǎn)的槳葉，是以某一槳葉切面的槳葉角代表整個(gè)槳葉的槳葉角。通常選取位于螺旋槳半徑75％或離槳軸1米處槳葉切面槳葉角來(lái)代表整個(gè)槳葉角。例如安一25飛機(jī)螺旋槳槳葉角，規(guī)定為半徑1米處槳葉切面的槳葉角。通常在此處畫有黃色的線條作標(biāo)記?！?—2螺旋槳的拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩一、螺旋槳拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩的產(chǎn)生

如圖3—5—11a、b所示，螺旋槳在旋轉(zhuǎn)中，槳葉與空氣發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，空氣流過(guò)槳葉的前槳面，就象流過(guò)機(jī)翼上表面一樣，流管變細(xì)，流速加快，壓強(qiáng)降低；空氣流過(guò)槳葉的后槳面，就象流過(guò)機(jī)翼下表面一樣，流管變粗，壓強(qiáng)升高。流進(jìn)槳葉前緣，氣流受到阻擋，流速減慢，壓強(qiáng)提高；流進(jìn)槳葉后緣，氣流分離，形成渦流區(qū)，壓強(qiáng)下降。這樣，在槳葉的前后表面和前后緣均形成壓強(qiáng)差。這種壓強(qiáng)和氣流作用于槳葉上的摩擦力綜合在一起，就構(gòu)成了槳葉的空氣動(dòng)力（R）

槳葉的空氣動(dòng)力對(duì)螺旋槳的運(yùn)動(dòng)起著兩個(gè)作用：一是拉著螺旋槳和飛機(jī)前進(jìn)；二是阻礙螺旋槳旋轉(zhuǎn)。因此，可將槳葉的空氣動(dòng)力（R）分解為兩個(gè)分力（見(jiàn)圖3-5-11中c）一是與槳軸平行，拉著螺旋槳和飛機(jī)前進(jìn)的拉力（P）；二是與槳軸垂直，阻礙螺旋槳旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)阻力（Q）如圖3—5—12所示：由于螺旋槳葉的拉力(和)，其方向都相同，所以可將各個(gè)槳葉的拉力合成一個(gè)總的力，就是整個(gè)螺旋槳的拉力。至于各槳葉的旋轉(zhuǎn)阻力(和)，由于它們與槳軸都有一段距離，其方向又都與該槳葉的切向速度的方向相反，所以形成阻礙螺旋槳旋轉(zhuǎn)的力矩，此力矩稱為旋轉(zhuǎn)阻力力矩。這個(gè)力矩是由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力矩來(lái)平衡。若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸發(fā)出的力矩大于旋轉(zhuǎn)阻力力矩，螺旋槳的轉(zhuǎn)速就會(huì)增大；反之，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸發(fā)出的力矩小于旋轉(zhuǎn)阻力力矩，則螺旋槳的轉(zhuǎn)速就會(huì)降低。只有在兩力矩相等時(shí)，螺旋槳的轉(zhuǎn)速才能保持不變。二、螺旋槳拉力公式和旋轉(zhuǎn)阻力公式

在槳葉半徑r處取一寬度為dr的微元槳葉，該微元槳葉叫葉素，其面積為b×dr,b是半徑為r處的槳弦。該葉素的運(yùn)動(dòng)速度和所產(chǎn)生的空氣動(dòng)力，如圖3—5—13所示。經(jīng)過(guò)推導(dǎo)，螺旋槳拉力和旋轉(zhuǎn)阻力的大小可用下列公式表示：

P=Q=

式中P一螺旋槳拉力[牛頓]；

——螺旋槳拉力系數(shù)，表示槳葉數(shù)目、槳葉形狀、槳葉迎角、槳葉合速度方向和表面質(zhì)量等因素對(duì)拉力的影響；

——空氣密度[千克／米]；

n——螺旋槳轉(zhuǎn)速[轉(zhuǎn)／秒];D——螺旋槳直徑[米]；

Q——螺旋槳旋轉(zhuǎn)阻力[牛頓];——螺旋槳旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)，表示槳葉數(shù)目、槳葉形狀、槳葉迎角、槳葉合速度方向和表面質(zhì)量等因素對(duì)螺旋槳旋轉(zhuǎn)阻力的影響。三、影響螺旋槳拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩的因素

從拉力公式和旋轉(zhuǎn)阻力公式可以看出，影響拉力和旋轉(zhuǎn)阻力(也就是影響旋轉(zhuǎn)阻力力矩)的因素有空氣密度、螺旋槳轉(zhuǎn)速、螺旋槳直徑、拉力系數(shù)和旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)等。則拉力系數(shù)和旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)又取決于螺旋槳的槳葉數(shù)目、槳葉的切面形狀、平面形狀、表面質(zhì)量、槳葉迎角和槳葉合速度的方向等因素。

(一)空氣密度的影響空氣密度對(duì)拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩的影響，與空氣密度對(duì)機(jī)翼升力和阻力的影響相似?？諝饷芏葴p小，槳葉的空氣動(dòng)力減小，拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩都隨之減??；反之，空氣密度增加，拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩都要增大。(二)螺旋槳直徑的影響螺旋槳直徑增大，一方面相當(dāng)于增加了槳葉面積；另一方面還使槳尖的切向速度增大，合速度隨之增大。因此，槳葉的空氣動(dòng)力增大，拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩都迅速增大。但是，螺旋槳直徑的增大是有限度的。如螺旋槳力矩急劇增大，而拉力甚至還可能減小。此外，螺旋槳直徑太大時(shí)，起落架必須做得很高，以保證飛機(jī)能在地面停放或試車，這樣就增加了構(gòu)造上的困難。因此，螺旋槳直徑也受到構(gòu)造上的限制。

(三)槳葉迎角的影響槳葉迎角對(duì)拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩的影響，與機(jī)翼迎角對(duì)升力和阻力的影響相似，槳葉迎角增加，槳葉的空氣動(dòng)力也增大，拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩都相應(yīng)增大。但是，槳葉迎角不能過(guò)大。因?yàn)闃~迎角超過(guò)某一數(shù)值(相當(dāng)于機(jī)冀的臨界迎角)后前槳面會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣流分離現(xiàn)象。這樣，前、后槳面的壓強(qiáng)差就會(huì)降低；而槳葉前、后緣的壓強(qiáng)差就會(huì)升高。于是，槳葉空氣動(dòng)力的方向?qū)⒖拷D(zhuǎn)面，使螺旋槳的拉力減小，而旋轉(zhuǎn)阻力力矩增大。

(四)槳葉切面合速度的影響同飛行速度對(duì)機(jī)翼的升、阻力的影響一樣，槳葉切面的合速度增大，槳葉的空氣動(dòng)力也會(huì)變大，故螺旋槳的拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩也都增加。反之，合速度減小，則拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩都減小。在飛行中，飛行員主要是通過(guò)改變螺旋槳轉(zhuǎn)速的辦法，來(lái)改變合速度的大小。在其他因素不變的條件下，增大轉(zhuǎn)速，切向速度變大，合速度增大，因此螺旋槳拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩也隨之增大。反之，轉(zhuǎn)速減小，合速度減小，拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩也隨之減小。如果合速度的大小和槳葉迎角都保持不變，當(dāng)合速度的方向改變時(shí)，由于槳葉空氣動(dòng)力的方向隨之改變。螺旋槳的力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩也會(huì)變化。從圖3—5—14可以看出，合速度的方向越是偏離旋轉(zhuǎn)面，則槳葉空氣動(dòng)力的方向越偏離槳軸，從而引起旋轉(zhuǎn)阻力增大和拉力減小。整個(gè)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)阻力力矩也就隨之增大，拉力也就隨之減小。合速度的方向改變時(shí)，槳葉空氣動(dòng)力的方向隨之改變的道理可以這樣解釋：由于槳葉在氣流中的工作情況和機(jī)翼相似，其空氣動(dòng)力(R)，也可以分解為垂于相對(duì)氣流方向的分力()和平行于相對(duì)氣流方向的分力()，如圖3—5—15所示。R與之間的夾角以θ表示，它相當(dāng)于機(jī)翼的性質(zhì)角。θ角的大小隨槳葉迎角而變。若槳葉迎角不變，則θ角也保持不變，于是槳葉空氣動(dòng)力(R)與合速度(W)之間的夾角()也保持不變。因此，在槳葉迎角不變的條件下,若合速度偏離旋轉(zhuǎn)面的角度越大則槳葉空氣動(dòng)力偏離槳軸的夾角也越大。

(五)槳葉數(shù)目的影響槳葉數(shù)目增多，槳葉的總面積加大，拉力系數(shù)和旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)都會(huì)變大。但槳葉數(shù)目不能過(guò)多，否則，由于相鄰槳葉之間的干擾，會(huì)使旋轉(zhuǎn)阻力力矩增加的倍數(shù)大于拉力增加的倍數(shù)，螺旋槳的效率降低，反而不利。(六)槳葉切面形狀和平面形狀的影響在一定范圍內(nèi)，槳葉切面的厚弦比(槳葉切面的最大厚度與槳弦的比值)和中弧曲度(槳葉切面的最大弧高與槳弦的比值)增大，拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩都增大。其道理同翼型對(duì)機(jī)翼升力和阻力的影響一樣。

(七)維護(hù)質(zhì)量對(duì)螺旋槳拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩的影響由以上分析可以看出，螺旋槳的拉力和旋轉(zhuǎn)阻力力矩與螺旋槳的外形有密切關(guān)系。特別是因?yàn)闃~的相對(duì)氣流速度很大，槳葉稍有變形或傷痕，旋轉(zhuǎn)阻力力矩就會(huì)迅速增大，螺旋槳的空氣動(dòng)力性能就會(huì)顯著降低。因此，機(jī)務(wù)維護(hù)人員在使用和維護(hù)螺旋槳時(shí)，要特別注意保持螺旋槳表面形狀和光潔度。在開(kāi)車前，應(yīng)把螺旋槳附近的地面打掃干凈，并要仔細(xì)檢查場(chǎng)地，以免在飛機(jī)開(kāi)車或滑行時(shí)，吸起砂石，打壞槳面，破壞其空氣動(dòng)力性能。

現(xiàn)代飛機(jī)都安裝有恒速螺旋槳。恒速螺旋槳是這樣一種變距螺旋槳，即如果變距桿不動(dòng)，盡管油門位置、飛行速度或高度改變，轉(zhuǎn)速始終保持不變。恒速螺旋槳的拉力主要隨飛行速度、油門位置和飛行高度而變化。

(一)拉力隨飛行速度的變化在油門位置保持不變的條件下，飛行速度增大，合速度的方向更加偏離旋轉(zhuǎn)面。此時(shí)，若按照合速度方向變化的程度，相應(yīng)地改變槳葉角，保持槳葉迎角不變。而合速度大小的變化不多，則槳葉空氣動(dòng)力的大小基本不變。但空氣動(dòng)力的方向更加偏離槳軸，而使旋轉(zhuǎn)阻力增加和拉力減小，如圖3—5—16(a)、(b)所示。旋轉(zhuǎn)阻力增大，還會(huì)迫使轉(zhuǎn)速減小下來(lái)。對(duì)恒速螺旋槳(例如安—26等飛機(jī)的螺旋槳)來(lái)說(shuō)，在飛行速度增大的過(guò)程中，槳葉角增加得慢一些，而合速度的方向變得快一些，因而槳葉迎角會(huì)逐漸減小。這樣，槳葉的空氣動(dòng)力也隨之減小，它的一個(gè)分力，即旋轉(zhuǎn)阻力就可以保持

四、螺旋槳拉力在飛行中的變化不變，轉(zhuǎn)速也就可以保持不變。但是。槳葉的空氣動(dòng)力減小了，拉力自然隨之減小。如圖3—5—16(c)所示。拉力隨飛行速度變化規(guī)律見(jiàn)圖3—5—17。

(二)拉力隨進(jìn)氣壓強(qiáng)(即油門位置)和轉(zhuǎn)速的變化裝恒速螺旋槳的飛機(jī)，其進(jìn)氣壓強(qiáng)是由油門控制的，而轉(zhuǎn)速是由變距桿控制的。下面分別說(shuō)明進(jìn)氣壓強(qiáng)和轉(zhuǎn)速改變時(shí)，拉力的變化情形。

1．拉力隨進(jìn)氣壓強(qiáng)(油門位置)的變化如果不動(dòng)變距桿，加油門增大進(jìn)氣壓強(qiáng)后，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率提高，螺旋槳會(huì)自動(dòng)變大距離，并保持轉(zhuǎn)速不變。此時(shí)，由于槳葉角加大，而使槳葉迎角增大，所以拉力也隨之增大，見(jiàn)圖3—5—18；反之，收油門減小進(jìn)氣壓強(qiáng)，則拉力減小。在飛行中，如果變距桿的位置不變而將油門收到最小位置，還可能產(chǎn)生負(fù)拉力。這是因?yàn)?，?dāng)進(jìn)氣壓強(qiáng)很小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率也很小，螺旋槳自動(dòng)變小距，以保持轉(zhuǎn)速不變，結(jié)果槳葉迎角不有可能成負(fù)迎角，如圖3—5—18a所示，這樣，前槳面的壓強(qiáng)比后槳面的壓強(qiáng)要大，槳葉所產(chǎn)生的空氣動(dòng)力的方向不會(huì)偏向旋轉(zhuǎn)面的斜后方，沿著槳軸方向的分力方向朝后，對(duì)飛機(jī)起阻力作用，而形成負(fù)拉力。此時(shí)；如果向后拉變距桿；增大槳葉角，以減小槳葉的負(fù)迎角，就可減小負(fù)拉力。

2.拉力隨轉(zhuǎn)速的變化若保持進(jìn)氣壓強(qiáng)一定，當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，由于合速度的大小和方向以及槳葉迎角的大小都要改變，因此拉力的大小也要改變。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)原理，在進(jìn)氣壓強(qiáng)一定的條件下。只有用某一個(gè)轉(zhuǎn)速工作(如圖3—5—19)中的n1)，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率才最大。在小于這一轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)，增大轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率升高；在大于這一轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)，增大轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率反而降低。根據(jù)恒速螺旋槳的變距原理，前推變距桿，槳葉扭角減??；后拉變距桿，槳葉迎角增大。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率升高時(shí)，槳葉迎角也增大；發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率小時(shí)，槳葉迎角也減小。從以上兩個(gè)方面來(lái)看，飛行中，當(dāng)轉(zhuǎn)速比特定的轉(zhuǎn)速n小得比較多的情況下，推變距桿增大轉(zhuǎn)速，一方面由于前推變距桿，調(diào)速器使槳葉角減小，槳葉迎角隨之減??；另一方面由于發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率增大，槳葉迎角又要增大。但是，在前推變距手柄時(shí)，是由于槳葉角減小了，才能使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，也才能使發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率增大。因此，綜合來(lái)看，槳葉迎角還是要減小，不過(guò)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的提高，槳葉角減小的量不大。前推變距手柄時(shí)，雖然槳葉迎角有所減小，但由于轉(zhuǎn)速增大，引起合速度增大。而且其方向更加靠旋轉(zhuǎn)面。結(jié)果，隨轉(zhuǎn)速的增加，螺旋槳的拉力增大。同樣道理，后拉變距手柄時(shí)，隨轉(zhuǎn)速的減小，拉力也減小。在轉(zhuǎn)速接近特定轉(zhuǎn)速n的情況下，推變距手柄增大轉(zhuǎn)速，雖然合速度還是增大，但是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率降低，而使拉力減小。同時(shí)，前推變距手柄使槳葉迎角減小，也要使拉力減小。結(jié)果，拉力不僅不能增大，反而隨轉(zhuǎn)速的增大而不斷減小?？傊?，飛行中，在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，推變距桿增大轉(zhuǎn)速時(shí)；拉力隨之增大；超過(guò)一定轉(zhuǎn)速以后，如再增大轉(zhuǎn)速，則拉力不僅不增大，還要減小。減小轉(zhuǎn)速時(shí)：拉力的變化情況相反。

(三)拉力隨飛行高度的變化對(duì)于裝有吸氣式(無(wú)增壓器)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)而言，隨著飛行高度的升高，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率一直降低．所以螺旋槳的拉力也是一直減小的。對(duì)于裝有增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)而言，在額定高度以下，高度升高，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)力矩隨之增大。對(duì)恒速螺旋槳來(lái)說(shuō)，為保持轉(zhuǎn)速不變，槳葉角要相應(yīng)地增大，因而槳葉迎角隨之增大。這樣，槳葉空氣動(dòng)力增加，拉力和旋轉(zhuǎn)阻力都增大。在額定高度以上，高度升高，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率減小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)力矩減小。對(duì)于恒速螺旋槳來(lái)說(shuō)，為保持轉(zhuǎn)速不變，槳葉迎角要減小，槳葉空氣動(dòng)力也就減小，因而，拉力旋轉(zhuǎn)阻力都要減小?！?—3螺旋槳的有效功率和需用功率

一、螺旋槳有效功率(螺旋槳可用功率)

螺旋槳拉力拉著飛機(jī)前進(jìn)，對(duì)飛機(jī)作功。每秒種內(nèi)螺旋槳對(duì)飛機(jī)所作功的多少，主要是螺旋槳有效功率(可用功率)，用N槳來(lái)表示。其大小等于拉力與飛行速度的乘積。即

N槳=p﹒C二、螺旋槳有效功率隨飛行速度的變化

在小于某一飛行速度的范圍內(nèi)，螺旋槳有效功率隨飛行速度的增大而增大；在大于某一飛行速度的范圍內(nèi)，螺旋槳有效功率則隨飛行速度的增大而減小。

三、螺旋槳有效功率隨進(jìn)氣壓強(qiáng)(油門位置)和轉(zhuǎn)速的變化

當(dāng)飛行速度和飛行高度一定，而進(jìn)氣壓強(qiáng)和轉(zhuǎn)速改變時(shí)，螺旋槳有效功率僅隨拉力而變化。對(duì)于恒速螺旋槳來(lái)說(shuō)，增大進(jìn)氣壓強(qiáng)(油門)，拉力變大，故螺旋槳有效功率也增大；反之亦然。如果進(jìn)氣壓強(qiáng)一定，在小于某一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，增大轉(zhuǎn)速，拉力增大，則螺旋槳有效功率也增大。超過(guò)一定轉(zhuǎn)速，拉力反而要減小，則螺旋槳有效功率也要減小。進(jìn)氣壓強(qiáng)越大，獲得最大拉力的轉(zhuǎn)速也越大，因此，獲得最大的螺旋槳有效功率的轉(zhuǎn)變也就越大。由上可見(jiàn)，為了盡可能地增大螺旋槳有效功率，則在加油門增大氣體壓強(qiáng)的同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)?shù)赝谱兙鄺U，使轉(zhuǎn)速相應(yīng)地增大。四、螺旋槳有效功率隨高度的變化

對(duì)于裝有吸氣式(無(wú)增壓器)的發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)來(lái)說(shuō)，隨高度的升高，拉力總是減小的，故螺旋槳有效功率也是減小的。對(duì)于裝有增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)來(lái)說(shuō)，在額定高度以下，高度升高，因拉力增大，故螺旋槳有效功率也增大；超過(guò)額定高度之后，如高度升高，因拉力減小，故螺旋槳有效功率也隨著降低。五、螺旋槳旋轉(zhuǎn)需用功率和功率系數(shù)

為了各槳葉的旋轉(zhuǎn)阻力，使螺旋槳按預(yù)定轉(zhuǎn)速作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)所必需的發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率，稱為螺旋槳旋轉(zhuǎn)需用功率，用表示。

式中—螺旋槳的功率系數(shù)，表示槳葉的形狀、槳葉角、槳葉迎角、槳葉數(shù)目和前進(jìn)比等對(duì)螺旋槳旋轉(zhuǎn)所需功率的影響；

__空氣密度[千克／米]

n__螺旋槳轉(zhuǎn)速[轉(zhuǎn)／秒]

D__螺旋槳直徑[米]§5—4螺旋槳效率

螺旋槳是由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，螺旋槳的作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的功率(即發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率)，轉(zhuǎn)變成為拉飛機(jī)前進(jìn)的功率(即螺旋槳有效功率)。但是，螺旋槳并不能把發(fā)動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的功率百分之百地轉(zhuǎn)變成拉飛機(jī)前進(jìn)的功率。這是因?yàn)槁菪龢诠ぷ鲿r(shí)，要向后推動(dòng)空