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螺旋桨飞机原理

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螺旋桨飞机原理

我知道单旋翼直升机是通过装在尾部的螺旋桨风扇工作来抵消主发动机因工作而产生的扭力从而使直升机达到平衡。但是单螺旋桨飞机却没有像直升机尾部那样的装置,它是靠什么力量来抵消螺旋桨旋转时产生的扭力的呢?请大家帮助一下。

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好评回答
  • 2009-04-02 14:45:27
      螺旋桨飞机的工作原理
      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。
         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。   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。
         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。

    鹅***

    2009-04-02 14:45:27

其他答案

    2009-04-06 04:57:55
  •   飞机在正常飞行中,使机头有偏转的因素包括:螺旋桨给发动机轴的反作用扭矩,螺旋桨的陀螺进动效应,螺旋桨的不对称拉力以及螺旋桨滑流的旋转运动。 
    1、扭距 
    按牛顿第三定律,有作用力必有一个反向的反作用力存在。所以发动机轴是驱动螺旋桨向右旋转的话,那么螺旋桨必给机轴一个向左的扭矩。
      飞机在爬升时最为严重,此时的飞行速度不高,油门却开到最大。 2、陀螺效应 (Gyro precession) 就是指:『旋转中的物体,在不加入外力时,会有一种动也不动的抵抗力存在。但若在旋转轴中加入外力时,对於其他轴会以直角的方向,产生旋转的力量。
      』因此,当我们飞机在打上舵时,因为陀螺效应的关系,会使的飞机会有往一边的倾向:而打下舵时,则会因陀螺旋效应而往另一边(具体由螺旋桨旋转方向决定)。不过这些现象都可藉由实际飞行时的方向舵来加以修正。 3、进动力 又叫『推动力』,当螺旋桨转动时,会带动由前方来的空气,使其增加速度并传送到後面,进而带动飞机的前进。
      一个高速旋转的陀螺,它的旋转轴是不肯改变指向的。定位的陀螺仪正是利用这一性质。高速旋转着的螺旋桨同样具有这种陀螺效应。也就是说陀螺除不肯改变轴向之外,当外来的转矩要它改变轴向时,它并不随外来转矩的方向改,而是绕地第三根轴线转,这种现象叫做进动。
      这种现象在后三点的小飞机的起飞阶段最可能发生,因为飞机是仰着头的,跑动之后,希望飞机的速度快点增大起来,要把机头压下去,把仰角改小,阻力改小,推杆过急的话,进动作用就可能很明显。 4、非对称拉力,P-因子 螺旋桨因子(P r o p e l l e rfactor),P-因子现象是螺旋桨所产生的拉力在浆盘上分布不对称造成的现象 。
      这种现象会使左右产生的拉力不同,而左右拉力这样的不同有使机头向左偏的趋势。攻角越大,这种现象越显著。 5、浆叶扰动造成的螺旋状的滑流 全称为螺旋桨气流效应(Slipstream Effect),螺旋桨的顺(逆)时针旋转,使得为浆打过而顺着机身向后流去的滑流带有旋转运动,即浆后的滑流不是直向后流去,而是一边向后,一边在右旋,呈螺旋状,这样的滑流会对立尾形成一定的攻角,使之产生一个右指的力,这种旋转运动,在飞机起飞或爬升,油门大开时最厉害,它打在立尾上使机头向左偏航。
       6、综合效应 综合以上我们所说的,我们不难看出,无论是螺旋桨的滑流效应、陀螺效应,进动力影响和P-因子的影响力,都随著机身大型化的改变,引擎马力的增加以及螺旋桨的大型化,而扮演著越来越重要的角色。

    M***

    2009-04-06 04:57:55

  • 2009-04-02 10:46:19
  • 发动机轴线与飞机中心轴线有一个夹角。

    一***

    2009-04-02 10:46:19

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