變距螺旋槳和定距螺旋槳

變距螺旋槳和定距螺旋槳是每年執(zhí)照考試都會考察的考點(diǎn),不過是私照還是商照還是每學(xué)期的期末考都會涉及到

考點(diǎn)部分

1.定距螺旋槳以及變速螺旋槳的工作原理(可能出大題)

2.變距的工作原理,即為什么會變距,變距有什么好處/必要性/使用場景 (選擇題比較常見)

3.了解速度、油門、高度、溫度等外界因素對拉力大小的影響(選擇題比較常見)

4.了解負(fù)拉力的產(chǎn)生;

5.了解風(fēng)車效應(yīng)

知識點(diǎn)解析

由于篇幅有限,本次推送僅對部分知識點(diǎn)進(jìn)行講解,有興趣的童鞋可以點(diǎn)個關(guān)注,后續(xù)的推送會進(jìn)行補(bǔ)全 :)

一、定距及變距螺旋槳的工作原理

根據(jù)槳葉角φ是否可以改變大小,螺旋槳可分為定距和變距的螺旋槳,φ可變的稱為變距,不可變的稱為定距,槳葉角增大為變大距,變小為變小距.

1.定距

螺旋槳槳距或槳葉安裝角是固定的,適合低速的槳葉安裝角在高速時候就顯得過小,同樣,適合高速飛行的槳葉角在低速飛行時顯得略大(同學(xué)們可理解為不同的飛行速度有不同的最佳最匹配的槳葉角,這里涉及到油耗,阻力等因素,在后續(xù)的文章中會提及)

定距螺旋槳在整個飛行過程中不能改變槳葉角φ,在起飛和巡航階段由于所需要的推力不同(起飛階段所需要推力更大,巡航階段需要推力較小,這個知識點(diǎn)較為好理解,就不做過多解釋了),

因此定距螺旋槳只能在部分選定的范圍內(nèi)效率最高(即某個槳葉角在某個速度范圍內(nèi)效率是較高的,對應(yīng)上文提到的不同速度匹配不同槳葉角),但是由于定距構(gòu)造簡單,重量輕,所以在功率很小的輕型飛機(jī)應(yīng)用較為廣泛

2.變距

變距,顧名思義對應(yīng)的就是可以改變距離的螺旋槳(這里的距離指的就是螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周所前進(jìn)的距離,理解不了的同學(xué)可自行翻書查看定義) 變距螺旋槳的出現(xiàn)就是為了解決上述定距螺旋槳遺留下來的問題,即螺旋槳高,低速性能的矛盾

最初螺旋槳設(shè)計使用的是雙距螺旋槳,高速時使用大距,低速時使用小距(例如起飛爬升階段),(有過開車經(jīng)驗(yàn)或者騎山地車經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)應(yīng)該都知道,在爬坡(需要大推力)和在平地上行駛的時候,所需要的檔位是不一樣的),后來,為了適應(yīng)更多的飛行速度場景,又逐漸增加槳距的數(shù)目.

現(xiàn)代飛機(jī)普遍配備恒速螺旋槳調(diào)速器.自動調(diào)節(jié)槳距,并保持恒定轉(zhuǎn)速的裝置.飛行員也可通過控制桿距和油門的方法來改變發(fā)動機(jī)和螺旋槳的轉(zhuǎn)速(順便提一下,在真實(shí)飛行中,油門不直接影響飛行速度,飛機(jī)姿態(tài)才是影響速度的關(guān)鍵,這個知識點(diǎn)后續(xù)文章會相應(yīng)展開)

二、螺旋槳產(chǎn)生拉力的原因

螺旋槳產(chǎn)生拉力大家可理解為把固定翼的機(jī)翼豎起來放,水平的時候向上的推力,豎起來之后就變成向前的推力,從而就帶動飛機(jī)向前了.(具體參看下圖)

三、速度、油門對拉力大小的影響

1.速度

飛行速度增大,使得相對氣流方向更加偏離旋轉(zhuǎn)面,因此槳葉總空氣動力R也更加偏離槳軸(速度三角形,垂直方向的速度(螺旋槳的轉(zhuǎn)速)不變,飛機(jī)前進(jìn)速度增加導(dǎo)致水平方向速度增加,所以使得合速度改變,而總推力又是垂直總速度的,所以推力方向也改變了)具體看圖,所以螺旋槳拉力隨速度增大而減小(實(shí)在無法理解的也可直接記結(jié)論)

2.油門

先記結(jié)論,在飛行高度和速度不變的條件下,加大油門,螺旋槳拉力增大 (大家可理解為開車時候加大油門,推力自然就上去了,但是切記,油門和速度絕非一碼事),如果對原理有興趣的同學(xué)可以繼續(xù)往下看.

油門增加,發(fā)動機(jī)有效功率提高,扭力矩增大,使得螺旋槳轉(zhuǎn)速增大.調(diào)速器為了保持轉(zhuǎn)速不變,自動增大槳葉角,使得槳葉角增大,因此槳葉總空氣動力R增大.反之,收油門,拉力減小(對原理無法理解的同學(xué)可直接記結(jié)論,開車時候油門上去了推力自然就上去了)