•
号Heq表示。
飞行速度和有效桨距的关系：V
H eqn
60
12.1.4 螺旋桨参数
❖桨距和滑流 ▪滑流 L（slipstream ）
• 几何桨距和有效桨距之差： L H H eq • 它反映了螺旋桨对流过的空气的压缩程度。
12.1.4 螺旋桨参数
❖桨叶角和桨叶迎角 ▪桨叶角φ
• 螺旋桨的弦线与桨叶旋转平面间的夹角称为桨叶角 • 桨距分布:桨叶角沿半径逐渐减小, 即靠近桨毂处桨叶
• 桨叶弦线和空气流过桨叶的相对速度方向间的夹角。
12.1.2 螺旋桨理论
❖ 桨叶角和桨叶迎角 ▪ 螺旋桨在工作过程中，既有旋转，又有向前的运 动。 ▪ 飞行速度为v，螺旋桨转速为n时, 某一截面处桨叶旋转切速度u， 螺旋桨运动的速度三角形是
wuv
12.1.2 螺旋桨理论
❖桨叶的空气动力（Aerodynamic Force） ▪ 气动拉力
❖桨叶角和桨叶迎角 ▪桨叶角φ
• 桨叶角的大小将影响螺旋桨旋转一周所排出的空气量 的多少： –桨叶角大, 排出空气量多, 使螺旋桨的负荷变大; –桨叶角小, 排出空气量少, 使螺旋桨的负荷变小。
12.1.2 螺旋桨理论
❖ 桨叶的空气动力 ▪ 空气动力R
• 这种压力差和气流作用于桨叶上的摩擦力综合在一起, 就构成了桨叶的空气动气动力R在发动机轴 线方向的分力就是拉力。
• 各桨叶上的拉力之和就 是整个螺旋桨的拉力。
12.1.2 螺旋桨理论
❖ 桨叶的空气动力 ▪ 阻力
• 当空气以相对速度流过桨叶时, 将空气压缩, 使螺旋 桨桨叶位于发动机一侧产生的气动压力大于大气压力 , 因而产生拉力, 称该拉力为气动拉力。
▪ 叶形拉力
• 桨叶的形状也产生拉力： • 空气流过叶背时, 流速增大, 压力降低; • 空气流过桨面时, 流速降低,压力升高。 • 空气流近前缘时, 气流受阻, 流速减慢, 压力提高; • 空气流近后缘时,气流分离,形成涡流, 压力下降。 • 这样在桨叶的前后桨面和前后缘均形成压力差。
12.1.1 名词术语
❖ 桨叶站位的规定
12.1.1 名词术语
❖ 轴功率和当量轴功率： ▪ 轴功率（SHP）
• 是指输送到螺旋桨的功率；
▪ 当量轴功率(ESHP)
• 是在计算总功率输出时，轴功率加上喷气推力的影响 • 静态条件下，假如输送到螺旋桨上1轴马力假定产生
2.5lb推力，则：
ESHP静态 = SHP静态 + Fn（喷气）/ 2.5
Gas Turbine
Aero-engine
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第 12 章 螺旋桨
第12章 螺旋桨(Propeller)
12.1 螺旋桨原理 12.2 螺旋桨分类与结构 12.3 涡桨发动机螺旋桨 12.4 螺旋桨辅助系统
12.5 螺旋桨的检查、维护与安装
12.1 螺旋桨原理
❖ 螺旋桨 ▪ 螺旋桨是一种旋转的翼型(aerofoil), 它由两至 四片桨叶固定在中心桨毂(hub)上, 桨毂直接或 通过减速器安装在发动机轴上。 ▪ 桨叶→中心桨毂→(减速器→)发动机轴
❖弯曲力和弯曲力矩 ▪ 拉力产生的弯曲力矩； ▪ 桨叶旋转阻力产生的弯曲力矩；
12.1.4 螺旋桨参数
❖桨距和滑流
▪ 桨距（pitch）
• 螺旋桨桨距分为几何桨距和有效桨距两种。
• 几何桨距
–是指在不可压缩介质中，螺旋桨旋转一周飞机向前移动 的距离，用符号H表示；
• 有效桨距
– 是指螺旋桨旋转一周，飞机向前移动的实际距离，用符
• 桨叶型面向上凸起的曲面部分，类似翼型上表面。
▪叶面(blade face)
• 又叫叶盆，桨叶平直的一面，类似于翼型下表面。
12.1.1 名词术语
❖螺旋桨的桨叶(blade)
12.1.1 名词术语
❖螺旋桨的桨叶(blade)
12.1.1 名词术语
❖ 桨叶站位的规定 ▪ 螺旋桨旋转时，桨叶各部分运动的切向速度是不 相同的。叶根部速度低，叶尖处速度最高。 ▪ 从桨叶轮毂中心起，将桨叶分段，以英寸为单位 定出站号。
• 空气动力R在发动机垂直于轴线方向的分力。 • 阻力的方向与桨叶切向速度的方向相反。
▪ 阻力力矩
• 阻力与到桨轴中心距离的乘积 就是阻力力矩，它由发动机轴 的旋转力矩来克服。
• 只有发动机输出力矩与其平衡， 螺旋桨才能保持等速旋转。
12.1.3 作用在螺旋桨上的力
❖离心力和离心力矩 ▪ 离心力矩会使桨叶角减小
❖配重离心力矩
▪ 有的变距螺旋桨，桨叶根部靠近 桨叶后缘的地方装有配重，并固 定于螺旋桨旋转前面；
▪ 配重离心力矩使桨叶角增加。
12.1.3 作用在螺旋桨上的力
❖气体力和气体力矩 ▪ 当气体力R不通过桨叶转轴时：
• 气体力作用在转轴前端，使桨叶角增加； • 气体力作用在转轴后端，使桨叶角减小。
12.1.3 作用在螺旋桨上的力
角最大,叶尖处最小。这种从桨毂到叶尖逐渐减小的桨 叶角称为桨距分布。 • 桨距分布和翼形变化都是沿叶长而变化的,这是因为每 个部位在空气中运动的相对速度是不同的,毂部为低速 ,尖部为高速。但各处的飞行速度和转速都是一样的 • 这里所说的桨叶角是基于在75℅的桨叶标记位置的桨 叶角。
12.1.4 螺旋桨参数
❖螺旋桨的桨叶(blade) ▪前缘—桨叶的前部边缘； ▪后缘—桨叶的后部边缘； ▪叶尖—桨叶距桨觳最远的部分，通常规定为叶片最 后6英寸； ▪叶柄—桨叶靠近螺旋桨中心较厚的部分；
12.1.1 名词术语
❖螺旋桨的桨叶(blade) ▪叶根
• 又名桨叶轴，安装于桨觳内，桨叶的终端
▪叶背(blade back)
12.1.2 螺旋桨理论
❖ 桨叶角和桨叶迎角 ▪ 弦线(chord line)
• 螺旋桨前缘点和后缘点的连线；
▪ 桨叶角f (blade angle)
• 螺旋桨的弦线与桨叶旋转平面间的夹角称为桨叶角，
以符号f表示，桨叶角大，则螺旋桨旋转一周排出的空
气量也多。
▪ 桨叶迎角a (attack angle、incidence angle )
❖ 螺旋桨的功用 ▪ 螺旋桨的功用是产生拉力或负拉力。
• 将发动机传给的功率转变为拉动飞机前进的拉力。 • 当飞机落地后还可以利用桨叶产生较大的负拉力, 起
到制动的作用, 以缩短飞机着陆后的滑跑距离。
12.1 螺旋桨原理
❖ 名词术语 ❖ 螺旋桨理论 ❖ 作用在螺旋桨上的力 ❖ 桨距和滑流
12.1.1 名词术语